一种场强数据处理系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种场强数据处理系统及方法，该系统包括依次连接的：获取模块，用于获取各测量点的场强数据；计算模块，用于计算各测量点相对于预设基准点的位置关系；筛选模块，用于根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选；绘制模块，用于根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。本发明提供一种场强数据处理系统及方法可以实现场强数据的处理、获得场形图，解决了现有技术中由于人工在对大量数据处理时容易产生错误，可能造成最终绘得的场形图与实际场强分布存在较大偏差而无法准确获得场强方向图的缺陷。
【专利说明】一种场强数据处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及场强测量技术，尤其涉及一种场强数据处理系统及方法。
【背景技术】
[0002]传统的水平场强测量方法是测量人员携带场强测量模块，在地面围绕发射天线测量记录各点场强值，然后进行计算和人工绘图得到水平场形图。但由于天线周围地形复杂，遇到湖泊、树林或山谷就很难测量到所需位置的场强值，即使得到部分场强值，通过人工计算绘图需要进行例如进行数据筛选、计算、图形绘制等，必须具备很高的专业知识专业技术人员才能绘得到场形图，同时由于人工在对大量数据处理时容易产生错误，可能造成最终绘得的场形图与实际场强分布存在较大偏差。
[0003]而垂直场强测量方法是由测量人员携带场强测量模块乘坐气球升到空中测量，是很不安全的，因此现有技术中无法进行实际测量，即使可以得到相应的垂直场强数据在绘制垂直场形图的时候也存在着与上述水平场形图同样的问题，即最终结果与实际场强分布存在较大偏差的缺陷。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种场强数据处理系统及方法可以实现场强数据的处理、获得场形图，克服现有技术中无法准确获得场强方向图的缺陷。
[0005]本发明提供了一种场强数据处理系统，所述系统包括依次连接的:
[0006]获取模块，用于获取各测量点的场强数据；
[0007]计算模块，用于计算各测量点相对于预设基准点的位置关系；
[0008]筛选模块，用于根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选；
[0009]绘制模块，用于根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。
[0010]作为上述技术方案的优选，所述获取模块包括:
[0011]场强值获取单元，用于获取各测量点的场强值数据；
[0012]位置数据获取单元，用于获取各测量点的位置数据。
[0013]作为上述技术方案的优选，所述计算模块包括:
[0014]基准点的位置数据获取单元，用于获取预先设定的基准点的位置数据；
[0015]位置关系计算单元，用于根据所述各测量点的位置数据和基准点的位置数据计算各测量点相对于所述基准点的位置关系，所述位置关系计算单元具体包括:
[0016]方位角计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的方位角；
[0017]仰角计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的仰角；
[0018]高度计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的高度；
[0019]测量半径计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的测量半径，所述测量半径为所述测量点到所述基准点的直线距离。
[0020]作为上述技术方案的优选，所述筛选模块具体包括:[0021]测量半径筛选单元，用于根据各测量点相对于所述基准点的测量半径以及预设的测量半径范围对各测量点进行筛选；
[0022]方位角筛选单元，用于根据各测量点相对于所述基准点的方位角以及预设的方位角范围对各测量点进行筛选；
[0023]仰角筛选单元，用于根据各测量点相对于所述基准点的仰角以及预设的仰角范围对各测量点进行筛选；
[0024]绘图点获取单元,用于获取由所述测量半径筛选单元、方位角筛选单元或仰角筛选单元中的一个或多个依次筛选后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
[0025]作为上述技术方案的优选，所述筛选模块还包括:
[0026]合并数筛选单元，用于根据设定合并数n，计算每一度方位角中场强值由大到小顺序排列中前η个场强值的平均值，所述η为大于等于I的整数，所述平均值用于作为该度方位角的场强值的特征值；
[0027]绘图点获取单元，还用于获取由所述测量半径筛选单元、方位角筛选单元、仰角筛选单元或合并数筛选单元中的一个或多个依次筛选后的测量点，所述筛选后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
[0028]作为上述技术方案的优选，所述场强方向图包括垂直场形图和水平场形图，所述绘制模块具体包括:
[0029]极坐标水平场形图绘制单元，用于根据各绘图点的方位角及对应的特征值绘制极坐标水平场形图；
[0030]直角坐标水平场形图绘制单元，用于根据各绘图点的所述方位角、仰角及对应的特征值绘制直角坐标水平场形图；
[0031]极坐标垂直场形图绘制单元，用于根据各绘图点的仰角及对应的特征值绘制极坐标垂直场形图；
[0032]直角坐标垂直场形图绘制单元，用于根据各绘图点的所述仰角及对应的特征值绘制直角坐标垂直场形图；
[0033]三维坐标立体场形图绘制单元，用于根据各绘图点的所述方位角、仰角及对应的场强值的特征值绘制三维坐标立体场形图。
[0034]作为上述技术方案的优选，所述场强数据处理系统还包括:
[0035]计算模块，用于获取场强发射机功率，根据绘制的场强方向图结合场强发射机功率计算天线增益、前后比或半功率角中的一种或多种。
[0036]本发明还提供了一种场强数据处理方法，所述方法包括:
[0037]获取各测量点的场强数据；
[0038]计算各测量点相对于预设基准点的位置关系；
[0039]根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选；
[0040]根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。
[0041]作为上述技术方案的优选，所述测量点的场强数据具体包括:位置数据、及与所述位置数据对应的场强值；
[0042]所述计算各测量点相对于预设基准点的位置关系具体包括:
[0043]获取预先设定的基准点的位置数据；[0044]根据所述各测量点的位置数据和基准点的位置数据计算各测量点相对于所述基准点的位置关系，所述位置关系包括所述测量点相对于所述基准点的方位角、仰角、高度、测量半径，所述测量半径为所述测量点到所述基准点的直线距离。
[0045]作为上述技术方案的优选，所述根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选具体包括:
[0046]根据各测量点相对于所述基准点的测量半径、方位角及仰角结合预设的测量半径范围、预设的方位角范围、预设的仰角范围对各测量点进行筛选；
[0047]获取由半径筛选、方位角筛选或仰角筛选中的一个筛选操作或多个筛选依次操作后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
[0048]作为上述技术方案的优选，所述根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选之后还包括:根据设定合并数n，计算每一度方位角中场强值由大到小顺序排列中前η个场强值的平均值，所述η为大于等于I的整数，所述平均值用于作为该度方位角的场强值的特征值；
[0049]获取由半径筛选、方位角筛选、仰角筛选或合并数筛选中的一个筛选操作或多个筛选依次操作后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
[0050]作为上述技术方案的优选，所述根据筛选后的场强数据绘制场强方向图具体包括:
[0051]根据所述方位角、仰角及对应的场强值的特征值绘制极坐标场形图、直角坐标场形图或三维坐标立体场形图。
[0052]根据各绘图点的方位角及对应的特征值绘制极坐标水平场形图、直角坐标水平场形图；
[0053]根据各绘图点的仰角及对应的特征值绘制极坐标垂直场形图、直角坐标垂直场形图；
[0054]根据各绘图点的所述方位角、仰角及对应的场强值的特征值绘制三维坐标立体场形图。
[0055]作为上述技术方案的优选，所述根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图之后还包括:
[0056]获取场强发射机功率，根据绘制的场强方向图结合场强发射机功率计算天线增益、前后比或半功率角中的一种或多种。
[0057]本发明提供一种场强数据处理系统及方法，该系统包括依次连接的:获取模块，用于获取各测量点的场强数据；计算模块，用于计算各测量点相对于预设基准点的位置关系；筛选模块，用于根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选；绘制模块，用于根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。本发明提供一种场强数据处理系统及方法可以实现场强数据的处理、获得场形图，解决了现有技术中由于人工在对大量数据处理时容易产生错误，可能造成最终绘得的场形图与实际场强分布存在较大偏差而无法准确获得场强方向图的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0058]图1为本发明实施例提供的场强数据处理系统的组成示意图；[0059]图2为本发明实施例提供的获取模块的垂直场强测量示意图；
[0060]图3为本发明实施例提供的获取模块的水平场强测量示意图；
[0061]图4为本发明实施例提供的场强数据处理方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0062]图1为本发明实施例提供的场强数据处理系统的组成示意图，如图1所示，本发明提供了一种场强数据处理系统，系统包括依次连接的:
[0063]获取模块10，用于获取各测量点的场强数据，该获取可以通过人工输入，数据库导入，也可以通过测量获取测量点的场强数据，获取的场强数据具体包括场强值及对应的位
置信息。
[0064]计算模块20，用于计算各测量点相对于预设基准点的位置关系，由于获取模块10获取的场强的位置信息为绝对信息，如测量点的经纬度，海拔高度值。而在实际的场强方向图绘制时，通常需要绘制针对基准点的场强方向图，即研究基准点，例如发射天线2，周围的场形分布，然后用于制定相应的场形策略，具有统计和研究意义。所以计算模块20在对获取模块10获取的各测量点的场强数据进行位置上相对于基准点的转换，得到相对于基准点的场强数据，便于后期的处理。
[0065]筛选模块30，用于根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选，由于在实际绘制场强方向图的过程中，是根据需要来选取绘图点，例如在绘制垂直场形图时，需要的在预设方位角范围内的预设仰角范围内的测量点的场形数据，同时需要该仰角范围内的测量点相对于基准点之间的半径在预设范围内。所以对于测量点需要进行筛选。
[0066]绘制模块40，用于根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。
[0067]本发明提供一种场强数据处理系统，该系统包括依次连接的:获取模块10，用于获取各测量点的场强数据；计算模块，用于计算各测量点相对于预设基准点的位置关系；筛选模块，用于根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选；绘制模块，用于根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。本发明提供一种场强数据处理系统及方法可以实现场强数据的处理、获得场形图，解决了现有技术中由于人工在对大量数据处理时容易产生错误，可能造成最终绘得的场形图与实际场强分布存在较大偏差而无法准确获得场强方向图的缺陷。
[0068]作为上述技术方案的优选，获取模块10包括:
[0069]场强值获取单元，用于获取各测量点的场强值数据，例如可以通过用户交互工具，如鼠标键盘等通过人工输入场强值数据，或者通过数据库读取装置读取数据库存储的场强值数据，或者通过测量场强值数据得到，具体的可以选用如，型号为GB521型中短波自动记录场强仪，GB521型中短波自动记录场强仪是集天线与接收机为一体的全自动场强接收机，该仪器可以自动存储测量点场强数据。为便于对水平、垂直场强的测量将场强仪通过搭载在飞行器上进行测量，飞行器携带场强仪按预设轨迹飞行，从而测得指定测量点的场强值数据。同时，GB521型自动记录场强仪体积小、重量轻，小于2kg，便于气球或直升机航空模型携带。具有高抗干扰性能可在大功率中短波发射台天线区使用。可配套的小型环形接收天线，适合在大功率电台天线区使用，具有摆动误差小，接收信号稳定的特点。
[0070]位置数据获取单元，用于获取各测量点的位置数据，通常情况下，场强值数据与位置数据之间为对应存储，也可以通过索引对应的方式将场强值数据与位置数据分别存储。具体的位置数据可例如可以通过用户交互工具，如鼠标键盘等通过人工输入位置数据，或者通过数据库读取装置读取数据库存储的位置数据，或者通过测量位置数据得到，如由全球定位系统(Global Positioning System,GPS)来采集,具体的例如采用GG12高抗干扰高精度OEM板，其可以工作在强高频场强下，能够提供高精度的经纬度和海拔数据。其接受单元接受卫星信号，具体确定场强仪的空中位置，并储存位置数据。GPS采用高性能模块和航空型天线，能够提供高精度的经纬度和海拔数据。
[0071]具体的场强信息获取方式为，图2为本发明实施例提供的获取模块的垂直场强测量示意图；图3为本发明实施例提供的获取模块的水平场强测量示意图；结合图2及图3所示，获取模块10通过按设定轨迹飞行的飞行器11搭载，按设定频率记录当前所在位置及测量点的场强数据。飞行器11的具体设定轨迹可以为以基准点，如发射天线2为原点，根据实际对场强数据的测量需要或理论经验，以发射天线2为原点选取合适的平面及适当的半径组成的弧形作为设定轨迹。获取模块10按照图中位于相对于发射天线的水平面上的轨迹31及垂直面上的轨迹32飞行，图中场强获取模块10在轨迹31、32上虚线所示场强获取模块10为其运行的多个轨迹点。
[0072]获取模块10与飞行器11固定，飞行器11用于携带获取模块10按设定轨迹飞行，获取模块10用于按设定频率记录当前所在位置的场强信息。飞行器11可以为热气球、飞艇、遥控飞机等飞行器件。
[0073]作为上述技术方案的优选，计算模块20包括:
[0074]基准点的位置数据获取单元，用于获取预先设定的基准点的位置数据，基准点的位置数据可以是已知的，以基准点为发射天线2为例，例如发射天线2的位置信息为已知，具体的例如东经120度，北纬34度，海拔350米。基准点的位置数据也可以通过GPS设备进行测量得到。
[0075]位置关系计算单元，用于根据各测量点的位置数据和基准点的位置数据计算各测量点相对于基准点的位置关系，获取的场强数据的数据量很大。为了从中选取符合规定的半径、方位角或仰角范围的场强数据，设定数据范围对场强数据进行筛选。位置关系计算单元具体包括:
[0076]方位角计算子单元，用于计算测量点相对于基准点的方位角，具体的计算方法以基准点正北为O度，顺时针旋转。计算测量点与其所在水平面上基准点的映射点的连线相对于正北的夹角，即所求的方位角。
[0077]仰角计算子单元，用于计算测量点相对于基准点的仰角，具体的计算方法为，测量点与基准点之间连线与基准点所在水平面之间的夹角值。
[0078]高度计算子单元，用于计算测量点相对于基准点的高度。具体的计算方法为测量点的海拔高度与基准点海拔高度之间的差值。该高度的计算可以用于对场强数据的统计及后期的研究。
[0079]测量半径计算子单元，用于计算测量点相对于基准点的测量半径，测量半径为测量点到基准点的直线距离。
[0080]经计算处理后的场强数据参见表1:
[0081]表I
【权利要求】
1.一种场强数据处理系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的: 获取模块，用于获取各测量点的场强数据； 计算模块，用于计算各测量点相对于预设基准点的位置关系； 筛选模块，用于根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选； 绘制模块，用于根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。
2.根据权利要求1所述的场强数据处理系统，其特征在于，所述获取模块包括: 场强值获取单元，用于获取各测量点的场强值数据； 位置数据获取单元，用于获取各测量点的位置数据。
3.根据权利要求2所述的场强数据处理系统，其特征在于，所述计算模块包括: 基准点的位置数据获取单元，用于获取预先设定的基准点的位置数据； 位置关系计算单元，用于根据所述各测量点的位置数据和基准点的位置数据计算各测量点相对于所述基准点的位置关系，所述位置关系计算单元具体包括: 方位角计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的方位角； 仰角计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的仰角； 高度计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的高度； 测量半径计算子单元，用于计算所述测量点相对于所述基准点的测量半径，所述测量半径为所述测量点到所述基准点的直线距离。`
4.根据权利要求3所述的场强数据处理系统，其特征在于，所述筛选模块具体包括: 测量半径筛选单元，用于根据各测量点相对于所述基准点的测量半径以及预设的测量半径范围对各测量点进行筛选； 方位角筛选单元，用于根据各测量点相对于所述基准点的方位角以及预设的方位角范围对各测量点进行筛选； 仰角筛选单元，用于根据各测量点相对于所述基准点的仰角以及预设的仰角范围对各测量点进行筛选； 绘图点获取单元，用于获取由所述测量半径筛选单元、方位角筛选单元或仰角筛选单元中的一个或多个依次筛选后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
5.根据权利要求4所述的场强数据处理系统，其特征在于，所述筛选模块还包括: 合并数筛选单元，用于根据设定合并数n，计算每一度方位角中场强值由大到小顺序排列中前η个场强值的平均值，所述η为大于等于I的整数，所述平均值用于作为该度方位角的场强值的特征值； 绘图点获取单元，还用于获取由所述测量半径筛选单元、方位角筛选单元、仰角筛选单元或合并数筛选单元中的一个或多个依次筛选后的测量点，所述筛选后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
6.根据权利要求5所述的场强数据处理系统，其特征在于，所述场强方向图包括垂直场形图和水平场形图，所述绘制模块具体包括: 极坐标水平场形图绘制单元，用于根据各绘图点的方位角及对应的特征值绘制极坐标水平场形图； 直角坐标水平场形图绘制单元，用于根据各绘图点的所述方位角、仰角及对应的特征值绘制直角坐标水平场形图；极坐标垂直场形图绘制单元，用于根据各绘图点的仰角及对应的特征值绘制极坐标垂直场形图； 直角坐标垂直场形图绘制单元，用于根据各绘图点的所述仰角及对应的特征值绘制直角坐标垂直场形图； 三维坐标立体场形图绘制单元，用于根据各绘图点的所述方位角、仰角及对应的场强值的特征值绘制三维坐标立体场形图。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的场强数据处理系统，其特征在于，所述场强数据处理系统还包括: 计算模块，用于获取场强发射机功率，根据绘制的场强方向图结合场强发射机功率计算天线增益、前后比或半功率角中的一种或多种。
8.一种场强数据处理方法，其特征在于，所述方法包括: 获取各测量点的场强数据； 计算各测量点相对于预设基准点的位置关系； 根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选； 根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图。
9.根据权利要求8所述的场强数据处理方法，其特征在于，所述测量点的场强数据具体包括:位置数据、及与所述位置数据对应的场强值； 所述计算各测量点相对于预设基准点的位置关系具体包括: 获取预先设定的基准点的位置数据； 根据所述各测量点的位置数据和基准点的位置数据计算各测量点相对于所述基准点的位置关系，所述位置关系包括所述测量点相对于所述基准点的方位角、仰角、高度、测量半径，所述测量半径为所述测量点到所述基准点的直线距离。
10.根据权利要求9所述的场强数据处理方法，其特征在于，所述根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选具体包括: 根据各测量点相对于所述基准点的测量半径、方位角及仰角结合预设的测量半径范围、预设的方位角范围、预设的仰角范围对各测量点进行筛选； 获取由半径筛选、方位角筛选或仰角筛选中的一个筛选操作或多个筛选依次操作后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
11.根据权利要求10所述的场强数据处理方法，其特征在于，所述根据位置关系和预设范围对各测量点进行筛选之后还包括:根据设定合并数n，计算每一度方位角中场强值由大到小顺序排列中前η个场强值的平均值，所述η为大于等于I的整数，所述平均值用于作为该度方位角的场强值的特征值； 获取由半径筛选、方位角筛选、仰角筛选或合并数筛选中的一个筛选操作或多个筛选依次操作后的测量点作为绘制场强方向图的绘图点。
12.根据权利要求11所述的场强数据处理方法，其特征在于，所述根据筛选后的场强数据绘制场强方向图具体包括: 根据所述方位角、仰角及对应的场强值的特征值绘制极坐标场形图、直角坐标场形图或三维坐标立体场形图。 根据各绘图点的方位角及对应的特征值绘制极坐标水平场形图、直角坐标水平场形图； 根据各绘图点的仰角及对应的特征值绘制极坐标垂直场形图、直角坐标垂直场形图； 根据各绘图点的所述方位角、仰角及对应的场强值的特征值绘制三维坐标立体场形图。
13.根据权利要求12所述的场强数据处理方法，其特征在于，所述根据筛选后的测量点的场强数据绘制场强方向图之后还包括: 获取场强发射机功率，根据绘制的场强方向图结合场强发射机功率计算天线增益、前后比或半功率角中的一种或多种。
【文档编号】G01R29/10GK103630760SQ201210310871
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】杨玉龙, 徐忠, 李万章, 张利达, 高峰, 王延辉, 于建设, 肖社生, 沈聪, 李湖光, 周德钦, 李武银, 李国强, 李刘奇 申请人:国家广播电影电视总局无线电台管理局