一种电磁分布态势图或路径电磁分布图的绘制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于福射源的定位信息，如何在矢量地图上绘制出电磁分布态势 图或路径电磁分布图的方法，本发明属于无线通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 在无线通信领域中，为了对电磁频谱资源进行有效的管理和利用，需要及时、准确 地获知空间中的电磁分布态势，并W直观的方式对空间环境中的电磁频谱占用情况进行描 绘。
[0003] 目前对电磁分布态势的研究思路主要为:在不同电磁环境中，根据电波传播特性 和无线信道的特点，通过选定某种合适的电波传播经验模型，查找待观察区域的福射源，然 后计算待观察区域中各点处的电磁功率信息，W等高线方式描述待观察区域的电磁能量空 间分布，运就是电磁频谱态势图。但是，由于实际空间环境的复杂、多变，因而难W找到一个 合适于所有频率、各种空间环境的电波传播模型，即使针对某一个较小的频率范围、特定的 空间环境有某种可用的电波传播模型，往往也因为模型过于复杂、参数多且可变而使得实 际使用效果不佳，最终导致不能快速得到可靠可信、具备任意地理精度的电磁分布态势数 据。
【发明内容】
[0004] 本发明提出了一种基于福射源定位信息的电磁分布态势图或路径电磁分布图的 绘制方法，该方法无需选择电波传播经验模型。利用多个已知位置的探测终端所接收的信 号功率信息，即可绘制出电磁分布态势图，并直观地呈现在矢量地图上;如果利用单个移动 式探测终端在不同时刻、不同位置处接收的信号功率信息，则可W绘制出路径电磁分布图。
[0005] 电磁分布态势图的绘制方法如下：
[0006] 第1步:利用至少5个不同位置处的探测终端的接收信号功率及探测终端的位置信 息，确定福射源的位置坐标化〇,8〇，批）、等效福射功率扣(地111)、电波传播路径损耗综合指数 T ;
[0007] 第2步：在矢量地图上，建立局部直角坐标系，坐标系原点为福射源所在位置点 (Lo，Bo，化），正正方正为+X轴、正正方正为+y轴、天天方正为+Z轴。根据需要绘制电磁分布态 势图的平面区域半径R米、平面区域高度化米、经缔度分辨率A分参数，对该矩形平面区域 进行网格化并确定各网格点在局部直角坐标系中的坐标值(坐标值序号）
[0008] 第3步:根据第1步得到的福射源定位结果，计算第2步得到的各网格点的到达信号 功率值；
[0009] 第4步:根据第3步计算得到的每个网格点的到达信号功率值，将其映射为ARGB彩 色并同时标注到矢量地图的各个对应网格区域内；
[0010] 第5步:每间隔一定的时间，重复前述步骤1至步骤4,由此得到不断更新的电磁分 布态势图。
[0011] 路径电磁分布图的绘制方法如下：
[0012] 第一步:根据单个移动探测终端至少在5个不同时刻和不同位置处的接收信号参 数及探测终端的位置信息，确定固定位置的福射源的位置坐标化o，Bo,册）、等效福射功率Po (地m)、电波传播路径损耗综合指数丫。可W不断地利用探测终端移动到新位置处时所接收 的信号功率等信息，重复该定位计算过程，对固定位置的福射源不断地进行定位，从而得到 一定时间范围内对同一个固定位置的福射源的多次定位结果；
[0013] 第二步:将移动探测终端在每个位置处接收到的信号功率值映射为ARGB彩色并及 时标注到矢量地图的对应坐标位置处；
[0014] 第Ξ步:将第一步得到的针对固定位置福射源的多次定位结果，连续标注到矢量 地图的对应坐标位置处；
[0015] 第四步:对第一步得到的针对固定位置福射源的多次定位结果，计算其坐标均值、 坐标标准差、50 %概率圆半径，并将均值坐标和50 %概率圆标注到矢量地图上。
[0016] 本发明方法中，利用多个探测终端进行福射源定位和计算电磁分布态势数据时， 可W在多个探测终端中选择至少5个合适的探测终端，使用运些探测终端的位置及所接收 的信号功率等参数实现对福射源的联合定位，得到福射源的地理位置、福射源的等效发射 功率、电波传播路径损耗综合指数，再计算福射源在指定区域中各网格点处的到达功率，W 色溫图（热力图）的方式直观地呈现在矢量地图上。其中，电波传播路径损耗综合指数是一 种在指定区域内反映电波传播特性的综合参数，该参数根据所选定的至少5个探测终端的 当前接收功率信息迭代计算出来，可W保证在各探测终端位置处使用该参数计算得到的信 号到达功率等于探测终端的实际接收功率。参与福射源定位迭代计算过程的探测终端数量 越多，所得到的电波传播路径损耗综合指数的准确性和可靠性就越高，由此就可W将该参 数外推应用于指定区域内的其它网格位置点。运种计算网格点信号到达功率的方法，避免 了选择电波传播经验模型的困难和模型参数不确定性，简单易用，且误差随着所使用的探 测终端数量的增加而显著减小。
[0017] 利用单个移动探测终端在不同时刻、不同位置处所接收的信号功率，同样可W对 位置固定、发射功率相对稳定的福射源进行定位。同样地，定位结果的误差随着所使用的移 动探测终端的位置点数的增加而改善。因此，在探测终端移动过程中，进行连续定位，最终 可W得到福射源位置的坐标均值及概率分布圆半径。同时，将移动探测终端沿移动路径各 点处的接收功率值W色溫图方式标注在矢量地图上，就得到了路径电磁分布图。
【附图说明】
[0018] 图1是电磁分布态势图绘制流程图；
[0019] 图2是路径电磁分布图绘制流程图；
[0020] 图3是电磁分布态势区域内的每个网格点的坐标序号。
【具体实施方式】
[0021] W下结合附图对本发明的内容及【具体实施方式】作进一步说明。
[0022] 图1给出了一种基于福射源定位信息的电磁分布态势图的绘制流程，其中具体步 骤为：
[0023] (1)利用至少5个不同位置处的探测终端的接收信号功率及探测终端的位置信息， 确定福射源的位置坐标化〇，Bo,册）、等效福射功率Po(地m)、电波传播路径损耗综合指数丫。 计算福射源定位信息的具体步骤如下：
[0024] 第1步:首先指定探测终端接收福射源发出的信号的频率范围和接收时间段，接收 时间段为起始时刻到终止时刻，如果探测终端在该指定接收信号的频率范围和接收时间段 内有接收到信号功率谱信息，则将该探测终端列入待用探测终端集；
[0025] 第2步：中屯、站在待用探测终端集里，任意选定一个探测终端，记为Mo,然后W该探 测终端Mo为中屯、，在剩下的探测终端里面筛选出WMo为中屯、、且尽量关于Mo成中屯、对称的N 个探测终端，N> 5;
[0026] 第3步:根据指定接收信号的频率范围，中屯、站计算出第2步中各探测终端在该指 定接收信号的频率范围内所接收信号的功率。该接收功率的计算方法为:对该指定接收信 号范围内的信号功率谱Pm(f)进行积分；
[0027] 第4步:根据各探测终端所接收信号的功率，W及各探测终端的位置坐标，进行福 射源的粗略定位；
[0028] 第5步：中屯、站W该福射源的粗略定位点为中屯、，重新在待用探测终端集里选取出 关于该福射源的粗略定位点尽量成中屯、对称的N个探测终端，N含5,然后再次进行福射源定 位，得到精确的福射源定位结果并输出。
[0029] (2) W福射源所在位置点化ο，Βο,册)位坐标原点、正正方正为+X轴、正正方正为+y 轴、天天方正为+Z轴，建立拘捕直角坐标系。根据需要绘制电磁分布态势图的平面区域半径 Radius(米）、平面区域高度化(米）、经缔度分辨率Δ (分)等参数，计算出该平面区域(矩形 平面)沿西-正方正(+X轴方正）、南-正方正(+y轴方正）的网格边长Δχ(米)和Δγ(米），其值 分别为：
[0032]根据西-正方正网格边长Δ X、南-正方正网格边长Δ y、电磁分布态势的地理半径 Radius计算出在运两个方正上的网格数量Nx、Ny:
[0035] 各网格点在局部直角坐标系中的坐标为(i · Ax，j . Ay，〇)，坐标序号为（i，j，〇)， 如图3所示。其中，-Nx y如x，-Ny y如y。当Nx、Ny很大时，表示半径Radius很大或设置的地 理分辨率Δ很高。各网格点的实际大地经-缔-高坐标为
[0036] (3)计算每个网格点处的信号到达功率
[0037] 网格点的信号到达功率计算公式如下：
[00；3 引
[0039] 其中，d为各网格点到福射源(局部直角坐标系的坐标原