用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法

用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，基于第一站点A和第二站点B的位置信息生成AB两点间的直线；再通过离散化该直线，得到一系列位于该直线上的各点位置坐标；查询专用的包括地貌高度数据的地图，以得到对应各离散点所包含的地貌高度数据；再将整个高度数据最高点与A、B两点之间直线对应位置的高度数据进行比较，从而判别在AB两点之间是否存在地形遮挡。通过本发明的判识方法可以预先或实时判断两点位置是否具有进行毫米波通信的可行性，从而做到提前部署和实时选择，大大提高了毫米波机动部署及车载通信可靠性保障。
【专利说明】用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及毫米波通信【技术领域】，具体涉及一种用于判识毫米波两通信天线两点之间是否存在地形遮挡的方法。

【背景技术】
[0002]毫米波通信作为一种新型的军用通信手段，可应用于战场。毫米波通信采用点对点通信方式，其毫米波的波瓣小，一般只有3°左右，通信效率及保密性都得到极大提高。在实现点对点通信时，必须优先实现两个天线的对准对中。在随机情况下，通信设备的两天线的轴线一般位于两个不同的平面内，故天线对准实际上是一个较复杂的空间收索问题。从天线轴线在两正交平面(方位平面和俯仰平面)内的投影可以看出，只要分别在方位和俯仰面内调整即可将两天线对准。这种调整方法将空间收索转换成两个简单的水平和垂直面收索，可以简化收索控制算法。目前所采用的方法是:天线可以先实现方位对准，然后再调俯仰指向，最终实现两天线的对中。
[0003]在对中调整过程中，为了保证快速对中，需要多种数据，如通信站点天线位置数据(经纬度)，天线朝向方位角度数据，天线基准水平位置等。获取这些数据的方法是:1)采用GPS(或军用地图或北斗系统)来标识两天线的具体地理位置(也包括高度信息)；2)采用磁罗盘来检测并标示天线的朝向；3)采用三轴加速度传感器来检测天线俯仰及水平角度。这些参数的获得，都不可避免地存在一定的误差，当误差在一定程度时，要依赖这些数据进行天线对中就可能存在一些问题。而在这几种数据中，天线朝向的方位数据存在较大的误差。
[0004]在两个天线进行通信开始之前，需要这两个天线的上述3类数据必须在两站点之间进行数据交换，这就需要通过其他通信手段来进行数据传输，在获得对方的数据后，通过输入这些数据到天线对中姿态调整控制器中，从而使得驱动系统在这些数据的基础上对天线朝向和俯仰进行调节。通过多次调整，最后完成天线对中，并建立通信链路。由于毫米波波长短，在传输过程中，很容易受到影响，当在远距离传输时，如果在两个天线之间存在一些遮挡，特别是由于在两个天线之间，当其地形地貌高于两个天线之间的连线时，其通信链路就难于建立。而在这样的情况下，两端操作人员始终不能知道其不能实现通信的原因，仍会花费大量的时间进行天线对中调整。这不但耽误了大量时间，而且最终仍不能确保所架设的天线通信成功。
[0005]毫米波在以天线点对点通信时，由于通信距离较远，可能存在通信链路上被高的地形地貌所遮挡，而通信双方由于不能及时知道这种状态，导致花费大量的时间用于天线对中上。
[0006]在现有的毫米波天线对中通信的实现方法上，一般情况下，首先要确定架设两个通信天线的位置，在确定该天线位置时，一定要保证该两点位置之间不能有高于该两点连线的地形地貌。在以前大部分情况下，毫米波也主要用于固定式无线传输数据，在天线架设时，可以通过勘查了解通信链路之间地貌情况，确定是否有遮挡存在，因此，出现不能通信的情况较少。但当毫米波用于车载或以机动方式使用时，由于活动地域变化，在架设天线之间先完成勘探已不再可能，基于此，对这种使用环境下的毫米波通信，仍采用以前的方法，其通信可靠性就变得难于保证。
[0007]因此，在毫米波天线架设或对中之前，能有一个快速手段预先知道两点位置是否可以确保通信成功，特别是对于野外机动部署、车载毫米波点对点通信实现方式的通信保障方面，具有非常重要的意义。


【发明内容】

[0008]本发明克服了现有技术的不足，提供一种用于判识毫米波通信天线两点之间地形遮挡的判识方法，用于解决毫米波通信天线点对点之间传输出现地形遮挡而难于判识的问题。
[0009]考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案:
[0010]一种用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，它包括:
[0011]天线的第一站点A获取本地位置和高度数据，并将所获取的信息发送给第二站点B ;
[0012]天线的第二站点B获取本地位置和高度数据，并将所获取的信息发送给第二站点A ；
[0013]基于第一站点A和第二站点B的位置信息，在信息处理平台上调用相应区域的地图；
[0014]在调用的地图上显示天线的第一站点A和第二站点B的位置，根据该两个站点的位置得到一个矩形区域；
[0015]用直线连接天线的第一站点A和第二站点B，计算两点之间距离，并对该直线进行离散化处理，以最后得到一系列离散后的位于这两点连接直线上的点；
[0016]计算出离散后各点的位置数据；
[0017]调用特定的包含有地貌数据的地图，查询各点的位置数据所对应的地形海拔高度数据，再将该查询到的地形海拔高度数据插值生成每个点的确定点的海拔高度数据值；
[0018]并在信息终端上将所述确定点的海拔高度数据值进行显示，从而获得通信天线两点之间连接线的地貌剖面图，构成大致反映两站点之间的地貌状况的地貌曲线；
[0019]比较天线的第一站点A和第二站点B两点间地貌海拔高度，若所述地貌曲线最高点位置低于第一站点A与第二站点B之间连线直线的一个范围值C,根据第一站点A和第二站点B之间是否存在阻挡的实际情况以确定一个范围值D，将该确定的范围值D与所述范围值C进行比较，如果所述范围值C大于所确定的范围值D则认为不存在阻挡，反之则存在阻挡。
[0020]为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是:
[0021]根据本发明的一个实施方案，对范围值C的确定，如当第一站点A和第二站点B之间的连接线存在通过城市的情况，则考虑城市高大建筑，若范围值C大于最高楼(可根据城市类型预先设定)的高度则不存在阻挡，反之则认为存在阻挡。
[0022]本发明还可以是:
[0023]根据本发明的另一个实施方案，对于天线的第一站点A或第二站点B的位置为本地GPS数据或北斗数据。
[0024]根据本发明的另一个实施方案，用于调用相应区域地图的信息处理平台是计算机、手机移动终端或专用的嵌入式信息处理终端。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果之一是:
[0026]本发明的一种用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，具有:
[0027]I)可以在部署毫米波天线之前，通过输入所选择的两点位置，以预先判断两点位置是否具有进行毫米波通信的地貌特征，从而做到提前部署和选择；
[0028]2)对于机动、车载毫米波通信，若一方天线位置固定(通常是这样的情况)，则另一方可以在行驶过程中，可随时判断并确定可选择的通信位置，从而做到实时快速部署。

【专利附图】

【附图说明】
[0029]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0030]图1示出了根据本发明一个实施例的A、B两点直线和区域生成示意图。
[0031]图2示出了根据本发明一个实施例的离散化A、B两点直线示意图。
[0032]图3示出了根据本发明一个实施例的A、B点坐标计算及GPS (或北斗)位置点确定示意图。
[0033]图4示出了根据本发明一个实施例的A、B点之间截面高度信息示意图。
[0034]图5示出了根据本发明另一个实施例的A、B点之间截面高度信息示意图。

【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0036]实施例1
[0037]如图1?图5所示，一种用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，它包括:
[0038]天线的第一站点A获取本地位置和高度数据，并将所获取的信息发送送给第二站点B;
[0039]天线的第二站点B获取本地位置和高度数据，并将所获取的信息发送送给第二站点A ；
[0040]基于第一站点A和第二站点B的位置信息，在信息处理平台上调用相应区域的地图；
[0041]在调用的地图上显示天线的第一站点A和第二站点B的位置，根据该两个站点的位置得到一个矩形区域；
[0042]用直线连接天线的第一站点A和第二站点B，计算两点之间距离，并对该直线进行离散化处理，以最后得到一系列离散后的位于这两点连接直线上的点；
[0043]计算出离散后各点的位置数据；
[0044]调用特定的包含有地貌数据的地图，利用各点的位置数据去查询地形海拔高度数据，再将该查询到的地形海拔高度数据插值生成每个点的确定点的海拔高度数据值；
[0045]在信息终端上将所述确定点的海拔高度数据值进行显示，获得通信两点之间连接线的地貌剖面图，构成大致反映两站点之间的地貌状况的地貌曲线；
[0046]比较天线的第一站点A和第二站点B两点间地貌海拔高度，若所述地貌曲线最高点位置低于第一站点A与第二站点B之间连线直线距离的一个范围值C，根据第一站点A和第二站点B之间是否存在阻挡的实际情况以确定一个范围值D，将该确定的范围值D与所述范围值C进行比较，如果所述范围值C大于所确定的范围值D则认为不存在阻挡，反之则存在阻挡。如图4所示的情况则不存在遮挡。
[0047]如图5所示，地貌曲线最高点位置高于第一站点A与第二站点B之间连线直线，则该两点之间的地形存在遮挡。
[0048]实施例2
[0049]如图1?图5所示，一种用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，它包括:
[0050]步骤一、第一站点A获取本地GPS数据(或北斗数据)及高度数据，并通过其他手段发送给第二站点B。
[0051]步骤二、第二站点B获取本地GPS数据(或北斗数据)及高度数据，并通过其他手段发送给第一站点A。
[0052]步骤三、基于两站点的GPS数据(或北斗数据)，在信息处理平台(可以是计算机、手机或专用信息处理终端)上调用相应区域的地图(地图信息可预先下载在该信信息平台上，地图可以是百度地图，也可以是其他地图)。
[0053]步骤四、在该地图上显示出该两个天线站点位置，按两个天线站点位置，生产一个矩形框，并可以对地图进行放大缩小等操作，见示意图1所示。
[0054]步骤五、对地图进行后台处理，用直线连接两点，计算两点之间距离，并对该直线进行离散化处理，可按一定比值进行(可以设定)，如每30米一点，也可以是35米、45米等。最后得到一系列离散后的位于这两点连接直线上的点。见图2所示。
[0055]步骤六、根据点在地图上的位置，可以计算出离散后各点的GPS数据，见图3所示。
[0056]步骤七、再将各点的GPS数据作为位置点，去查询地形海拔高度数据，该数据可事先下载到信息处理终端，该数据可以由专门机构付费或免费获得。
[0057]步骤八、插值生成每个点的确定点的海拔高度数据。
[0058]步骤九、在信息终端上，将这些数据显示出来，获得通信两点之间连接线的地貌剖面图，构成一条曲线，该曲线大致反映了两站点之间的地貌状况，如图4所示。
[0059]步骤十、比较第一站点A和第二站点B两点间地貌海拔高度和第一站点A和第二站点B两点之间的连接线，若地貌曲线最高点位置还要低于第一站点A和第二站点B两点连接线一定的范围值C，则可认定在第一站点A、第二站点B之间不存在遮挡，见图4所示。
[0060]步骤十一、对范围值C的确定，可以根据具体情况来确定，如当第一站点A、第二站点B连接线之间存在通过城市的情况，考虑城市高大建筑，范围值C 一定要大于最高楼的高度。
[0061]A, B两点距离计算原理:
[0062]已知:A点坐标(Xa, Ya), B点坐标(Ya, Yb)，如图3所示,则在不考虑地球半径影响的情况下，A, B两点距离可以计算如下:
[0063]d = 爾挪:而;
[0064]离散化AB直线为N个点，则第η点的位置坐标可以表示为:

(Xb-Xa)
[0065]Xn = Xa + -—--—--

N

(Ya—Yb}
[0066]Ya = Yb + ^~~-
[0067]这里:n= 1.2....No
[0068]从而求得在这两个直线上任一点的GPS位置数值。
[0069]综上所述，本发明专利提供一种可预先通过对相关信息的获取、集成和处理，从而在天线架设之前便可以基本判断两点天线之间是否可实现毫米波通信的可能(即是否可能被中间地形地貌等因素遮挡)。这对于在机动运用毫米波点对点通信时，快速确定通信点位置，快速天线部署等方面都具有很大的价值。
[0070]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
[0071]在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
[0072]尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【权利要求】
1.一种用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，其特征在于它包括: 天线的第一站点A获取本地位置和海拔高度数据，并将所获取的信息发送给第二站点B ； 天线的第二站点B获取本地位置和海拔高度数据，并将所获取的信息发送给第二站点A ； 基于第一站点A和第二站点B的位置信息，在信息处理平台上调用相应区域的地图；在调用的地图上显示天线的第一站点A和第二站点B的位置，根据该两个站点的位置得到一个矩形区域； 用直线连接天线的第一站点A和第二站点B，计算两点之间距离，并对该直线进行离散化处理，以得到一系列离散后的位于这两点连接直线上的点； 计算出各离散点的位置数据； 通过包含地形高度数据的地图，查询各离散点的位置数据所对应的地形海拔高度数据，再将该查询到的地形海拔高度数据插值生成每个点的确定点的海拔高度数据值，并在信息终端上将所述确定点的海拔高度数据值进行显示，从而获得通信两点之间连接线的地貌剖面图，构成大致反映两站点之间的地貌状况的地貌曲线； 比较天线的第一站点A和第二站点B两点间地貌海拔高度，若所述地貌曲线最高点位置低于第一站点A与第二站点B之间连线直线的一个距离范围值C，根据第一站点A和第二站点B之间是否存在阻挡的实际情况以确定一个范围值D，将该确定的范围值D与所述范围值C进行比较，如果所述范围值C大于所确定的范围值D则认为不存在阻挡，反之则存在阻挡。
2.根据权利要求1所述的用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，其特征在于在第一站点A和第二站点B之间的连接线穿过城市的情况下，则考虑城市高大建筑，若所述范围值C大于最高楼的高度则不存在阻挡，反之则认为存在阻挡。
3.根据权利要求1所述的用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，其特征在于对于天线的第一站点A或第二站点B的位置为本地GPS数据或北斗数据。
4.根据权利要求1所述的用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，其特征在于所述海拔高度数据为气压检测高度数据。
5.根据权利要求1所述的用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，其特征在于用于调用相应区域地图的信息处理平台是一种选自计算机、手机移动终端或专用嵌入式信息处理终端。
6.根据权利要求1所述的用于判识毫米波通信天线点对点之间地形遮挡的方法，其特征在于用于获得第一站点A及第二站点B连接线之间的地形地貌数据通过包含地形高度数据的地图经过处理得到。
【文档编号】H04B7/26GK104184516SQ201410476734
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】唐猛, 蔡士良, 杨志刚 申请人:成都六九一四科技有限公司