基于三維大數(shù)據(jù)的無(wú)線電管理應(yīng)用

頻譜地圖

基于三維大數(shù)據(jù)的無(wú)線電管理應(yīng)用目錄背景典型應(yīng)用系統(tǒng)概述關(guān)鍵技術(shù)結(jié)果展示背景1988年監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)相繼成立1994年確立三級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2009年全國(guó)超短波監(jiān)測(cè)網(wǎng)本形成2011年網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)試點(diǎn)一體化、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算我國(guó)無(wú)線電監(jiān)測(cè)發(fā)展歷程：背景面臨問(wèn)題：各類干擾查處被動(dòng)式干擾查處，如黑廣播、偽基站等，基本都是接到投訴后進(jìn)行處理，且基本靠人工解決，缺乏智能化輔助決策工具。臺(tái)站管理雖然制定了數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)，但臺(tái)站參數(shù)不夠完善、不夠準(zhǔn)確，需要進(jìn)一步完善。頻率規(guī)劃管理粗放式頻率規(guī)劃、指配，主要依靠人工計(jì)算，自動(dòng)化、精細(xì)化有待提高。重大活動(dòng)保障基本都是臨時(shí)增派大量人員、設(shè)備，缺乏常態(tài)化的管理。背景國(guó)內(nèi)無(wú)線電管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀：系統(tǒng)功能存在局限性業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)與監(jiān)測(cè)檢測(cè)系統(tǒng)之間的信息共享，實(shí)際工作中仍難以滿足精細(xì)化管理需求。系統(tǒng)整合不到位頻率數(shù)據(jù)庫(kù)、臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息庫(kù)以及監(jiān)測(cè)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)等存在信息孤島問(wèn)題。系統(tǒng)整體效能發(fā)揮不到位各級(jí)部門間橫向及縱向信息共享仍是短板。應(yīng)用積極性不高在日常工作中仍需要制作大量的書面記錄或紙質(zhì)資料，致使工作量成倍增加，影響了使用信息系統(tǒng)的積極性和主動(dòng)性。系統(tǒng)概述融合多元化大數(shù)據(jù)（車載、機(jī)載、固定站、網(wǎng)格化節(jié)點(diǎn)……），充分利用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)資源；強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，由局部（點(diǎn)、線）數(shù)據(jù)獲得全局分布及頻譜態(tài)勢(shì)；從時(shí)域、頻域、空間域、能量域“四維”變量以直觀可視化的方式來(lái)反映電磁環(huán)境分布情況（基于行政圖、衛(wèi)星影像圖、城市三維地圖等）；動(dòng)態(tài)多維度展示，從時(shí)域或頻域的維度回放、比對(duì)頻譜數(shù)據(jù)；實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用：頻譜評(píng)估、頻率規(guī)劃/指配、臺(tái)站監(jiān)管/清查、電磁環(huán)境評(píng)估、輔助干擾查處（黑廣播、偽基站）、……SOA系統(tǒng)架構(gòu)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)頻率數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)臺(tái)站數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)中心開放接口數(shù)據(jù)分析用頻密度歷史比對(duì)頻譜分布態(tài)勢(shì)展示頻段占用業(yè)務(wù)平臺(tái)B/S頻率規(guī)劃頻譜評(píng)估干擾查處電磁環(huán)境評(píng)估臺(tái)站清查………………網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析流程頻譜數(shù)據(jù)采集路測(cè)網(wǎng)格化節(jié)點(diǎn)大型固定站其他頻譜感知設(shè)備數(shù)據(jù)融合處理時(shí)間融合空間融合頻域融合電波傳播分析GIS渲染展示2D/3D動(dòng)態(tài)回放歷史比對(duì)多維度/多類別基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

無(wú)線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)路測(cè)數(shù)據(jù)網(wǎng)格化數(shù)據(jù)固定站數(shù)據(jù)其他感知設(shè)備數(shù)據(jù)頻率/臺(tái)站數(shù)據(jù)位置頻率天線功率……地圖數(shù)據(jù)衛(wèi)星影像圖數(shù)字高程圖道路矢量圖三維建筑模型……關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)采集要求數(shù)據(jù)采集要素：時(shí)間、地理位置、頻率、場(chǎng)強(qiáng)/功率頻率測(cè)量范圍：20MHz-6GHz定位系統(tǒng)：GPS位置精確度：10m（典型值）設(shè)備數(shù)據(jù)誤差：小于3dB設(shè)備頻率測(cè)量穩(wěn)定度：10-6測(cè)量數(shù)據(jù)單位：功率單位“dBm”；場(chǎng)強(qiáng)單位“dBuv/m”；電磁輻射單位“v/m”或者“w/m2”采集方式數(shù)據(jù)密度環(huán)境適應(yīng)性采集成本其它限制因素移動(dòng)路測(cè)采集密通用，大范圍中受道路交通影響步行采集非常密城市熱點(diǎn)區(qū)域，小范圍高人員、供電網(wǎng)格化節(jié)點(diǎn)采集稀疏密集城區(qū)，固定區(qū)域低成本昂貴，布點(diǎn)有限大型監(jiān)測(cè)站采集非常稀疏固定位置低成本昂貴，布點(diǎn)有限機(jī)載采集非常密城市熱點(diǎn)區(qū)域，小范圍高飛行安全、政策等關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)數(shù)據(jù)處理方法：自動(dòng)化數(shù)據(jù)預(yù)處理：數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)修正……自適應(yīng)插值算法：?jiǎn)尉€、雙線、三角插值法基于復(fù)雜地形的智能化數(shù)據(jù)擬合法適用于不同頻段、不同場(chǎng)景的電波傳播模型結(jié)果展示智能終端APP單機(jī)版網(wǎng)絡(luò)版多平臺(tái)展示結(jié)果展示行政圖三維高程圖衛(wèi)星影像圖動(dòng)態(tài)展示多背景圖展示場(chǎng)強(qiáng)分布頻段能量疊加分析電磁環(huán)境復(fù)雜指數(shù)多種分析結(jié)果結(jié)果展示網(wǎng)格頻段占用分析信道占用度分析餅圖分析已知射源能量分布多種分析結(jié)果結(jié)果展示典型應(yīng)用頻段利用率高頻段利用率低采集某業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)針對(duì)某一信道或者某一業(yè)務(wù)頻段分析頻率使用密度進(jìn)而分析頻率的使用效率應(yīng)用一：頻譜評(píng)估系統(tǒng)效益：可以有效地解決頻率使用效率低下問(wèn)題。有利于科學(xué)規(guī)劃與優(yōu)化配置頻率資源。引入頻譜資源利用評(píng)估對(duì)我國(guó)現(xiàn)行頻譜資源的分配機(jī)制、費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)制定有極大的作用，促進(jìn)更加公平、合理地利用資源。為今后實(shí)現(xiàn)頻譜資源的市場(chǎng)化奠定基礎(chǔ)。逐步實(shí)現(xiàn)頻譜資源動(dòng)態(tài)分配，挖掘頻譜價(jià)值，提高頻譜使用效率，為信息社會(huì)的發(fā)展提供寶貴資源。典型應(yīng)用基于可用頻率資源分析可以直觀地了解轄區(qū)內(nèi)還有哪些頻率資源可用。處理設(shè)臺(tái)/頻率申請(qǐng)，基于目前用頻情況，輔助完成頻率指配?？捎妙l率資源分析信道占用度分析單點(diǎn)頻譜分析應(yīng)用二：頻率規(guī)劃/指配典型應(yīng)用系統(tǒng)效益：直觀展示可用頻率資源，輔助頻率指配決策。軟件自動(dòng)化分析，改變傳統(tǒng)人工計(jì)算方式，提高工作效率。融合大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，提高頻率規(guī)劃/指配的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。加強(qiáng)頻率精細(xì)化管理，促進(jìn)頻譜資源的高效、合理利用。典型應(yīng)用融合各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析某一道/業(yè)務(wù)頻段的場(chǎng)強(qiáng)/功率分布圖?；诤戏ㄅ_(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)的參數(shù)分析，利用電波傳播模型計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)和功率。通過(guò)將監(jiān)測(cè)分析結(jié)果和臺(tái)站計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)異常，監(jiān)管臺(tái)站是否正常工作，清查過(guò)期失效臺(tái)站。與臺(tái)站數(shù)據(jù)比對(duì)場(chǎng)強(qiáng)分布應(yīng)用三：臺(tái)站監(jiān)管/清查典型應(yīng)用系統(tǒng)效益：改變傳統(tǒng)的臺(tái)站監(jiān)管方式，讓數(shù)據(jù)“說(shuō)話”。及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)臺(tái)站，維護(hù)電波秩序。清理過(guò)期、未工作臺(tái)站，獲得更多可用站址及頻率資源。保證數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性、時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)臺(tái)站精細(xì)化管理。節(jié)省頻率資源，提高頻率使用效率，滿足更多用頻需求。典型應(yīng)用新出現(xiàn)發(fā)射源發(fā)射源消失發(fā)射異常典型應(yīng)用主動(dòng)發(fā)現(xiàn)黑廣播針對(duì)調(diào)頻廣播頻段（87.5-108MHz）生成不同時(shí)間的頻譜地圖。系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)示能量有顯著變化區(qū)域。找出發(fā)生變化的具體頻率。與臺(tái)站數(shù)據(jù)庫(kù)中的調(diào)頻廣播比對(duì)確定是否為非法發(fā)射。應(yīng)用四：輔助干擾查處系統(tǒng)效益：主動(dòng)發(fā)現(xiàn)異常，提前處理干擾，變被動(dòng)為主動(dòng)。減少監(jiān)測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高干擾查處的工作效率。豐富電波秩序監(jiān)管手段，使無(wú)線電管理工作從傳統(tǒng)的、主觀的粗放管理模式向現(xiàn)代化的、數(shù)字化的智能管理模式轉(zhuǎn)變，對(duì)于無(wú)線電管理工作的創(chuàng)新和發(fā)展具有積極的意義。典型應(yīng)用典型應(yīng)用通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)融合分析，定期生成電磁輻射強(qiáng)度圖，反映電磁環(huán)境情況。波長(zhǎng)單位容許場(chǎng)強(qiáng)一級(jí)(安全區(qū))二級(jí)(中間區(qū))長(zhǎng)、中、短波V／m〈10〈25超短波V／m〈5〈12微波μW／cm