[發明專利]無線電監測電磁態勢預測系統

有效

• 申請號: 201310372841.0
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103746750A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 高志升;裴崢;彭宏;賈年;劉志才;劉晶;羅曉輝;李猛
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

1.無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：包括無線電電磁態勢數據采集設備系統、臺站數據庫、無線電電磁態勢指標參數預測系統、報警系統、網絡通信系統和處理控制器；數據采集設備系統接收空中的電磁波，進行變換處理，產生電磁監測數據，包括掃頻數據、語音數據、中頻數據、信號方位數據等；無線電電磁態勢指標參數預測系統首先根據這些監測數據計算出無線電態勢指標參數，然后利用這些指標參數數據構建訓練數據集，通過訓練學習，預測下一時刻這些參數的值；網絡通信系統負責系統各模塊之間，系統與外部其它設備之間的通信；處理控制器負責協調各個模塊之間的處理調度。

2.如權利要求1所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述無線電電磁態勢數據采集設備系統包括監測接收機、頻譜測量儀、測向設備、監聽設備、控制設備、天饋系統，以及通信、電源、防雷接地、環境監控等輔助系統；監測接收機通過天饋系統接收空中的電磁波，進行變換處理，產生信號的頻譜數據，語音數據，方位數據，中頻測量數據等，監測接收機通過GPS接收機獲得經緯度坐標數據，監測接收機通過環境控制系統獲得監測站所在的地理環境信息、氣候溫度等數據信息。

3.如權利要求1所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述無線電電磁態勢指標參數預測系統包括無線電態勢指標參數計算模塊，無線電態勢數據預處理模塊，無線電監測態勢數據相空間重構模塊，無線電態勢指標參數預測模塊；指標參數計算模塊利用采集設備采集到無線電監測數據并計算出無線電態勢指標參數；通過數據預處理模塊剔除異常數據，使數據具有更好的一致性；通過相空間重構技術，將一維時序數據重構為多維相空間數據，可以用于學習訓練；預測模塊首先利用歷史數據訓練、學習模型參數，采用回歸理論得到下一時刻的預測值。

4.如權利要求3所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述無線電態勢指標參數計算模塊利用無線電電磁態勢數據采集設備系統采集到的監測數據，包括中頻數據、掃頻數據、語音數據、FFT數據等，結合臺站數據庫計算出反映電磁態勢的指標參數，包括頻段占用度、信道占用度、大信號比、頻偏、帶寬、場強和電平等，這些參數總體構成當地的電磁態勢。

5.如權利要求1所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述無線電監測電磁態勢預測系統中的無線電監測數據預處理系統對得到的數據中的異常數據進行剔除，從而使原始數據更準確地反映電磁環境變化的趨勢，異常數據是指異常大、異常小、缺失的數據。本發明系統主要采用格拉布斯準則來處理異常數據。q(h,d)代表已經采集到的電磁態勢指標參數序列，其中h表示采集日期中小時數，d表示數據的采集日期編號，格拉布斯準則認為滿足|q(h,d)-E(h)|≥G(n,a)σ_i的數據為異常數據應該剔除，其中G(n，a)是取決于測量次數n和顯著性水平a的殘差值，a通常取0.01或0.05，具體可查表得到。對監測電磁態勢數據樣本按照上述方法進行異常值清除操作后，再用這些樣本數據作為訓練數據，訓練回歸參數，進行電磁環境態勢參數指標預測。

6.如權利要求5所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述監測數據預處理中剔除異常數據方法還可以采用肖維勒（Chauvenet）準則和菜以達準則。

7.如權利要求1所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述無線電監測電磁態勢預測系統中監測態勢數據相空間重構技術是通過時間延遲和嵌入維將低維（一維）的態勢指標數據時間序列映射到高維，然后用高維特征空間中相點作為預測數據集。比如，對于給定的指標數據時間序列x₁,x₂,...,x_N，采用相空間重構法，將其轉換成維數為m，延時為τ的新數據空間，即X_i=(x_i,x_i+τ,...,x_i+(m-1)τ)，其中i=1,2,...,N-(m-1)τ，X_i為重構后的相點，利用重構后的狀態矢量進行訓練預測。

8.如權利要求7所述的無線電監測電磁態勢預測系統，其特征在于：所述相空間重構中對于延時的求取，可以采用自相關函數法、平均位移法、復自相關法、去偏復自相關發、互信息法。