[發(fā)明專利]基于空間局部估計(jì)的海上短波頻率數(shù)據(jù)重構(gòu)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410321642.1
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104125023A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張海勇;徐池;韓東;李梁;任重;李利
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍海軍大連艦艇學(xué)院
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種基于空間局部估計(jì)的海上短波頻率數(shù)據(jù)重構(gòu)方法，其特征在于如下步驟：

步驟一：利用短波頻譜管理設(shè)備采集重構(gòu)區(qū)域的要素完整的樣本數(shù)據(jù)，要素完整的樣本數(shù)據(jù)包含：通信收發(fā)兩端的地理位置信息、通信時(shí)間信息、頻率數(shù)據(jù)信息；

步驟二：運(yùn)用h(A,B)=(xi-xj)2+[SF·(yi-yj)]2]]>計(jì)算步驟一獲得的樣本數(shù)據(jù)之間點(diǎn)對點(diǎn)的電離層距離，個(gè)數(shù)為N個(gè)；其中，(x_i,y_i)為收信點(diǎn)A的經(jīng)、緯度坐標(biāo)，(x_j,y_j)為收信點(diǎn)B點(diǎn)的經(jīng)、緯度坐標(biāo)，SF為尺度因子，根據(jù)重構(gòu)區(qū)域的不同緯度范圍選取尺度因子值，緯度在[0°～20°)范圍內(nèi)時(shí)，SF＝2.5，緯度在[20°～40°)范圍內(nèi)時(shí)，SF＝2，緯度在[40°～90°)范圍內(nèi)時(shí)，SF＝1.5；

步驟三：確定步驟二中N個(gè)電離層距離的最大值dmax，將分離距離區(qū)間h確定為0～2、2～4、4～6、…、2×([dmax/2]-1)～2×[dmax/2]；按照分離距離區(qū)間將N個(gè)樣本點(diǎn)的電離層距離分類；

步驟四：計(jì)算各分離距離區(qū)間h內(nèi)樣本點(diǎn)的電離層距離的平均距離h'，運(yùn)用計(jì)算樣本數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)值，其中γ^*(h')為實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)，N(h)是分隔距離為h時(shí)樣本點(diǎn)的個(gè)數(shù)，Z(x_i,y_i)和Z(x_i+1,y_i+1)是樣本點(diǎn)在空間位置(x_i,y_i)，(x_i+1,y_i+1)的短波通信頻率值；由平均距離h'和實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)值γ^*(h')構(gòu)成實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)點(diǎn)對(h'，γ^*(h'))；

步驟五：依據(jù)實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)點(diǎn)對(h'，γ^*(h'))，對指數(shù)模型變異函數(shù)γ(h′)=0,h′=0C0+C(1-e-h′a),h′>0]]>進(jìn)行最小二乘法擬合，擬合過程中首先將曲線模型轉(zhuǎn)換成線性模型，再利用最小二乘法原理對模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，擬合出變異函數(shù)及曲線；刪除嚴(yán)重偏離擬合曲線的特異值點(diǎn)，利用新的實(shí)驗(yàn)變異函數(shù)點(diǎn)對進(jìn)行再次擬合，得到理論指數(shù)變異函數(shù)；

步驟六：選取參與短波頻率數(shù)據(jù)重構(gòu)的樣本點(diǎn)n，計(jì)算樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)對點(diǎn)之間及各樣本點(diǎn)與待重構(gòu)點(diǎn)之間的電離層距離，根據(jù)電離層距離計(jì)算樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)對點(diǎn)間及待重構(gòu)點(diǎn)與各樣本點(diǎn)間的變異函數(shù)值；

步驟七：由步驟六中獲得的變異函數(shù)值構(gòu)成空間局部估計(jì)矩陣表達(dá)式：γ(x1,x1)γ(x1,x2)...γ(x1,xn)1γ(x2,x1)γ(x2,x2)...γ(x2,xn)1............1γ(xn,x1)γ(xn,x2)...γ(xn,xn)111...10λ1λ2...λnμ=γ(x1,x0)γ(x2,x0)...γ(xn,x0)1,]]>其中γ(x_i,x_j)為樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)(x_i,x_j)(i,j＝1,2,...,n)之間的變異函數(shù)值，γ(x_i,x₀)為樣本點(diǎn)x_i(i＝1,2,...,n)與待重構(gòu)點(diǎn)x₀之間的變異函數(shù)值，λ_i(i＝1,2,...,n)為重構(gòu)權(quán)重系數(shù)，μ為拉格朗日乘子；

步驟八：求解各樣本點(diǎn)參與數(shù)據(jù)重構(gòu)的權(quán)重系數(shù)λ_i和μ；

步驟九：建立待重構(gòu)點(diǎn)在空間局部的頻率值重構(gòu)公式：求出待重構(gòu)點(diǎn)(x₀,y₀)處的短波通信頻率數(shù)據(jù)Z^*(x₀,y₀)；其中，Z(x_i,y_i)為樣本點(diǎn)在空間位置(x_i,y_i)的短波通信頻率值。