[发明专利]一种基于多源数据处理的短波广播频率调度方法

权利要求书

1.一种基于多源数据处理的短波广播频率调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，多源探测数据融合：读取预报区域内的探测数据，包括垂测和斜测数据，进行多源探测数据融合；

步骤B，频率调度预案生成：进行广播台站的区域能量分析和覆盖区分析，初步确定频率调度预案；

步骤C，多站收测数据融合：利用实际获得的收测数据和电磁环境监测数据，对区域能量和覆盖区进行修正；

步骤D，频率调度预案调整：完成频率调度预案的调整；

步骤A具体包括以下A1至A5子步骤：

步骤A1，垂测站和斜测链路的选择及数据读取；

步骤A2，探测数据读取：将预报区域范围从原来的正方形区域上下左右外延500km，即为数据筛选区域范围，根据数据筛选区域范围、垂测站的经纬度信息和预报区域斜测链路控制点信息，从用于存储电离层探测数据的数据库中选择垂测站和斜测链路，并读取相应垂测站和斜测链路所探测到的电离层垂测数据和斜测数据；

其中，电离层垂测数据主要包括垂测站经纬度、探测时间和F2层临界频率foF2在内的电离层参数；

斜测数据主要包括斜测链路两个端点的经纬度、探测时间和最高可用频率MUF在内的信道参数；其中，所述存储电离层探测数据的数据库中，预先存储了数据筛选区域范围、垂测站的经纬度信息和预报区域斜测链路控制点信息，与垂测站和斜测链路信息之间的对应关系；

步骤A3，斜测数据处理：如果步骤A2读取到斜测数据，利用探测到的斜测数据，计算斜测链路中间点的电离层特性参数foF2和M(3000)F2；

步骤A4，广播信道参数预报：根据电离层垂测数据和斜测数据，进行短波探测数据的短期预报，以1小时为一个时间间隔，连续预报24小时；

步骤A5，广播信道参数重构，利用空间重构方法，计算预报区域网格点的电离层参数；

步骤B包括以下子步骤：

步骤B1，读取广播台站频率集：从用于存储广播台站频率的数据库中读取广播台站频率集，该频率集包括时间、发射频率信息和功率信息；其中，发射频率信息为短波发射站的发射频率SF，功率信息为短波发射站的发射功率SP，SF和SP是一一对应的，时间ST与发射频率SF和发射功率SP是一对多的关系；

步骤B2，广播台站辐射能量分析：根据预报链路的发射点位置、接收点位置和控制点经纬度，以及广播台站的发射功率信息SP和广播台站的发射频率SF，计算接收点的能量值，按照步骤B1中的频率集，结合步骤A5计算的预报区域网格点电离层参数值，从n和m两个维度逐次计算，获得广播台站的预报区域网格点的辐射能量；

其中，预报链路的发射点位置为发射台经纬度，接收点位置为预报区域网格点经纬度，控制点位置为预报链路控制点经纬度，发射功率为发射台的实际发射功率，发射频率为发射台的实际发射频率；

步骤B3，广播台站覆盖能力分析：将步骤B2中计算获得的广播台站的预报区域网格点辐射能量值与预设的能量阈值进行对比；

步骤B4，计算广播覆盖矩阵Q_k：对预报区域网格点上的每一个辐射能量与预设的能量阈值进行比较，如果高于预设的能量阈值，则判断为该网格点能够被广播覆盖，Q_k(i,j)＝1，反之则判断该网格点不能够被广播覆盖，Q_k(i,j)＝0，其中，i和j分别为经度和纬度网格的个数，在将所有的网格点进行判断后，能够被广播覆盖的网格点组成的区域即为广播覆盖区域；

步骤B5，计算广播覆盖区集合SQ：将广播台站频率集中的每个频点计算获得的广播覆盖矩阵Q_k，按照顺序重新组成为新的矩阵，具体的公式如下：

SQ[k]＝[Q₁,Q₂,……,Q_k]；

步骤B6，计算优选频率GF：计算SQ[k]中各矩阵Q_k中各元素的和MQ(u)，具体公式如下：

MQ(u)＝sum(Q_u)，u＝1，2，3，……，k；

TF＝SF(i*m+j),i＝1，…，n；j＝1，……，m；其中，n为时间个数，m为分配个数；

TF从大到小排序对应为TF’，令GF＝TF’(1)；

步骤C包括以下子步骤：

步骤C1，修正预报区域网格点的能量值：根据预报区域范围，从用于存储质量收测数据的数据库中读取质量收测数据，包括质量收测数据所在的经纬度、频率集-能量信息；

所述用于存储质量收测数据的数据库，预先存储预报区域范围与质量收测数据之间的对应关系；

其中，质量收测数据所在经纬度赋值为IT，质量收测数据的能量信息定义为OX(SF)，利用欧式距离公式，计算预报区域网格点经纬度与质量收测数据所在的经纬度之间的距离，并记录最小距离所对应的预报区域网格点经纬度，并将步骤B2中计算的辐射能量中最小经纬度所对应的能量值定义为MX(SF)，利用步骤A5所涉及的方法，重新计算预报区域网格点的能量值，即修正预报区域网格点的能量值；

步骤C2，噪声监测数据融合：从用于存储短波电磁环境监测数据的数据库中读取短波电磁环境监测数据，包括电磁环境监测能量值和经纬度信息；

步骤C3，广播台站辐射能量修正：修正预报区域网格点的能量值，根据预报区域范围，从用于存储短波电磁环境监测数据的数据库中读取电磁环境监测数据经纬度信息以及电磁环境监测能量值信息；

其中，电磁环境监测数据经纬度信息赋值为IT，电磁环境监测能量值信息定义为OX(SF)，利用欧式距离公式，计算预报区域网格点经纬度与电磁环境监测数据经纬度之间的距离，并记录最小距离所对应的预报区域网格点经纬度，并将步骤B2中计算的辐射能量中最小经纬度所对应的能量值定义为MX(SF)，利用步骤A5所涉及的方法重新计算预报区域网格点的能量值，即广播台站辐射能量修正；

步骤C4，广播台站覆盖特性修正；

基于广播台站辐射能量修正结果，执行步骤B获得的广播覆盖区集合SQ，即为广播台站覆盖特性修正结果；

步骤D，频率调度预案调整：重新计算优选频率GF，完成频率调度预案的调整，步骤D具体包括以下步骤：

根据步骤C4获得SQ，以及执行步骤B6，重新计算TF’(1)，令GF＝TF’(1)，对优选频率GF进行更正，则完成了频率调度预案的调整。