[发明专利]一种用于区域电磁环境计算的变尺度栅格化方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电磁环境监测技术领域，本发明公开了一种用于区域电磁环境计算的变尺度栅格化方法及系统。

背景技术

随着电磁技术在民用、军用领域的广泛应用，对复杂环境下的电磁波传播特性及整个区域的场强分布的研究有重大的意义。

现有的电磁波传播特性预测主要分为经验性模型分析法、半经验半确定性模型分析法和确定性模型分析法。经验模型分析法根据大量的实际电波测量结果统计推导获得传播模型，方法简单，对环境信息要求不高，但计算精度较差。确定性模型分析法是基于对无线传播基本原理研究，是一种理论性模型，其优点是适用性广、计算精度高等，但运算量很大，运算速度较慢。半经验半确定性模型分析法介于两者之间，在运算量、计算精度、适用范围上做了一定权衡，是一种折中的做法。

但目前所有算法都是针对配合式辐射源进行的，即预先设置辐射源的位置、信号强度、频率等参数，因为现有做法不能实时对空间中电磁环境的变化做出响应，大大限制了该技术的应用范围。

如CN201310754210.5公开了一种基站的环境电磁辐射的估算方法和装置。所述基站的环境电磁辐射的估算方法包括：获取基站在一预测点的广播波束的第一辐射量估计值和所述基站在所述预测点的业务波束的第二辐射量估计值；根据所述第一辐射量估计值和所述第二辐射量估计值，生成所述基站在所述预测点的环境电磁辐射估计值。实现该方法的前提是确定地知道该基站是辐射源，并具体知道该辐射源的参数。

再比如CN201510329815.9公开了一种仿真强电磁脉冲环境下的电磁分布情况仿真方法。该方法使用双曲余弦函数模拟时域下的电磁脉冲波形，使用时域有限差分算法对环境的电磁场变化进行仿真模拟，使用GPU实现时域有限差分方法的加速，得到时域上的电磁分布情况，最后通过快速傅里叶变换，得到频率域上的电磁分布情况，解决了电磁脉冲武器攻击下超电大尺寸对象的电磁环境分布特性计算问题。同样，实现该方法的前提也是是确定地知道辐射源以及知道该辐射源的参数。

与此同时，要利用上述方法对一片区域的电磁环境进行计算通常都是将区域进行栅格化，再对每个栅格区域的电磁场进行计算，但这样处理对于大型区域栅格点会过多，计算量会非常大。且对于其中的不同小区域，用户的关注度可能不一样，对计算精度的要求也有所差异。因而现有的栅格化做法难以满足实际应用的需求，极大的限制了该技术的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于解决计现有技术中的方法计算量大，难以满足用户要求的技术问题。本发明公开了一种用于区域电磁环境计算的变尺度栅格化方法，本发明还公开了一种电磁环境实时监测系统。

本发明的技术方案如下

本发明公开了一种用于区域电磁环境计算的变尺度栅格化方法，其具体包括以下的步骤：将待监测区域采用基准尺度栅格化，并结合地理环境信息区分出待监测区域中的重点关注区域和非关注区域，将重点关注区域用更细致的栅格化尺度进行划分，将非关注区域用更粗略的栅格化尺度进行划分；变尺度栅格化后，以新的栅格中心位置进行计算，计算结果代表整个栅格区域的电磁环境。

更进一步地，上述方法还包括：步骤一、在需要监测场强的区域中设置多个监测点，所述监测点用于实时监测场强；步骤二、根据步骤一监测到的场强、监测点的位置坐标以及该区域的地理环境信息，对辐射源进行实时定位，并计算出辐射源的发射功率；步骤三、根据步骤二计算出的辐射源参数以及需要监测的区域的地理环境信息计算出待监测区域的电磁环境分布情况。

更进一步地，上述步骤二具体包括以下的步骤：（1）对辐射源定位；（2）结合各个监测点的位置和确定的辐射源位置，分别计算各个监测点与辐射源之间的信号传播路径，所述传播路径包括直射路径、反射路径和绕射路径；（3）计算不同路径传播的信号在监测点处合成信号的传播衰减，并结合监测点测量的接收信号强度，估计辐射源至各个监测点方向上的辐射功率；（4）结合辐射源到各个监测点方向上的辐射功率，综合评估辐射源的发射功率。

更进一步地，上述定位具体为采用时差定位或交叉定位来确定辐射源的位置。

更进一步地，上述步骤三具体包括：（a）结合地理环境信息查找出定位后的辐射源的电磁波的传播路径；（b）将地理环境平均划分为多个接收点，根据不同的传播路径计算出该地理环境中每个接收点的场强。

更进一步地，上述所述步骤（a）中的传播路径具体包括直射传播路径的判断、反射传播路径的查找以及绕射传播路径的查找。