[发明专利]基于北斗扫描的天地一体频谱大数据平台

权利要求书

1.一种基于北斗扫描的天地一体频谱大数据平台，其特征在于，包括：

频谱态势生成模块，对卫星采集的大规模全球频谱数据进行多频段多时域的态势分析，通过对频谱数据进行态势生成处理，实现对于多维频谱数据的整合和呈现；

频谱态势预测分析模块，对上述生成的全球频谱态势进行预测分析，及时准确地观测当前频谱状态和预测频谱状态的变化趋势；

基于地理信息系统的进行可视化数据分析与预测平台构建，应用大数据的领域查询语言和优化算法，进行大数据的存储、分析和挖掘；

所述对卫星采集的大规模全球频谱数据进行多频段多时域的态势分析具体包括：建立卫星运行轨道计算模型、进行网格化分割，并计算每一网格相应的能量值，根据不同维度数据特点，形成多种呈现方式；

所述对全球频谱态势进行预测分析具体包括：应用基于张量补全的多维频谱预测算法实现对缺失数据的补全，并且利用频谱数据之间的相关性，根据已知的频谱数据样本推测未知的频谱数据，由稀疏样本推演完整的频谱态势；

所述基于地理信息系统进行可视化数据分析与预测平台构建，具体包括：海量文件存储子系统、分布式并行计算子系统、海量高并发实务处理子系统，大数据查询子系统，数据生成子系统；通过将服务器集群利用高速网络进行互联；给出海量数据划分和分布存储方法；并行计算表达框架、调度策略、负载均衡和容错机制；最终构建大数据存储、分析和挖掘的一体化平台。

2.根据权利要求1所述的基于北斗扫描的天地一体频谱大数据平台，其特征在于，所述建立卫星运行轨道计算模型具体包括：将卫星经纬度转化为卫星的XYZ坐标形式；然后，利用卫星的XYZ坐标计算其星下点XYZ坐标，形成星下点轨迹；其中，星下点是卫星在地面的投影点，即卫星和地心连线与地面的交点，卫星运动与地球自转使星下点在地球表面移动，生成星下点轨迹；最后，将星下点XYZ坐标转化为星下点的经纬度；

1)卫星经纬度信息转化XYZ坐标：

设其长半径为a，短半径为b，椭球的第一偏心率为e²，其计算过程如下：

x＝(N+h)×cos(lat)×cos(lon)

y＝(N+h)×cos(lat)×sin(lon)

z＝(N×(1-e²)+h)×sin(lat)

其中，lon为卫星的经度，lat为卫星的纬度，h为卫星所在高度，x、y、z分别为卫星转化后的坐标；

2)卫星XYZ坐标计算星下点经纬度：

利用卫星的XYZ坐标计算星下点的经纬度，计算过程如下：

其中，lon_p、lat_p分别为星下点的经纬度坐标。

3.根据权利要求1所述的基于北斗扫描的天地一体频谱大数据平台，其特征在于，所述网格化分割具体包括：根据经纬度对全球区域进行网格化划分，形成不同分辨率。

4.根据权利要求1所述的基于北斗扫描的天地一体频谱大数据平台，其特征在于，所述网格能量值计算具体包括：将这一时刻扫描区域Zone(n)与上一时刻Zone(n-1)扫描区域进行对比，其中网格为X_ij，当X_ij∈Zone(n-1)且则视为该网格移出；移出网格的能量值为：

其中，f_ij为网格X_ij的能量值，N_n-1为Zone(n-1)区域中总覆盖格数，F_n-1为覆盖Zone(n-1)区域时原始数据中的能量值。