CN111917494B - 一种黑广播信号监测定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种黑广播信号监测定位方法及系统，包括：获得由多个第一数据组成的第一数据集合，其中，第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元；根据频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，并对分组后的第一数据集合排序，获得至少一个与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表；在预设范围内，取一测试点，计算测试点至多个采集节点的第一距离，按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得第二排列列表；判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，若一致，将该测试点所在的位置确定为黑广播可能存在的位置。

Description

一种黑广播信号监测定位方法及系统

技术领域

本申请涉及无线电监测技术领域，具体而言，涉及一种黑广播信号监测定位方法及系统。

背景技术

无线电监测是无线电秩序管理的重要手段，利用监测网的监测设备、技术手段和监测、测向软件，实现对无线电信号的测量、扫描、测向定位、监听、记录，并对无线电信号及其特征进行采集、存储和分析，从而实现对无线电频谱秩序的管理。其中，黑广播监测是无线电监测中的难点以及重要方面。

黑广播，是指未经广电主管部门与无线电管理部门审批，私自设立的非法广播电台，主要用于违法药品、假药推销等商业活动，给社会造成了很大的危害。另外，私人非法架设的“黑广播”在全国范围内大量出现，会对航空安全造成极大威胁。因此，快速、精确的监测并发现黑广播对于无线电频谱秩序管理具有重要意义。

现有技术中，通过在监测区域内的一系列点位上采集黑广播信号的信号强度值，这个值是个相对精确的值；在此基础上，结合电磁信号的传输损耗模型，求解信号源的位置，即黑广播发射机的位置。在这个过程中，采集信号强度值涉及到一个相对精密的采集装置，而且这个精确值受周边环境的影响也较大，所以对采集装置的制造要求较高；在解算过程中，涉及到和电磁损耗模型的结合，相对比较复杂。

发明内容

本申请的目的在于提供一种黑广播信号监测定位方法及系统，用以有效改善现有技术中监测设备及移动监测人员成本高昂，解算黑广播位置的方法复杂的技术缺陷。

第一方面，本申请实施例提供了一种黑广播信号监测定位方法，方法包括：获得由多个第一数据组成的第一数据集合，其中，第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元，每一个第一数据通过一个不同的采集节点采集获得；根据频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，并对分组后的第一数据集合根据信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表；在预设范围内，取一测试点，计算测试点至多个采集节点的第一距离，按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得第二排列列表，第一距离的数值大小用于反映采集节点的距离远近，其中，M为大于0的整数；判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，若一致，将该测试点所在的位置确定为黑广播可能存在的位置。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，方法还包括：在预设范围内，按照预设距离取多个测试点，获得多个测试点中的每个测试点至多个采集节点的多组第一距离，将每组第一距离按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得多组第二排列列表；判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与每组第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，将判断结果为一致的多个测试点连接形成一个区域，将区域确定为黑广播可能存在的区域。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，根据频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，并对分组后的所述第一数据集合根据信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表，包括：基于频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，将具有相同的频点数据元和位于预设时长段内的时间数据元确定为同一组，获得多组第二数据组，其中，第二数据组包括数据头和数据体，数据头包括频点数据元和时间数据元，数据体包括信号强度数据元和位置数据元，每组第二数据组包括一个数据头，一个数据头对应至少一个所述数据体；基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值大小进行排序，获得与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表，其中，每组第二数据组对应一个第一排列列表。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值大小进行排序，获得与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表，包括：基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值从小到大的顺序进行排序，把与至少一个信号强度数据元一一对应的位置数据元按照信号强度数据元的排序顺序进行记录，获得用于表征采集节点距离信号源从远至近关系的第一排列列表；或者基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值从大至小的顺序进行排序，把与至少一个信号强度数据元一一对应的位置数据元按照信号强度数据元的排序顺序进行记录，获得用于表征采集节点距离信号源从近至远关系的第一排列列表。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，方法还包括：在预设范围内，按照预设距离取多个测试点，获得多个测试点中的每个测试点至多个采集节点的多组第一距离，将每组第一距离按照与至少一个第一排列列表中的第M+1个第一排列列表一致的次序进行排列，获得多组第二排列列表；判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与每组第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，将判断结果为一致的多个测试点连接形成一个区域，将区域确定为黑广播可能存在的区域，其中，每组第二数据组确定出一个黑广播可能存在的区域。

第二方面，本申请实施例提供了一种黑广播信号监测定位系统，系统包括：至少一个采集节点，用于获得表征黑广播信号的第一数据；黑广播位置计算单元，用于根据获得的至少一个所述第一数据，计算获得黑广播可能存在的位置。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，采集节点包括：信号采集模块，用于采集获得黑广播信号；通信模块，用于与传输所述黑广播信号；存储模块，用于存储所述黑广播信号；控制模块，所述信号采集模块、所述通信模块和所述存储模块分别与所述控制模块连接。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果为：本申请实施例采用了一种简易的近似求解方法，一方面，该方法对于信号采集的要求低，只需要多个采集节点采集到用于表征各个采集节点接收到的黑广播信号的强弱关系的第一数据即可，对黑广播信号的采集精度要求低，因此采集节点的制作工艺简单，易于大量部署。另一方面，本方法基于对采集节点采集到的多个第一数据进行分组排序，通过对测试点到各个采集节点的距离关系按照第一数据的排序方式，对比测试点到各个采集节点的距离关系的排列顺序与第一数据的排序方式，若一致，则该测试点可能存在着黑广播信号源。该计算方法具有简易、准确和高效的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种黑广播信号监测定位方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种黑广播信号监测定位系统的结构框图；

图3为本申请实施例提供的一种采集节点的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种黑广播信号监测定位方法的流程示意图。在本申请实施例中，黑广播信号监测定位方法包括：步骤S11、步骤S12、步骤S13和步骤S14。

步骤S11：获得由多个第一数据组成的第一数据集合，其中，第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元，第一数据通过多个采集节点采集获得；

步骤S12：根据频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，并对分组后的第一数据集合根据信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表；

步骤S13：在预设范围内，取一测试点，计算测试点至多个采集节点的第一距离，按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得第二排列列表，第一距离的数值大小用于反映采集节点的距离远近，其中，M为大于0的整数；

步骤S14：判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，若一致，将该测试点所在的位置确定为黑广播可能存在的位置。

下面将对方法的流程做详细说明。

步骤S11：获得由多个第一数据组成的第一数据集合，其中，第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元，每一个第一数据通过一个不同的采集节点采集获得。

采集节点设置在不同的位点，通过采集节点获得多个第一数据，第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元。具体地，信号强度数据元用于表示获得的信号强度相对值；频点数据元用于表示获得的信号所对应频点；时间数据元用于表示获得信号时的对应时间；位置数据元用于表示每个采集节点自身的位置信息。在本申请实施例中，在各点位的信号采集节点，利用等RT820、836系列芯片，采集广播信号强度指标。需要特别指出的是：受限于成本、制造工艺、精度等因素，RT820、836系列芯片不能获取关于信号强度的绝对数值，单位为dB，只能获取一个反映信号强弱大小的相对值，单位为dBm。

在本申请实施例中，信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元分别使用ss、fre、time、location进行描述，即从每个采集节点获得的第一数据可以表示为(ss、fre、time、location)，汇总从多个采集节点获得的第一数据，形成以(ss、fre、time、location)为基本元素的第一数据集合，第一数据集合可以表示为((ss1、fre1、time1、location1)，(ss2、fre2、time2、location2)，...，(ssN、freN、timeN、locationN))。

步骤S12：根据频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，并对分组后的第一数据集合根据信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表。

详细地，基于频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，将具有相同的频点数据元和位于预设时长段内的时间数据元确定为同一组，获得多组第二数据组，其中，第二数据组包括数据头和数据体，数据头包括频点数据元和时间数据元，数据体包括信号强度数据元和位置数据元，每组第二数据组包括一个数据头，一个数据头对应至少一个所述数据体；基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值大小进行排序，获得与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表，其中，每组第二数据组对应一个第一排列列表。

具体地，基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值从小到大的顺序进行排序，把与至少一个信号强度数据元一一对应的位置数据元按照信号强度数据元的排序顺序进行记录，获得用于表征采集节点距离信号源从远至近关系的第一排列列表；或者基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值从大至小的顺序进行排序，把与至少一个信号强度数据元一一对应的位置数据元按照信号强度数据元的排序顺序进行记录，获得用于表征采集节点距离信号源从近至远关系的第一排列列表。

基于频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，将具有相同的频点数据元和位于预设时长段内的时间数据元确定为同一组，获得多组第二数据组。预设时长可以为任一时长段，在本申请实施例中，位于预设时长段内的时间数据元可以表示为|time_i-time_j|<10seconds，即，同组数据中，对同一个频点信号的采集时间相差不超过10秒。第二数据组为具有相同的频点和相似的时间被分为一组，可以表示为((fre，time)，((ss1，location1)，(ss2，location2)，....，(ssN，locationN)))，其中1、2、......、N表示具有相同频点和近似时刻的数据，为同一个组的数据。

容易理解的是，本申请实施例中，数据头包括频点数据元和时间数据元，即(fre，time)，数据体为与(fre，time)对应的至少一组信号强度数据元和位置数据元，即每组第二数据组的((ss1，location1)，(ss2，location2)，....，(ssN，locationN))。

基于每组第二数据组中的至少一个数据体，按照信号强度数据元的数值大小进行排序，获得与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表，其中，每组第二数据组对应一个第一排列列表。按照信号强度数据元的数值大小进行排序，可以为按照信号强度元从大至小的顺序进行排列，也可以为按照信号强度元从小至大的顺序进行排列。做为一种可能的实现方式，本申请实施例中排列顺序为按照信号强度元从大至小的顺序进行排列。容易理解的是，信号强度元按照从大至小的顺序排列，那么，与信号强度元相关联的位置数据元将会按照采集节点距离信号源从近至远的关系进行排列。假设，按照信号强度元从大至小的顺序进行排列后的信号强度元的表示方式为(SS1，SS2，...，SSN)，以及对应的位置数据元的排列关系为(location1，location2，...，locationN)。

步骤S13：在预设范围内，取一测试点，计算测试点至多个采集节点的第一距离，按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得第二排列列表，第一距离的数值大小用于反映采集节点的距离远近，其中，M为大于0的整数。

预设范围为需监控的范围，假设，预设范围为一矩形区域，坐标范围为(startx,starty,endx,endy)，其中(startx,starty)为该区域的左上角坐标，(endx,endy)为该区域的右下角坐标。每隔一定步长(stepx,stepy)，其中stepx＝(endx-startx)/numx，stepx＝(endy-starty)/numy，numx，numy分别为x方向和y方向采集点间隔数，显然numx，numy越大，采集点数越多，结果越精确。

假设，取一测试点为(xi,yi),计算测试点(xi,yi)到各个接收节点位置(location1,location2,...,locationN)的距离。对该距离按从小到大顺序排序，这个排序方向和采集节点信号强弱方向是一致的，即，若采集节点处的信号强度元从大至小的顺序进行排列，那么，距离按照从从小到大也就是从近至远的顺序进行排列；若采集节点处的信号强度元从小至大的顺序进行排列，那么，距离按照从从大到小也就是从远至近的顺序进行排列。由于上述描述中，采用的方式为采集节点处的信号强度元从大至小的顺序进行排列，对距离排序后，得到表示距离关系的第二排列列表(dA,dB,dC,...)，距离信号源越近排序越靠前；与之相对应，(dA,dB,dC,...)所反映的站点关系是(locationA,locationB,locationC....)，距离近的站点靠前。

步骤S14：判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，若一致，将该测试点所在的位置确定为黑广播可能存在的位置。

判断(dA,dB,dC,...)所反映的站点顺序(locationA,locationB,locationC....)，与对采集节点的信号强度数据元的信号强弱排序后所反映的站点顺序是否是一致的。若一致，则表示此点附近可能存在黑广播信号源。

作为一种可能的实现方式，方法还包括：在预设范围内，按照预设距离取多个测试点，获得多个测试点中的每个测试点至多个采集节点的多组第一距离，将每组第一距离按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得多组第二排列列表；判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与每组第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，将判断结果为一致的多个测试点连接形成一个区域，将区域确定为黑广播可能存在的区域。

不同的频点距离各个采集节点的距离不一样，因此，获得与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表排列顺序也不一样。N组频点对应数据确定了N个黑广播区域，归纳黑广播可能存在的点，由一系列的点形成黑广播可能存在的区域。工作人员可依据此区域查证黑广播。

请参阅图2和图3，本申请实施例还提供了一种黑广播信号监测定位系统10，系统包括：至少一个采集节点110，用于获得表征黑广播信号的第一数据；黑广播位置计算单元120，用于根据获得的至少一个所述第一数据，计算获得黑广播可能存在的位置。

采集节点110包括：信号采集模块111，用于采集获得黑广播信号；通信模块112，用于与传输所述黑广播信号；存储模块113，用于存储所述黑广播信号；控制模块114，信号采集模块111、通信模块112和存储模块113分别与控制模块114连接。

综上所述，本申请实施例提供一种黑广播信号监测定位方法，方法包括：获得由多个第一数据组成的第一数据集合，其中，第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元，每一个第一数据通过一个不同的采集节点采集获得；根据频点数据元和时间数据元，对第一数据集合进行分组，并对分组后的第一数据集合根据信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与信号强度数据元的排序相关联的位置数据元的第一排列列表；在预设范围内，取一测试点，计算测试点至多个采集节点的第一距离，按照与至少一个第一排列列表中的第M个第一排列列表一致的次序进行排列，获得第二排列列表，第一距离的数值大小用于反映采集节点的距离远近，其中，M为大于0的整数；判断第一排列列表中的位置数据元排列顺序是否与第二排列列表中的第一距离排列顺序一致，若一致，将该测试点所在的位置确定为黑广播可能存在的位置。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种黑广播信号监测定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获得由多个第一数据组成的第一数据集合，其中，所述第一数据包括：信号强度数据元、频点数据元、时间数据元和位置数据元，每一个所述第一数据通过一个不同的采集节点采集获得；

根据所述频点数据元和所述时间数据元，对所述第一数据集合进行分组，并对分组后的所述第一数据集合根据所述信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与所述信号强度数据元的排序相关联的所述位置数据元的第一排列列表；

在预设范围内，取一测试点，计算所述测试点至多个所述采集节点的第一距离，按照与至少一个所述第一排列列表中的第M个所述第一排列列表一致的次序进行排列，获得第二排列列表，所述第一距离的数值大小用于反映所述采集节点的距离远近，其中，M为大于0的整数；

判断所述第一排列列表中的所述位置数据元排列顺序是否与所述第二排列列表中的所述第一距离排列顺序一致，若一致，将该所述测试点所在的位置确定为黑广播可能存在的位置。

2.根据权利要求1所述的黑广播信号监测定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述预设范围内，按照预设距离取多个所述测试点，获得多个所述测试点中的每个测试点至多个所述采集节点的多组所述第一距离，将每组所述第一距离按照与至少一个所述第一排列列表中的第M个所述第一排列列表一致的次序进行排列，获得多组所述第二排列列表；

判断所述第一排列列表中的所述位置数据元排列顺序是否与每组所述第二排列列表中的所述第一距离排列顺序一致，将判断结果为一致的多个所述测试点连接形成一个区域，将所述区域确定为黑广播可能存在的区域。

3.根据权利要求1所述的黑广播信号监测定位方法，其特征在于，所述根据所述频点数据元和所述时间数据元，对所述第一数据集合进行分组，并对分组后的所述第一数据集合根据所述信号强度数据元的数值大小进行排序，获得至少一个与所述信号强度数据元的排序相关联的所述位置数据元的第一排列列表，包括：

基于所述频点数据元和所述时间数据元，对所述第一数据集合进行分组，将具有相同的所述频点数据元和位于预设时长段内的所述时间数据元确定为同一组，获得多组第二数据组，其中，所述第二数据组包括数据头和数据体，所述数据头包括所述频点数据元和所述时间数据元，所述数据体包括所述信号强度数据元和所述位置数据元，每组所述第二数据组包括一个所述数据头，一个所述数据头对应至少一个所述数据体；

基于每组所述第二数据组中的至少一个所述数据体，按照所述信号强度数据元的数值大小进行排序，获得与所述信号强度数据元的排序相关联的所述位置数据元的第一排列列表，其中，每组所述第二数据组对应一个所述第一排列列表。

4.根据权利要求3所述的黑广播信号监测定位方法，其特征在于，所述基于每组所述第二数据组中的至少一个所述数据体，按照所述信号强度数据元的数值大小进行排序，获得与所述信号强度数据元的排序相关联的所述位置数据元的第一排列列表，包括：

基于每组所述第二数据组中的至少一个所述数据体，按照所述信号强度数据元的数值从小到大的顺序进行排序，把与至少一个所述信号强度数据元一一对应的所述位置数据元按照所述信号强度数据元的排序顺序进行记录，获得用于表征所述采集节点距离信号源从远至近关系的所述第一排列列表；或者

基于每组所述第二数据组中的至少一个所述数据体，按照所述信号强度数据元的数值从大至小的顺序进行排序，把与至少一个所述信号强度数据元一一对应的所述位置数据元按照所述信号强度数据元的排序顺序进行记录，获得用于表征所述采集节点距离信号源从近至远关系的所述第一排列列表。

5.根据权利要求3所述的黑广播信号监测定位方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述预设范围内，按照预设距离取多个所述测试点，获得多个所述测试点中的每个测试点至多个所述采集节点的多组所述第一距离，将每组所述第一距离按照与至少一个所述第一排列列表中的第M+1个所述第一排列列表一致的次序进行排列，获得多组所述第二排列列表；

判断所述第一排列列表中的所述位置数据元排列顺序是否与每组所述第二排列列表中的所述第一距离排列顺序一致，将判断结果为一致的多个所述测试点连接形成一个区域，将所述区域确定为黑广播可能存在的区域，其中，每组所述第二数据组确定出一个黑广播可能存在的区域。

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