CN116520033A - 一种自由空间电磁波数据采集处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自由空间电磁波数据采集处理系统，包括无人机平台子系统、电磁数据采集子系统以及数据分析处理子系统。无人机平台子系统搭载电磁数据采集子系统，提高电磁数据采集子系统采集数据的精度。电磁数据采集子系统具备高速频谱高速扫描接收、峰值检波以及全景扫描的功能。数据分析处理子系统将电磁数据在进行处理，生成自由空间电磁频谱分布图，给出目标区域电磁信息分布及其位置地形信息，为三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势感知提供了重要依据，还公开了基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，实现掌握解大型辐射源的三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势目的。
Description
技术领域
本发明涉及雷达检测及其天线阵列测量技术领域，尤其涉及一种自由空间电磁波数据采集处理系统及方法。
背景技术
无论在民用还是军事领域，现如今都面临着复杂电磁环境带来的挑战，掌握电磁环境状况是频管人员、作战指挥人员的迫切需要，通过采集自由空间中的电磁数据是获取电磁环境信息的基础。美国等国家先后对这一领域开展了深入研究并制定相关标准。我国尚处于起步阶段，一方面对相关电磁数据没有完善的质量维护管理机制；另一方面，在数据应用过程中缺乏面向专业用户的数据采集-提取-分析-应用流程，相关电磁数据无法有效转换为信息并加以应用。
战场电磁环境具有多元性、动态性、对抗性、不确定性、随机性等特点，呈现出明显的复杂性。因此对战场电磁数据进行采集分析是“制电磁权”的迫切需要，可以为指挥员理解、认识、构建和评估战场电磁环境提供数据支持。未来的信息化战场对用频装备的稳定性和作战的时效性有极高的要求，甚至可能直接决定战争的走向。因此，对装备用频状态的及时感知以及性能的精准测试也是装备研发过程中的关键一环。
因此，建立有效的空间电磁数据采集处理系统，通过采集分析自由空间中的电磁数据并加以利用，对于大型辐射源的三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势感知具有重要意义。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种自由空间电磁波数据采集处理系统，够利用无人机平台子系统、电磁数据采集系统以及数据分析处理子系统对自由空间的电磁环境的测试。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种自由空间电磁波数据采集处理系统，包括无人机平台子系统、电磁数据采集子系统以及数据分析处理子系统。
无人机平台子系统分别与电磁数据采集子系统和数据分析处理子系统连接，电磁数据采集子系统与数据分析处理子系统连接数据连接。
无人机平台子系统分别用于搭载、稳定电磁数据采集子系统，设置飞行任务，控制和监控飞行状态。
电磁数据采集子系统用于实时采集自由空间中的三维空间电磁信息，扫频和检波电磁信息，得到电磁数据，将电磁数据发送至无人机平台子系统，并全景扫描覆盖电磁数据的目标区域，将电磁数据、目标区域加上时间标记。三维空间电磁信息包括经纬度、高度以及三维姿态。
数据分析处理子系统用于采集电磁数据，对电磁数据进行误差补偿和数据拟合，并与目标区域融合，生成自由空间电磁频谱分布图。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：稳定并具有高精度的无人机平台子系统，搭载电磁数据采集子系统，具有设置飞行任务、控制盒监控飞行状态的能力，并实时稳定电磁数据采集子系统的稳定，提高电磁数据采集子系统采集数据的精度。电磁数据采集子系统实时采集目标区域的自由空间中的电磁数据，具备高速频谱高速扫描接收、峰值检波以及全景扫描的功能，将采集的电磁数据加上时间标记，实现电磁数据、目标区域与时间信息同步的目的。数据分析处理子系统将电磁数据在进行处理，生成自由空间电磁频谱分布图，给出目标区域电磁信息分布及其位置地形信息，为三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势感知提供了重要依据。
进一步优选为：无人机平台子系统包括无人机机身、飞控终端以及定位系统，飞控终端与无人机机身通讯连接，飞控终端设置在地面上，飞控终端用于设置无人机机身的飞行任务，控制和监控无人机机身的飞行状态。定位系统包括基准站和移动站，移动站固定在无人机机身上，基准站放置在地面上目标区域的任意位置处。
电磁数据采集子系统设置在无人机机身的底部，无人机机身的内部设置分别设置有低电压变压模块、数据传输模块以及飞行控制单元，低电压变压模块用于向电磁数据采集子提供电源。数据传输模块分别与飞行控制单元、飞控终端数据连接。数据传输模块用于接收电磁数据，并将电磁数据发送给飞行控制终端进行存储。
飞控终端安装有地面控制软件，地面控制软件用于预设无人机机身的飞行任务、飞行模式，将飞行任务和飞行模式以数据的形式通过数据传输模块传输至飞行控制单元，飞行控制单元用于控制无人机按照飞行任务和飞行模式模式进行飞行，同时地面控制软件用于遥控无人机的飞行状态。
采用上述技术方案，实现无人机机身搭载电磁数据采集子系统的目的，通过无人机平台子系统实现设置无人机机身飞行任务、飞行模式，遥控无人机机身的飞行状态，为电磁数据采集子系统高精准采集电磁数据提供高精度定位。
进一步优选为：电磁数据采集子系统包括扫频接收模块、峰值检波模块以及全景扫描模块。峰值检波模块包括滤波器，扫频接收模块包括接收机，全景扫描模块包括探头天线和放大器。放大器分别与探头天线和滤波器的输入端连接，滤波器的输出端连接有接收机，接收机的输出端连接有Mini主机，Mini主机、放大器以及接收机均与低电压变压模块连接。无人机的底部固定有云台，云台与探头天线连接，探头天线用于稳定探头天线因无人机机身受到震动的姿态。
探头天线用于获取无人机机身所在自由空间中多个频点的电磁数据，滤波器用于保存频率峰值处的接收功率电平值和对应的频率值，得到测试值，并将每个测试值加上GPS时间标记。接收机用于扫频测试值，得到测试频点，并将每个测试频点加上GPS时间标记。
采用上述技术方案，通过探头天线实时采集目标区域自由空间的三维空间电磁信息，滤波器在频率峰值处接收功率电平值和对应的频率值，接收机在扫频迹线上保留扫频的任意点并与时间同步，通过对目标区域网格化，实时接收多个网格点的电磁数据，拟合目标区域的场分布，进行全景扫描。以此实现了扫频接收、峰值检波和全景扫描的功能。
进一步优选为：数据分析处理子系统包括数据处理终端，数据处理终端中分别设置有数据预处理模块、误差修正模块以及数据分析模块。数据预处理模块用于获取标记有GPS时间的测试频点对应的电磁数据，筛选电磁数据，得到时间序列测试数据。
误差修正模块用于输入无人机平台的姿态误差和距离误差相对应的误差补偿电平值，并根据测试数据对由无人机平台产生的误差进行处理和补偿。
数据分析模块用于对电磁数据进行时间对齐并且误差补偿以及飞行日志信息进行提取、计算、分析对比、转换，得到目标区域的自由空间电磁频谱分布图。
采用上述技术方案，实现对电磁数据的筛选、误差补偿和数据拟合，并结合空间位置信息进行有效融合，生成目标区域对应的自由空间电磁频谱分布图，并给树目标区域电磁信息分布及其对应位置地形信息。
进一步优化为：定位系统采用RTK定位技术、卫星定位技术以及无线电引导辅助激光定位技术协同定位的模式。
采用上述技术方案，实现多种模式协同定位的目的，保证在不同测试任务中均能提供极高的定位精度，保证测试结果的准确性。
进一步优化为：低电压变压模块电性连接有锂电池，锂电池用于给低电压变压模块提供直流电源，低电压变压模块用于分别给Mini主机提供5V电源，给放大器提供12V电源，给滤波器提供28V电源。
采用上述技术方案，给电磁数据采集子系统提供必要却又不同的电源保障，减轻无人机搭载设备重量，提升系统的有效采集时间。
本发明还公开了一种基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，包括以下步骤：
S710展开无人机平台子系统，在无人机机身上搭载电磁数据采集子系统并进行静态调试，使电磁数据采集子系统正常工作。
S720在飞控终端利用地面控制软件设定无人机平台的飞行任务，飞行任务包括飞行区域、飞行高度和航次飞行参数。
S730无人机机身到达目标区域，通过地面控制软件控制电磁数据采集子系统接收电磁数据，同时监控无人机机身飞行状态，形成飞行日志。
S740将飞行日志和电磁数据传输至数据分析处理子系统中进行分析处理，生成自由空间电磁频谱分布图。
S750利用自由空间电磁频谱分布图给出目标区域的电磁能量、频率分布图以及对应位置的经纬度和地形信息。
采用上述技术方案，利用部件组装的方式将电磁数据采集子系统搭载在无人机平台子系统上，通过多模式的无人机平台子系统使无人机机身定位精度达到厘米级；通过地面站控制软件实现无人机机身悬停或巡航飞行，由电磁数据采集子系统实现对目标区域内自由空间的电磁数据的进行采集和处理，最终通过数据分析处理子系统对电磁数据进行处理，生成自由空间电磁频谱分布图，完成测量目标区域的空间电磁频谱分布的目的，实现掌握了解大型辐射源的三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势目的。
进一步优化为：步骤S710展开无人机平台子系统，在无人机机身上搭载电磁数据采集子系统并进行静态调试，使电磁数据采集子系统正常工作，具体包括以下步骤：
S810在无人机机身的底部安装探头天线，将探头天线与云台连接。
S820在底面上架设基准站，进行静态调试，使飞行控制单元正常工作。
采用上述技术方案，实现电磁数据采集子系统与无人机平台子系统搭载起来，确保静态调试后的飞行控制单元能够正常工作。
进一步优化为：步骤S820的静态调试具体包括以下步骤：
S910利用定位系统和地面控制软件预先调试无人机机身抵达至目标区域。
S920通过地面控制软件控制无人机机身进行悬停和巡航飞行。
采用上述技术方案，通过底面控制软件遥控控制无人机机身按照预先设置的飞行任务和飞行模式进行悬停和巡航飞行，实现预先调试的目的。
进一步优化为：航次飞行参数包括测试路径、方位面角度值、俯仰面起始角度值、飞行角度范围值、航点数量和悬停时间。
采用上述技术方案，航次飞行参数是无人机机身产生的飞行日志的一部分，为后续产生飞行日志提供依据。
附图说明
图1为实施例一的功能模块示意图；
图2为实施例一中定位系统的功能模块示意图；
图3为实施例一对目标区域测试过程的功能模块示意图；
图4为实施例一中目标区域的电磁信息采集、拟合以及处理示意图；
图5为实施例二的方法流程框图；
图6为实施例二中搭载流程框图；
图7为实施例二中静态调试流程框图。
具体实施方式
以下结合附图1、图2、图3、图4、图5、图6以及图7对本发明作进一步详细介绍。
实施例一
一种自由空间电磁波数据采集处理系统，如图1所示，包括无人机平台子系统、电磁数据采集子系统以及数据分析处理子系统。
无人机平台子系统分别与电磁数据采集子系统和数据分析处理子系统连接，电磁数据采集子系统与数据分析处理子系统连接数据连接。
无人机平台子系统分别用于搭载、稳定电磁数据采集子系统，设置飞行任务，控制和监控飞行状态。
电磁数据采集子系统用于实时采集自由空间中的三维空间电磁信息，扫频和检波电磁信息，得到电磁数据，将电磁数据发送至无人机平台子系统，并全景扫描覆盖电磁数据的目标区域，将电磁数据、目标区域加上时间标记。三维空间电磁信息包括经纬度、高度以及三维姿态。
数据分析处理子系统用于采集电磁数据，对电磁数据进行误差补偿和数据拟合，并与目标区域融合，生成自由空间电磁频谱分布图。
无人机平台子系统搭载电磁数据采集子系统，提高电磁数据采集子系统采集数据的精度。电磁数据采集子系统具备高速频谱高速扫描接收、峰值检波以及全景扫描的功能。数据分析处理子系统将电磁数据在进行处理，生成自由空间电磁频谱分布图，给出目标区域电磁信息分布及其位置地形信息，为三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势感知提供了重要依据。
具体的，实施例一中无人机平台子系统包括无人机机身、飞控终端以及定位系统，飞控终端与无人机机身通讯连接，飞控终端设置在地面上，飞控终端用于设置无人机机身的飞行任务，控制和监控无人机机身的飞行状态。定位系统包括基准站和移动站，如图2所示，移动站固定在无人机机身上，基准站放置在地面上目标区域的任意位置处。
电磁数据采集子系统设置在无人机机身的底部，无人机机身的内部设置分别设置有低电压变压模块、数据传输模块以及飞行控制单元，低电压变压模块用于向电磁数据采集子提供电源。数据传输模块分别与飞行控制单元、飞控终端数据连接。数据传输模块用于接收电磁数据，并将电磁数据发送给飞行控制终端进行存储。
飞控终端安装有地面控制软件，地面控制软件用于预设无人机机身的飞行任务、飞行模式，将飞行任务和飞行模式以数据的形式通过数据传输模块传输至飞行控制单元，飞行控制单元用于控制无人机按照飞行任务和飞行模式模式进行飞行，同时地面控制软件用于遥控无人机的飞行状态。
因此，实现无人机机身搭载电磁数据采集子系统的目的，通过无人机平台子系统实现设置无人机机身飞行任务、飞行模式，遥控无人机机身的飞行状态，为电磁数据采集子系统高精准采集电磁数据提供高精度定位，具体提供厘米级的定位精神度。本发明的卫星信号采用双天线三模定位(GPS、北斗、格洛纳斯)，减轻卫星信号干扰影响。
具体的，实施例一中电磁数据采集子系统包括扫频接收模块、峰值检波模块以及全景扫描模块。峰值检波模块包括滤波器，扫频接收模块包括接收机，全景扫描模块包括探头天线和放大器。放大器分别与探头天线和滤波器的输入端连接，滤波器的输出端连接有接收机，接收机的输出端连接有Mini主机，Mini主机、放大器以及接收机均与低电压变压模块连接。无人机的底部固定有云台，云台与探头天线连接，探头天线用于稳定探头天线因无人机机身受到震动的姿态。
探头天线用于获取无人机机身所在自由空间中多个频点的电磁数据，滤波器用于保存频率峰值处的接收功率电平值和对应的频率值，得到测试值，并将每个测试值加上GPS时间标记。接收机用于扫频测试值，得到测试频点，并将每个测试频点加上GPS时间标记。通过探头天线实时采集目标区域自由空间的三维空间电磁信息，滤波器在频率峰值处接收功率电平值和对应的频率值，接收机在扫频迹线上保留扫频的任意点并与时间同步，通过对目标区域网格化，同步且实时接收多个网格点的电磁数据，通过插值算法拟合网格区域的场分布，在可接受的误差内能够对待测区域扫描全覆盖，并将每次的扫描方位加上GPS时间标记，进行全景扫描。以此实现了扫频接收、峰值检波和全景扫描的功能。
具体的，实施例一中数据分析处理子系统包括数据处理终端，数据处理终端中分别设置有数据预处理模块、误差修正模块以及数据分析模块。数据预处理模块用于用于对无人机飞行日志、接收机测试数据进行分类导入、规整，进行时间对齐和订正，获取标记有GPS时间的测试频点对应的电磁数据，筛选电磁数据，得到时间序列测试数据，输出目标区域的经纬度信息，用于输出无人机的飞行轨迹数据。
误差修正模块用于输入无人机平台的姿态误差和距离误差相对应的误差补偿电平值，并根据测试数据对由无人机平台产生的误差进行处理和补偿。
数据分析模块用于对电磁数据进行时间对齐并且误差补偿以及飞行日志信息进行提取、计算、分析对比、转换，得到目标区域的自由空间电磁频谱分布图。具体是输入由无人机的姿态误差和距离误差相对应的误差补偿电平值，并根据实际情况对由无人机旋翼转动产生的接收误差采用相应的误差处理手段进行处理和补偿。
所以，数据分析处理子系统实现对电磁数据的筛选、误差补偿和数据拟合，并结合空间位置信息进行有效融合，生成目标区域对应的自由空间电磁频谱分布图，并给树目标区域电磁信息分布及其对应位置地形信息。
具体的，实施例一中定位系统采用RTK定位技术、卫星定位技术以及无线电引导辅助激光定位技术协同定位的模式，实现多种模式协同定位的目的，保证在不同测试任务中均能提供极高的定位精度，保证测试结果的准确性。
具体的，实施例一中低电压变压模块电性连接有锂电池，锂电池用于给低电压变压模块提供直流电源，低电压变压模块用于将直流电源转成不同电压的电源，低电压变压模块用于分别给Mini主机提供5V电源，给放大器提供12V电源，给滤波器提供28V电源。给电磁数据采集子系统提供必要却又不同的电源保障，减轻无人机搭载设备重量，提升系统的有效采集时间。
工作原理如图3和图4所示，具体为无人机机身搭载探头探头天线经过目标区域时，探头天线扫频接收，接收频率周期性变化。通过控制无人机机身的飞行轨迹，并记录GPS时间、位置信息以及航次飞行参数，生成飞行日志，而接收机不断记录扫描接收空间中各方位的功率电平值和对应的频率值，生成电磁数据，并给电磁数据加载时间信息，生成采集数据，数据处理终端对对应的采集数据和相应的飞行日志进行提取，并计算各个采集数据对应的位置信息相对于无人机机身的角度，根据误差修正模块的误差值进行修正。将最终得到的场强值逐点转换为RGB颜色值，颜色范围由红色到蓝色的渐变，红色像素点对应的场强最大值，蓝色像素点对应的场强最小值，最终生成目标区域的自由空间电磁频谱分布图，并给出目标区域对应位置的电磁信息分布及其对应的位置地形信息。
实施例二
本发明还公开了一种基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，如图5所示，包括以下步骤：
S710展开无人机平台子系统，在无人机机身上搭载电磁数据采集子系统并进行静态调试，使电磁数据采集子系统正常工作。
S720在飞控终端利用地面控制软件设定无人机平台的飞行任务，飞行任务包括飞行区域、飞行高度和航次飞行参数。
S730无人机机身到达目标区域，通过地面控制软件控制电磁数据采集子系统接收电磁数据，同时监控无人机机身飞行状态，形成飞行日志。
S740将飞行日志和电磁数据传输至数据分析处理子系统中进行分析处理，生成自由空间电磁频谱分布图。
S750利用自由空间电磁频谱分布图给出目标区域的电磁能量、频率分布图以及对应位置的经纬度和地形信息。
上述步骤中利用部件组装的方式将电磁数据采集子系统搭载在无人机平台子系统上，通过多模式的无人机平台子系统使无人机机身定位精度达到厘米级。通过地面站控制软件实现无人机机身悬停或巡航飞行，由电磁数据采集子系统实现对目标区域内自由空间的电磁数据的进行采集和处理，最终通过数据分析处理子系统对电磁数据进行处理，生成自由空间电磁频谱分布图，完成测量目标区域的空间电磁频谱分布的目的，实现掌握了解大型辐射源的三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势目的。
具体的，实施例二中步骤S710展开无人机平台子系统，在无人机机身上搭载电磁数据采集子系统并进行静态调试，使电磁数据采集子系统正常工作，如图6所示，具体包括以下步骤：
S810在无人机机身的底部安装探头天线，将探头天线与云台连接。
S820在底面上架设基准站，进行静态调试，使飞行控制单元正常工作。
以上过程实现了电磁数据采集子系统与无人机平台子系统搭载起来，确保静态调试后的飞行控制单元能够正常工作。
具体的，实施例二中步骤S820的静态调试，如图7所示，具体包括以下步骤：
S910利用定位系统和地面控制软件预先调试无人机机身抵达至目标区域。
S920通过地面控制软件控制无人机机身进行悬停和巡航飞行。
该过程通过底面控制软件遥控控制无人机机身按照预先设置的飞行任务和飞行模式进行悬停和巡航飞行，实现预先调试的目的。
具体的，实施例二中航次飞行参数包括测试路径、方位面角度值、俯仰面起始角度值、飞行角度范围值、航点数量和悬停时间。航次飞行参数是无人机机身产生的飞行日志的一部分，为后续产生飞行日志提供依据。
综上所述，稳定并具有高精度的无人机平台子系统，搭载电磁数据采集子系统，具有设置飞行任务、控制盒监控飞行状态的能力，并实时稳定电磁数据采集子系统的稳定，提高电磁数据采集子系统采集数据的精度。电磁数据采集子系统实时采集目标区域的自由空间中的电磁数据，具备高速频谱高速扫描接收、峰值检波以及全景扫描的功能，将采集的电磁数据加上时间标记，实现电磁数据、目标区域与时间信息同步的目的。数据分析处理子系统将电磁数据在进行处理，生成自由空间电磁频谱分布图，给出目标区域电磁信息分布及其位置地形信息，为三维空间电磁性能分析、周边电磁环境的态势感知提供了重要依据。
本具体实施例仅仅是对发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种自由空间电磁波数据采集处理系统，其特征在于：包括无人机平台子系统、电磁数据采集子系统以及数据分析处理子系统；
所述无人机平台子系统分别与所述电磁数据采集子系统和所述数据分析处理子系统连接，所述电磁数据采集子系统与所述数据分析处理子系统连接数据连接；
所述无人机平台子系统分别用于搭载、稳定所述电磁数据采集子系统，设置飞行任务，控制和监控飞行状态；
所述电磁数据采集子系统用于实时采集目标区域自由空间中的三维空间电磁信息，扫频和检波所述电磁信息，得到电磁数据，将所述电磁数据发送至所述无人机平台子系统，并全景扫描覆盖所述目标区域，将所述电磁数据、所述目标区域加上时间标记；所述三维空间电磁信息包括经纬度、高度以及三维姿态；
所述数据分析处理子系统用于采集所述电磁数据，对所述电磁数据进行误差补偿和数据拟合，并与所述目标区域融合，生成自由空间电磁频谱分布图。
2.根据权利要求1所述的自由空间电磁波数据采集处理系统，其特征在于：所述无人机平台子系统包括无人机机身、飞控终端以及定位系统，所述飞控终端与所述无人机机身通讯连接，所述飞控终端设置在地面上，所述飞控终端用于设置所述无人机机身的飞行任务，控制和监控所述无人机机身的飞行状态；所述定位系统包括基准站和移动站，所述移动站固定在所述无人机机身上，所述基准站放置在地面上目标区域的任意位置处；
所述电磁数据采集子系统设置在所述无人机机身的底部，所述无人机机身的内部设置分别设置有低电压变压模块、数据传输模块以及飞行控制单元，所述低电压变压模块用于向所述电磁数据采集子系统提供电源；所述数据传输模块分别与所述飞行控制单元、所述飞控终端数据连接；所述数据传输模块用于接收所述电磁数据，并将所述电磁数据发送给所述飞行控制终端进行存储；
所述飞控终端安装有地面控制软件，所述地面控制软件用于预设所述无人机机身的飞行任务、飞行模式，将飞行任务和飞行模式以数据的形式通过所述数据传输模块传输至所述飞行控制单元，所述飞行控制单元用于控制无人机按照飞行任务和飞行模式模式进行飞行，同时所述地面控制软件用于遥控无人机的飞行状态。
3.根据权利要求2所述的自由空间电磁波数据采集处理系统，其特征在于：所述电磁数据采集子系统包括扫频接收模块、峰值检波模块以及全景扫描模块；所述峰值检波模块包括滤波器，所述扫频接收模块包括接收机，所述全景扫描模块包括探头天线和放大器；所述放大器分别与探头天线和所述滤波器的输入端连接，所述滤波器的输出端连接有接收机，所述接收机的输出端连接有Mini主机，所述Mini主机、所述放大器以及所述接收机均与所述低电压变压模块连接；所述无人机的底部固定有云台，所述云台与所述探头天线连接，所述探头天线用于稳定所述探头天线因所述无人机机身受到震动的姿态；
所述探头天线用于获取所述无人机机身所在自由空间中多个频点的电磁数据，所述滤波器用于保存频率峰值处的接收功率电平值和对应的频率值，得到测试值，并将每个测试值加上GPS时间标记；所述接收机用于扫频所述测试值，得到测试频点，并将每个测试频点加上GPS时间标记。
4.根据权利要求3所述的自由空间电磁波数据采集处理系统，其特征在于：所述数据分析处理子系统包括数据处理终端，所述数据处理终端中分别设置有数据预处理模块、误差修正模块以及数据分析模块；所述数据预处理模块用于获取标记有GPS时间的所述测试频点对应的所述电磁数据，筛选所述电磁数据，得到时间序列测试数据；
所述误差修正模块用于输入所述无人机平台的姿态误差和距离误差相对应的误差补偿电平值，并根据所述测试数据对由无人机平台产生的误差进行处理和补偿；
所述数据分析模块用于对所述电磁数据进行时间对齐并且误差补偿以及飞行日志信息进行提取、计算、分析对比、转换，得到所述目标区域的自由空间电磁频谱分布图。
5.根据权利要求3所述的自由空间电磁波数据采集处理系统，其特征在于：所述定位系统采用RTK定位技术、卫星定位技术以及无线电引导辅助激光定位技术协同定位的模式。
6.根据权利要求1所述的自由空间电磁波数据采集处理系统，其特征在于：所述低电压变压模块电性连接有锂电池，所述锂电池用于给所述低电压变压模块提供直流电源，所述低电压变压模块用于分别给所述Mini主机提供5V电源、给所述放大器提供12V电源、给所述滤波器提供28V电源。
7.一种基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S710展开无人机平台子系统，在无人机机身上搭载电磁数据采集子系统并进行静态调试，使所述电磁数据采集子系统正常工作；
S720在飞控终端利用地面控制软件设定所述无人机平台的飞行任务，所述飞行任务包括飞行区域、飞行高度和航次飞行参数；
S730所述无人机机身到达目标区域，通过地面控制软件控制所述电磁数据采集子系统接收电磁数据，同时监控所述无人机机身飞行状态，形成飞行日志；
S740将所述飞行日志和所述电磁数据传输至数据分析处理子系统中进行分析处理，生成自由空间电磁频谱分布图；
S750利用所述自由空间电磁频谱分布图给出所述目标区域的电磁能量、频率分布图以及对应位置的经纬度和地形信息。
8.根据权利要求7所述的基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，其特征在于：所述步骤S710展开无人机平台子系统，在无人机机身上搭载电磁数据采集子系统并进行静态调试，使所述电磁数据采集子系统正常工作，具体包括以下步骤：
S810在所述无人机机身的底部安装探头天线，将所述探头天线与云台连接；
S820在底面上架设基准站，进行静态调试，使飞行控制单元正常工作。
9.根据权利要求8所述的基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，其特征在于：所述步骤S820的所述静态调试具体包括以下步骤：
S910利用定位系统和地面控制软件预先调试所述无人机机身抵达至目标区域；
S920通过地面控制软件控制所述无人机机身进行悬停和巡航飞行。
10.根据权利要求7所述的基于自由空间电磁波数据采集处理系统的方法，其特征在于：所述航次飞行参数包括测试路径、方位面角度值、俯仰面起始角度值、飞行角度范围值、航点数量和悬停时间。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310401200.7A CN116520033A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种自由空间电磁波数据采集处理系统及方法 |
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| CN202310401200.7A CN116520033A (zh) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 一种自由空间电磁波数据采集处理系统及方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116953356A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-10-27 | 南京纳特通信电子有限公司 | 地空一体三维空间无线电频谱监测方法及系统 |
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2023
- 2023-04-13 CN CN202310401200.7A patent/CN116520033A/zh active Pending
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| CN116953356A (zh) * | 2023-09-20 | 2023-10-27 | 南京纳特通信电子有限公司 | 地空一体三维空间无线电频谱监测方法及系统 |
| CN116953356B (zh) * | 2023-09-20 | 2023-12-26 | 南京纳特通信电子有限公司 | 地空一体三维空间无线电频谱监测方法及系统 |
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