CN1556418A - 空间电磁环境移动式测定与分析的方法 - Google Patents

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闾国年
叶春
孙如江
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Nanjing Normal University
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Nanjing Normal University
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Abstract

空间电磁环境移动式测定与分析的方法是一种将全向天线、电磁场强仪(频谱分析)、地理空间定位仪、电磁场强仪数据转换插卡、空间电磁环境基础数据存储器、地理信息系统GIS集成在移动载体如车辆上，实现空间电磁环境移动式测定与分析，将空间电磁环境测量分析与地理空间定位技术相结合，动态采集电磁环境辐射空间环境的基本数据，并进行地理信息系统GIS处理，以电子地图方式显示，该技术方便对空间电磁环境的测量、分析、处理与管理，以及电磁环境数据的使用如查询、显示。

Description

空间电磁环境移动式测定与分析的方法
一、技术领域
本发明空间电磁环境移动式测定与分析的方法是将空间电磁场强的环境测量与空间定位系统及地理信息系统GIS集成在移动载体上，实现基于地理信息系统GIS的电磁环境数据的采集、管理、分析和以电子地图显示的一体化技术。属环境信息处理领域。
二、背景技术
电磁辐射的来源主要有两种，一是自然界产生的电磁辐射，二是出电子产品使用过程中带来的电磁辐射，如高压送变电系统、电力机车、高频感应炉、微波治疗仪。广播电视发射。移动通信发射等。自然界产生的电磁辐射构成了区域电磁环境的本底。地球在长期的地质演化过程中，其电磁环境也在不断的变化，不同的地质时期具有不同的电磁环境，形成了适应不同时期的生物生存和进化的基本条件，而在最近的几百万年以来，地球的电磁环境则是最有利于人类生存和进化的电磁环境。但是，随着人类社会的发展，技术的不断进步，大量的电子产品生产和使用使地球电磁辐射环境产生了巨大的变化。根据国家环保总局电磁环境调查，电子产品产生的电磁辐射在有的地方，已经超过自然界本底值的几千倍以上。
大量的调查研究发现，暴露在一定超强度的电磁辐射环境中的人易感疲劳、记忆力衰退、白细胞增加或降低、失眠、植物神经功能紊乱、内分泌失调、流产，甚至于还会导致癌症等疾病，可见电磁辐射对人体的健康具有重要的影响，电磁辐射(或称为电磁污染)正在成为一个人类健康生活的隐形‘杀手’。然而，由于电磁环境对人类影响的生物学与医学的研究还缺乏系统性和机理性的研究，多强的电磁辐射对人体有什么样的危害目前还不甚清楚。人们希望使用绿色电磁波，希望生活在绿色电磁环境之中。
众所周知，高压电线、电视台、电子仪器、办公自动化设备以及手机等电器处于“工作状态时，都会产生的各种不同波长频率的电磁波，这些电磁波可以穿透包括人体在内的多种物质，人体如果长期暴露在超过安全的辐射剂量下，人体细胞就会被大面积杀伤，专家指出：生活和工作在高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔附近的人员；经常使用电气、电子仪器、医疗设备、办公自动化设备的人员；生活在现代电器自动化环境中的工作人员；佩戴心脏起搏器的患者；生活在以上环境里的孕妇、儿童、老人及病患者等要特别注意电磁辐射污染的环境指数。有证据表明电磁辐射是造成儿童患白血病的原因之一。长期处于高电磁辐射的环境中，会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变。电磁辐射过度还会影响人体的循环系统、免疫、生殖和代谢功能，严重的还会诱发癌症，并加速人体的癌细胞增长。
今天，电磁辐射污染是继废水、废气、固废、噪声之后的又一个重要的环境指标，已引起世界各国及有关国际组织的普遍关注，正在为公众所认识。电磁环境的测定已经成为当今环境质量评价的重要工作，但是过去的电磁环境测量主要是针对一些固定台站和固定点位的测量，是针对电磁兼容性的测量。
常见的电磁环境测量方法主要分为面测和点测两种。在近场测量时，以电视发射塔为中心，按方位相差36度，半径为100、200、300、500、700、1000m的距离进行布点。在远场测量时，则以人口重心进行布点。如要在城市内采用面测法测量，则按人口统计将市区划分为若干个人口小区，在每个小区内选择最具代表性的地点作为监测点。要进行全面、准确、动态地获取区域电磁辐射环境数据，使用常规方法将花费大量的人力与物力。但是如果把测量仪器集成到移动载体上如车辆等，再集成地理空间定位仪，这样比较容易实现了。
三、发明内容
(1)发明目的
本发明目的是将频谱分析仪、地理空间定位仪与地理信息系统GIS集成在移动载体上，实现空间电磁环境数据动态的测定、管理、分析，并以电子地图方式显示。实现空间电磁环境辐射污染快速的移动测量和监测。
(2)技术方案
本发明移动式空间电磁环境测定与分析的方法，由全向天线、电磁场强仪、地理空间定位仪、电磁场强仪数据转换插卡、空间电磁环境基础数据存储器、地理信息系统GIS和移动载体组成。全向天线、电磁场强、地理空间定位仪和地理信息系统GIS集成在移动载体上。由全向天线感应测点电磁场强对应的电信号，由电磁场强仪采集该测点的电磁场强数据，由电磁场强仪数据转换插卡将电磁场强仪采集到的电磁场强数据进行数据转换，经过数据接口将电磁场强数据传输到空间电磁环境基础数据存储器中存储；由地理空间定位仪采集该点的地理坐标数据，经过数据接口将地理定位数据传输到空间电磁环境基础数据存储器中存储；由电磁场强数据、空间定位数据以及测定时间等数据构成地理空间上的电磁环境的基础数据，送入地理信息系统GIS进行处理、分析、管理，并以电子地图方式进行显示。
(3)技术效果
虽然人们的环保意识在不断加强，对电磁辐射的危害性也已经有所认识，很想知道自己周围的电磁辐射的状况，但由于电磁环境看不见，人们没有感性认识。原有的空间电磁环境测量只有距离电磁发射源位置的电磁测量，因此得不到基于空间电磁分布的数据。通过移动式空间电磁环境的测定，尤其在GIS的支持下实现空间电磁环境分布情况的分析、查询功能，特别是利用采集的数据形成不同频点段区域的电磁场强等值线图，三维分布图，让人们很方便、很快地了解身边的电磁环境质量，以便合理安排电子设备的使用，尽可能地降低电磁环境辐射污染，继而提高人们居住的环境质量，尽量减少由电磁环境辐射污染的所造成的损失。
四、附图说明
图1空间电磁环境移动式测定与分析的方法的系统原理框图。
图2空间电磁环境移动式测定与分析车辆单元的原理框图。
五、具体实施方法
本发明空间电磁环境移动式测定与分析的方法，其主要由安装在移动载体上(如车辆)的电磁场强仪、空间定位仪、地理信息系统等组成。主要过程是空间位置上某测点的电磁场强，由电磁场强仪测量数据，结合通过空间定位系统GPS得到的位置坐标数据，按空间电磁环境基础数据格式，存入空间电磁环境存储器中。表1为基于GIS的空间电磁环境分布的基础数据单元报表。
         表1
测点序号ID
空间点的测量时间(年)
空间点的测量时间(月)
空间点的测量时间(日)
空间点的测量时间(时)
空间点的测量时间(分)
空间点的测量时间(秒)
空间点的X坐标轴
空间点的Y坐标轴
空间点频率f1场强属性值
空间点频率f2场强属性值
空间点频率fn场强属性值
空间点其它电磁环境的属性值
本实例中的存储器使用的是计算机的硬盘，电磁场强仪采用频谱分析仪，空间定位仪采用全球定位仪GPS。在地理信息系统GIS的支持下，进行空间电磁环境辐射污染分布的处理和管理，并以电子地图方式显示。
下面结合实施例详细说明
以全向天线U1与频谱分析仪U2(E4407B)相连，构成电磁场强的检测部分。频谱分析仪的输出输入接回是GPIB接口，采用GPIB到计算机的PCI转换插卡U4(82350A)，插卡置于计算机的PCI插槽中。经空间GPS定位仪U3(M20)得到相应的空间点的位置坐标X、Y数据，并以RS232接口方式与计算机相连。将由频谱分析仪检测得到的电磁场强数据和由空间GPS定位仪采集的空坐标数据，构成空间电磁环境基础数据单元，存入计算机的硬盘U5中，其数据格式如表1所示。之后再将计算机硬盘U5中的所有空间点电磁场强环境的数据，输送到GIS服务器U6中，进行处和管理，并以电子地图方式显示。以上所有单元安装在汽车U7中。
其工作原理过程是在空间某测点位置上，在全向天线U1上感应产生电磁信号，此信号送入频谱分析仪U2快速检测处理，得到30Hz-26GHz的范围内各频点段电磁场强值，经空间定位仪GPS得到此点空间地理坐标X、Y值，两者构成空间电磁环境辐射污染的基础数据单元的主要内容如表1所示。由频谱分析仪U2(E4407B)检测得到的各频点、段电磁场强数据，经GPIB-PCI插卡输入计算机存入硬盘。由空间定位仪得到的此空间某测点的坐标数据X、Y经RS-232接口输入计算机。由频谱分析仪和空间定位仪得到的空间电磁环境辐射污染的基础数据存入计算机的硬盘中。借助于地理信息系统GIS的分析综合处理，建立空间电磁环境辐射污染的信息系统。并以电子地图显示查询。

Claims (2)

1.一种空间电磁环境移动式测定与分析方法，由全向天线(U1)、电磁场强仪(U2)、地理空间定位仪(U3)、电磁场强仪数据转换插卡(U4)、空间电磁环境基础数据存储器(U5)、地理信息系统GIS(U6)、移动载体(U7)组成，其特征在于安装在移动载体(U7)上的全向天线(U1)感应测点电磁场强对应的电信号，由电磁场强仪(U2)采集该测点各频点的电磁场强数据，由地理空间定位仪(U3)采集该点的地理坐标数据，构成地理空间上的电磁环境的基础数据单元，通过电磁场强仪数据转换卡(U4)转换，存入空间电磁环境基础数据存储器(U5)中，由地理信息系统GIS(U6)分析和管理，并以电子地图方式显示。
2.根据权利要求1所述，其特征在于空间电磁环境基础数据单元格式为测点序号ID，地理坐标X、Y，时间值为年、月、日、时、分、秒，各频点场强属性值。
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