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文檔簡介
1、無線電波傳播是現(xiàn)在社會信息傳輸?shù)囊环N主要方式,在諸如基站選址、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等工程應用中,電波傳播特性的分析具有重要的參考價值。復雜地理環(huán)境是影響電波傳播特性的主要因素之一,它的影響主要包括兩方面:一方面,地形起伏會導致電波的多徑傳播現(xiàn)象,由于地形的遮擋甚至出現(xiàn)傳播的陰影區(qū);另一面,隨著傳播路徑的不同,地表電磁參數(shù)的變化將會影響地表反射系數(shù),從而影響電波傳播特性,因此對復雜地理環(huán)境下的電波傳播展開研究具有十分重要的意義。
拋物方程(
2、Parabolic Equation,PE)模型本身考慮了電波傳播的繞射和折射效應,被廣泛地應用于對流層的電波傳播問題研究中,因此本文的研究圍繞著三維拋物方程的地理環(huán)境建模展開,研究了基于數(shù)字高程模型的地形網(wǎng)格剖分以及地表電磁環(huán)境建模。在此基礎(chǔ)上,仿真分析了地理環(huán)境下的電波傳播特性,本文的主要研究工作如下:
首先,通過研究了GeoTIFF格式的數(shù)字高程模型(DEM),實現(xiàn)了地形數(shù)據(jù)的讀取。同時考慮拋物方程的計算需要,研究了二維
3、以及三維的地形網(wǎng)格剖分技術(shù)。最后,將地形起伏信息引入拋物方程模型,分析了真實地形下的電波傳播特性。
其次,高分辨率的地理影像可以清楚地觀察到地表環(huán)境的分布情況,因此本文利用地理影像實現(xiàn)地表環(huán)境的分類。本文利用一種結(jié)合空間關(guān)系與顏色特征的圖像分割算法對地理影像進行區(qū)域分類。為了將地表環(huán)境信息引入到拋物方程模型,本文采用地理環(huán)境標記的方法對分類后的區(qū)域進行標記,實現(xiàn)了地表環(huán)境的分類。同時結(jié)合3DPE模型計算的需要,對地表環(huán)境進行了
4、網(wǎng)格剖分處理。最后,不同的地表環(huán)境采用不同的電磁參數(shù),實現(xiàn)了地表的電磁環(huán)境建模。
最后,本文利用DEM數(shù)據(jù)和地理影像建立了同時具備地表電磁環(huán)境信息和地形起伏信息的地理環(huán)境模型,利用3DPE模型分別預測了地表為單一環(huán)境、綜合地理環(huán)境以及PEC情況下的電波傳播特性,結(jié)果表明,不同的地表環(huán)境對電波傳播產(chǎn)生的影響不同,預測結(jié)果具有一定的差異。本文的方法為復雜地理環(huán)境下的電波傳播特性的研究提供了一種可行的方法,可以為實際工程應用提供參考
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