專利名稱：空間電磁環境移動式測定與分析的方法
技術領域：
本發明空間電磁環境移動式測定與分析的方法是將空間電磁場強的環境測量與空間定位系統及地理信息系統GIS集成在移動載體上，實現基于地理信息系統GIS的電磁環境數據的采集、管理、分析和以電子地圖顯示的一體化技術。屬環境信息處理領域。
背景技術：
電磁輻射的來源主要有兩種，一是自然界產生的電磁輻射，二是出電子產品使用過程中帶來的電磁輻射，如高壓送變電系統、電力機車、高頻感應爐、微波治療儀。廣播電視發射。移動通信發射等。自然界產生的電磁輻射構成了區域電磁環境的本底。地球在長期的地質演化過程中，其電磁環境也在不斷的變化，不同的地質時期具有不同的電磁環境，形成了適應不同時期的生物生存和進化的基本條件，而在最近的幾百萬年以來，地球的電磁環境則是最有利于人類生存和進化的電磁環境。但是，隨著人類社會的發展，技術的不斷進步，大量的電子產品生產和使用使地球電磁輻射環境產生了巨大的變化。根據國家環保總局電磁環境調查，電子產品產生的電磁輻射在有的地方，已經超過自然界本底值的幾千倍以上。
大量的調查研究發現，暴露在一定超強度的電磁輻射環境中的人易感疲勞、記憶力衰退、白細胞增加或降低、失眠、植物神經功能紊亂、內分泌失調、流產，甚至于還會導致癌癥等疾病，可見電磁輻射對人體的健康具有重要的影響，電磁輻射(或稱為電磁污染)正在成為一個人類健康生活的隱形‘殺手’。然而，由于電磁環境對人類影響的生物學與醫學的研究還缺乏系統性和機理性的研究，多強的電磁輻射對人體有什么樣的危害目前還不甚清楚。人們希望使用綠色電磁波，希望生活在綠色電磁環境之中。
眾所周知，高壓電線、電視臺、電子儀器、辦公自動化設備以及手機等電器處于“工作狀態時，都會產生的各種不同波長頻率的電磁波，這些電磁波可以穿透包括人體在內的多種物質，人體如果長期暴露在超過安全的輻射劑量下，人體細胞就會被大面積殺傷，專家指出生活和工作在高壓線、變電站、電臺、電視臺、雷達站、電磁波發射塔附近的人員；經常使用電氣、電子儀器、醫療設備、辦公自動化設備的人員；生活在現代電器自動化環境中的工作人員；佩戴心臟起搏器的患者；生活在以上環境里的孕婦、兒童、老人及病患者等要特別注意電磁輻射污染的環境指數。有證據表明電磁輻射是造成兒童患白血病的原因之一。長期處于高電磁輻射的環境中，會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變。電磁輻射過度還會影響人體的循環系統、免疫、生殖和代謝功能，嚴重的還會誘發癌癥，并加速人體的癌細胞增長。
今天，電磁輻射污染是繼廢水、廢氣、固廢、噪聲之后的又一個重要的環境指標，已引起世界各國及有關國際組織的普遍關注，正在為公眾所認識。電磁環境的測定已經成為當今環境質量評價的重要工作，但是過去的電磁環境測量主要是針對一些固定臺站和固定點位的測量，是針對電磁兼容性的測量。
常見的電磁環境測量方法主要分為面測和點測兩種。在近場測量時，以電視發射塔為中心，按方位相差36度，半徑為100、200、300、500、700、1000m的距離進行布點。在遠場測量時，則以人口重心進行布點。如要在城市內采用面測法測量，則按人口統計將市區劃分為若干個人口小區，在每個小區內選擇最具代表性的地點作為監測點。要進行全面、準確、動態地獲取區域電磁輻射環境數據，使用常規方法將花費大量的人力與物力。但是如果把測量儀器集成到移動載體上如車輛等，再集成地理空間定位儀，這樣比較容易實現了。
發明內容
(1)發明目的本發明目的是將頻譜分析儀、地理空間定位儀與地理信息系統GIS集成在移動載體上，實現空間電磁環境數據動態的測定、管理、分析，并以電子地圖方式顯示。實現空間電磁環境輻射污染快速的移動測量和監測。
(2)技術方案本發明移動式空間電磁環境測定與分析的方法，由全向天線、電磁場強儀、地理空間定位儀、電磁場強儀數據轉換插卡、空間電磁環境基礎數據存儲器、地理信息系統GIS和移動載體組成。全向天線、電磁場強、地理空間定位儀和地理信息系統GIS集成在移動載體上。由全向天線感應測點電磁場強對應的電信號，由電磁場強儀采集該測點的電磁場強數據，由電磁場強儀數據轉換插卡將電磁場強儀采集到的電磁場強數據進行數據轉換，經過數據接口將電磁場強數據傳輸到空間電磁環境基礎數據存儲器中存儲；由地理空間定位儀采集該點的地理坐標數據，經過數據接口將地理定位數據傳輸到空間電磁環境基礎數據存儲器中存儲；由電磁場強數據、空間定位數據以及測定時間等數據構成地理空間上的電磁環境的基礎數據，送入地理信息系統GIS進行處理、分析、管理，并以電子地圖方式進行顯示。
(3)技術效果雖然人們的環保意識在不斷加強，對電磁輻射的危害性也已經有所認識，很想知道自己周圍的電磁輻射的狀況，但由于電磁環境看不見，人們沒有感性認識。原有的空間電磁環境測量只有距離電磁發射源位置的電磁測量，因此得不到基于空間電磁分布的數據。通過移動式空間電磁環境的測定，尤其在GIS的支持下實現空間電磁環境分布情況的分析、查詢功能，特別是利用采集的數據形成不同頻點段區域的電磁場強等值線圖，三維分布圖，讓人們很方便、很快地了解身邊的電磁環境質量，以便合理安排電子設備的使用，盡可能地降低電磁環境輻射污染，繼而提高人們居住的環境質量，盡量減少由電磁環境輻射污染的所造成的損失。
四
圖1空間電磁環境移動式測定與分析的方法的系統原理框圖。
圖2空間電磁環境移動式測定與分析車輛單元的原理框圖。
五、具體實施方法本發明空間電磁環境移動式測定與分析的方法，其主要由安裝在移動載體上(如車輛)的電磁場強儀、空間定位儀、地理信息系統等組成。主要過程是空間位置上某測點的電磁場強，由電磁場強儀測量數據，結合通過空間定位系統GPS得到的位置坐標數據，按空間電磁環境基礎數據格式，存入空間電磁環境存儲器中。表1為基于GIS的空間電磁環境分布的基礎數據單元報表。
表1
本實例中的存儲器使用的是計算機的硬盤，電磁場強儀采用頻譜分析儀，空間定位儀采用全球定位儀GPS。在地理信息系統GIS的支持下，進行空間電磁環境輻射污染分布的處理和管理，并以電子地圖方式顯示。
下面結合實施例詳細說明以全向天線U1與頻譜分析儀U2(E4407B)相連，構成電磁場強的檢測部分。頻譜分析儀的輸出輸入接回是GPIB接口，采用GPIB到計算機的PCI轉換插卡U4(82350A)，插卡置于計算機的PCI插槽中。經空間GPS定位儀U3(M20)得到相應的空間點的位置坐標X、Y數據，并以RS232接口方式與計算機相連。將由頻譜分析儀檢測得到的電磁場強數據和由空間GPS定位儀采集的空坐標數據，構成空間電磁環境基礎數據單元，存入計算機的硬盤U5中，其數據格式如表1所示。之后再將計算機硬盤U5中的所有空間點電磁場強環境的數據，輸送到GIS服務器U6中，進行處和管理，并以電子地圖方式顯示。以上所有單元安裝在汽車U7中。
其工作原理過程是在空間某測點位置上，在全向天線U1上感應產生電磁信號，此信號送入頻譜分析儀U2快速檢測處理，得到30Hz-26GHz的范圍內各頻點段電磁場強值，經空間定位儀GPS得到此點空間地理坐標X、Y值，兩者構成空間電磁環境輻射污染的基礎數據單元的主要內容如表1所示。由頻譜分析儀U2(E4407B)檢測得到的各頻點、段電磁場強數據，經GPIB-PCI插卡輸入計算機存入硬盤。由空間定位儀得到的此空間某測點的坐標數據X、Y經RS-232接口輸入計算機。由頻譜分析儀和空間定位儀得到的空間電磁環境輻射污染的基礎數據存入計算機的硬盤中。借助于地理信息系統GIS的分析綜合處理，建立空間電磁環境輻射污染的信息系統。并以電子地圖顯示查詢。
權利要求
1.一種空間電磁環境移動式測定與分析方法，由全向天線(U1)、電磁場強儀(U2)、地理空間定位儀(U3)、電磁場強儀數據轉換插卡(U4)、空間電磁環境基礎數據存儲器(U5)、地理信息系統GIS(U6)、移動載體(U7)組成，其特征在于安裝在移動載體(U7)上的全向天線(U1)感應測點電磁場強對應的電信號，由電磁場強儀(U2)采集該測點各頻點的電磁場強數據，由地理空間定位儀(U3)采集該點的地理坐標數據，構成地理空間上的電磁環境的基礎數據單元，通過電磁場強儀數據轉換卡(U4)轉換，存入空間電磁環境基礎數據存儲器(U5)中，由地理信息系統GIS(U6)分析和管理，并以電子地圖方式顯示。
2.根據權利要求1所述，其特征在于空間電磁環境基礎數據單元格式為測點序號ID，地理坐標X、Y，時間值為年、月、日、時、分、秒，各頻點場強屬性值。
全文摘要
空間電磁環境移動式測定與分析的方法是一種將全向天線、電磁場強儀(頻譜分析)、地理空間定位儀、電磁場強儀數據轉換插卡、空間電磁環境基礎數據存儲器、地理信息系統GIS集成在移動載體如車輛上，實現空間電磁環境移動式測定與分析，將空間電磁環境測量分析與地理空間定位技術相結合，動態采集電磁環境輻射空間環境的基本數據，并進行地理信息系統GIS處理，以電子地圖方式顯示，該技術方便對空間電磁環境的測量、分析、處理與管理，以及電磁環境數據的使用如查詢、顯示。
文檔編號G01R33/02GK1556418SQ20041001386
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月12日 優先權日2004年1月12日
發明者閭國年, 葉春, 孫如江 申請人:南京師范大學