区域化覆盖范文

区域化覆盖范文（精选9篇）

区域化覆盖 第1篇

IEEE 802.11规范系列中已包含了无线局域网 (WLAN) 技术的定义。这些规范系列中, 其中比较普遍应用的是以下四种规范:802.11a标准、802.11b标准、802.11标准、还有802.11g标准。这些标准的共同点是:采用CSMA/CA技术 (以太网协议和载波监听多路访问/冲突避免技术) 来达到共享同一的信道。

⑴802.11-是无线局域网的原始的起初标准, 所使用的频段在2.4 GHz, 主要解决用户跟终端的问题, 传输速率最高可达到2 Mbps;可支持FHSS技术, 同时也支持DSSS技术。

⑵802.11a-这个标准是802.11原始标准的扩展, 工作在5GHz的频带, 最高的传输速率可达到54 Mbps。802.11a支持正交频分复用 (OFDM) 编码方式, 而不支持FHSS或DSSS。802.11a可接入一些设备如集线器中, 所采用的是无线ATM系统;这个标准也支持OFDM编码方式。

⑶802.11b-这个标准也是802.11原始标准的扩展, 其载波的频率也是2.4 GHz, 而它的传输速度为11 Mb/s。这个标准是最著名, 也是普及性最广泛的标准。这个标准只支持DSSS。

⑷802.11g-这个标准是为了支持更高的速率而制定的标准, 支持短距离无线传输, 它采用2.4 GHz频段, 使用CCK技术, 采用OFDM编码方式, 它所提供的带宽是802.11a的1.5倍。传输速率可高达54 Mb/s。

因为802.11g追求高的网络速率, 现在大部分的Wi-Fi采用这个技术, 支持短距离无线传输, 它采用2.4 GHz频段, 使用CCK技术, 采用OFDM编码方式, 它所提供的带宽是802.11a的1.5倍。传输速率可高达54 Mb/s。三个不重复信道可以同时使用, 1、6、11信道通常使用。

802.11g协议最高带宽为54M, 其中包括编码、加密以及其他无线信道的开销, 实际的有效带宽约为25M, 并且随着用户数的增加, 信号冲突增加, 实际能够使用的带宽将更低, 具体的用户数和平均每用户带宽对照如下:

笔者以WLAN协议规范及技术理论为基础, 结合WLAN网络实际工程建设及运营维护工作案例, 探讨多用户区域的WLAN覆盖方案

1 会议室、展厅场景的信号覆盖

会议室、展览馆等场景是多用户、高并发的典型场景之一, 在会议或者举办活动期间, 众多的用户同时有接入WLAN网络的需求, 给WLAN网络带来的很大挑战。

要提供足够的容量, 必须增加AP数量, 而增加AP数量又必然会增大相互间的干扰, 因此要提供足够的容量, 必须严格控制好干扰问题。降低AP的发射功率, 尽量减少覆盖重叠区域, 同时可以考虑使用802.11a进行覆盖, 充分利用5.8GHz频率。

2 高校宿舍区的信号覆盖

在高校宿舍, 用户众多, 且由于学生作息时间的一致性, 并发率也极高, 给网络容量带来了很大挑战。以高校宿舍为例, 研究对于该种场景的覆盖方式

室内场所的WLAN覆盖, 一般有以下三种方式:

2.1 采用室内分布方式覆盖

现在城市的高楼越来越密集, 尤其这些较大的城市, 楼与楼之间的距离更加紧密, 而且结构复杂, 从而给信号接收造成了比较严峻的环境, 因此我们必须采用室内分布系统进行敷设。通常我们在进行设计时, 室内分布系统都会采用在天花板上方进行布放天馈系统设备元件, 这就需要我们的业主方首先要预留好检修孔, 而一些主要的设备:像发送信号的设备, 我们通常一般放置在弱电井/弱点间, 同时也要布防好相关线缆及电源设备。

2.2 直接在室内安装AP设备进行全方位的覆盖

在公共场合面积比较大的地方:如教室楼, 图书馆等有线资源满足的公共场所, 通过安装交换机设备、布放五类线线, 同时要把AP安装在覆盖相对集中的地方, 一般原则是:网线及AP要安装在天花板上方, 光缆走线槽要敷设到设备间。

2.3 通过在室外安装AP以便覆盖到室内

一些地方, 室内是不能布放线缆, 或者布放线缆相对成本比较高, 尤其那些装修比较豪华, 对于这些地方, 又要求需要敷设到信号, 我们通常采用在附近的室外安装AP以达到覆盖到室内的方式。具体方法是:在对面楼顶或者紧邻的墙壁选取合适地方进行安装AP, 同时配套线缆, 并对这些天线的方位角进行调整, 已达到设计要求的效果。我们也可以在附近的路灯杆上安装AP设备, 以达到设计要求的覆盖效果。或者在碰到相对环境复杂, 工程难度大的地方, 我们采用在寻找合适的地方进行安装多的AP, 采用MESH技术回传, 减小了工程难度, 以达到敷设的要求效果。

学生宿舍结构一般为中间走廊, 两边房间, 房间进门侧为卫生间, 墙体对信号的衰减较大。采用直接布放AP的方式难以对室内形成良好的覆盖, 而学生宿舍一般用户数量众多, 并发率高, 采用室外AP覆盖的方式又难以满足容量需求, 故一般采用的是室内分布的方式。

对于该种结构, 采用室内分布方式, 在走廊布放天馈系统, 将天线布放到门口的方式能较好地对宿舍内大部分区域形成良好覆盖, 但考虑到墙体的隔断, 天线口功率必须设计得足够强, 在走廊形成RSSI约-40d Bm的信号覆盖, 才能在房间达到-60~-70d Bm的信号强度。这样的覆盖带来了一个问题, 由于走廊的街道效应, 以及上下楼层穿透楼板的信号, 在走廊能搜索到多个高强度的AP信号, 干扰比较严重。同样强度的信号, 在有干扰和无干扰的情况下, 提供的有效带宽存在较大差别。

对于在高校宿舍遇到的问题, 主要从两方面进行解决:

⑴合理进行频道规划。1、6、11三个信道是互不重叠的, 在同一区域内三个信道的AP和用户不会互相干扰, 因此使用合理的频道规划, 杜绝在同一区域使用相同信道, 可以在很大程度上解决干扰问题。

同一楼层使用最多不超过三个AP, 设置成三个不同的信道, 并同时考虑上下楼层的信道设置, 垂直方向同一区域的AP也设置成不同信道, 避免因楼板对信号衰减不够引起上下层设备之间的干扰。

⑵严格控制功率。在保证用户接入效果的基础上, 最大程度的降低发射功率, 减少设备间的干扰。

首先了解信号强度、信噪比以及用户带宽之间的关系

在工程实施之前, 应详细了解现场的无线环境, 由于干扰的存在, 实际带宽达不到信号强度对应的理论带宽。

例如某高校学生宿舍, 测得干扰信号为-76d Bm, 考虑给用户24M带宽, 则需要保证宿舍内信号强度在-65d Bm以上。按照该要求设置信源输出功率, 可以在一定程度上减少干扰。

一般高校宿舍每层楼25个宿舍, 每个宿舍以平均4个人计算, 每层有100个学生, 以70%笔记本电脑普及率计算, 有70个用户, 每层楼布放3个AP, 平均每个AP负责接入23个用户。对于一般学校, 采用在走廊布放室内分布系统的方式能基本解决覆盖和容量问题, 但对于个别学生笔记本普及率较高, 无线上网需求高的校园, 这种覆盖方式不能较好的解决所有学生的上网问题。

如每层楼有100个学生, 均持有笔记本, 在下课后、晚间休息时段同时具有上网需求, 以每台AP保证20个用户有效接入计算, 需要5台AP对该楼层进行覆盖, 如果简单采用在走廊安装5台AP的方式, 势必会产生很大的干扰。

这个时候需要用到特殊的覆盖方式, 将室内分布天线布放到宿舍内部:

由于天线布放到宿舍内部, 不必考虑墙体损耗, 天线口功率可以设置得足够低, 这样就在很大程度上减少得互相干扰。

摘要：通过对无线局域网 (WLAN) 协议、信道等理论的介绍以及几个常见案例分析, 研究提出多用户区域WLAN网络的建设、设置方案建议, 从而对近年来应用大量增长的趋势下的WLAN网络建设优化提供参考。

关键词：WLAN,用户数,带宽

参考文献

区域化覆盖 第2篇

作 者：项军华 张育林 XIANG Jun-hua ZHANG Yu-lin 作者单位：项军华,XIANG Jun-hua(国防科技大学,航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073)

张育林,ZHANG Yu-lin(清华大学,宇航技术研究中心,北京,100084)

长安公务用车将实现“全区域覆盖” 第3篇

10月，本刊记者采访长安汽车，真实地了解长安汽车在政府采购市场的发展情况以及他们对待这一市场的态度。长安汽车新闻发言人江爱群说：“10月，长安汽车刚交付了2013年北京公务车市场上的第一大单——北京市海淀区财政局采购了209辆长安睿骋汽车。目前除新疆、西藏等省市外，几乎所有区域都有长安公务车销售。”

《汽车纵横》：今年以来，长安汽车自主品牌睿骋、逸动等车型，在政府采购领域表现如何？

江爱群：长安汽车非常重视在公务用车领域的拓展和发展，也成立了专门团队去角逐公务用车市场，并取得了一定的突破。在公务车采购领域，1月～9月，长安睿骋销售量为1650余台，长安逸动、cs35、悦翔系列共计销售了1430余台。

尤其是在今年，经过前期大量的拜访、沟通、关怀，最终与北京市海淀区财政局签定了209辆睿骋定单，其行业影响力、示范效应巨大。目前除新疆、西藏等省市外，几乎所有区域都有长安公务车销售。

《汽车纵横》：在政府采购细分市场，长安汽车有何战略规划？

江爱群：首先，是完善的产品规划。我们目前在售的睿骋、逸动、CS35等产品，都适合在公务用车领域进行推广和销售。未来，我们还将上市D101、CS75等中大型产品，产品谱系进一步完善。

其次，是提高针对中国市场特性的技术性能。我们针对公务车市场的特殊性，创造性的研发和采用一些新技术，提升产品性能和品质。比如我们今年在上海车展发布的“后排乘客前安全气囊”技术，为全球首创，有效保护了后排乘客安全。

第三，是提供针对性的营销和服务。我们成立了专业的公务车市场推广团队，培训、指导、协助服务中心进行政府采购销售；组织服务中心加大走访与产品品鉴的力度；关注中央级及重点政府采购单位的推广、举行大型专场品鉴会，提升知名度。在服务上，我们专门为睿骋客户开通售后服务“绿色通道”，享受尊贵优质的服务。

《汽车纵横》：请问，政府公车采购倾向自主品牌，对长安汽车布局公车市场有何影响？

江爱群：首先，政府采购中国品牌汽车是理所应当的，也是必须的。从全球来看，国家领导人乘坐本国汽车产品已经成为国际惯例，政府采购对中国品牌发展具有极强的示范作用，还会增强消费者消费中国品牌的信心，促进本国汽车工业的发展。比如日本和韩国民族汽车工业的崛起，政府的支持和引导起到了至关重要的作用。

其次，社会舆论在中国品牌发展过程中发挥着重要作用。品牌传播中很重要的一条是口碑传播，媒体要做好舆论引导，传递正能量，为中国品牌发展创造良好的社会舆论环境，使社会各界都能支持中国品牌、关爱中国品牌、消费中国品牌，共同做大做强民族汽车工业。

《汽车纵横》：目前看来，利好政策的影响，似乎并没有人们想象的那么好。是哪些因素影响了自主品牌在公车市场的快速发展？

江爱群：首先，这种情况也是在意料之中。品牌成长的规律表明，品牌提升是一个循序渐进的过程，同样，政府对中国品牌的认知与接受也需要一个过程。

其次，作为政府来讲，公务用车采购也是一个有计划、有预算、有审核的过程，不可能出现很火爆的场面。

政府办公区域无线网络覆盖的设计 第4篇

随着智能手机、平板电脑等移动智能设备迅速普及使用,移动智能终端逐渐成为了人们不可或缺的工具,如今很多公务员更倾向于使用智能设备,快速便捷开展工作,这使得移动办公业务趋势进一步发展。这一趋势也推动越来越多的政府机关开始允许公务员使用智能设备访问政府内部应用,并在政府办公领域支持BYOD策略。

2网络现状分析及建设需求

本次区政府无线覆盖网络项目,是政府主体网络(即电子政务外网)和无线。电子政务外网作为政府办公人员对外提供办公业务的网络,原有的电子政务外网的办公人员接入基本是PC终端通过有线的接入方式,实现业务办公,随着移动终端的普及,公务员使用的智能终端越来越多,移动政务将是公务员现在及将来的迫切需求。

本次新建的无线网络需要实现以下功能:

1)新建一套无线网络,对区政府办公大楼及社管中心、便民服务中心,实现无线满覆盖,保证员工在单位能够随时随地通过移动终端接入到无线网络中,实现无线上网。

2)新建的无线网络不仅和internet互通,还需和区电子政务外网互通,使得单位员工既可以访问外网也可以访问电子政务外网进行办公。

3)对新建的无线网络提供安全防护措施,包括访问电子政务网的安全防护,以及无线终端用户的接入安全、接入认证,对终端接入设备的识别,无线网络访问的行为审计。

4)无线覆盖需根据实际场景工勘,确定不同场景不同的无线覆盖解决方案,并使得员工能够在不同的无线覆盖区域之间漫游[1]。

3区政府无线网方案设计

区政府无线网主要承载政府办公大楼公务员对外Internet服务的畅游,办公人员对电子政务外网办公等服务,为了提升政府的服务质量,我们需要为政府办公大楼提供一套稳定可靠的无线服务网络。同时,由于无线及对外服务的不安全性,导致很多终端容易被一些病毒攻击,需要考虑在网络中部署安全设备,实现安全过滤,保证单位员工通过在政府内部对外实现Internet接入的安全性。本次在电子政务外网的网络中部署无线网络,实现办公大楼及政府主要区域无线满覆盖,保证政府单位员工无时无刻都可以接入网络,享受网络畅游服务和电子政务外网办公。同时,实现网络统一管理,统一服务、统一认证。

3.1无线网核心层设计

核心交换机作为整个无线网络的心脏,网络的的数据报文集中转发处理设备,承载着整个无线网络的服务交互,因此,对于核心交换机的处理性能,可靠性及稳定性需要得到保障,保证无线网核心故障能够不影响网络的使用。核心交换机不仅是无线网转发的业务核心,还承担着无线认证请求的发送,移动终端的认证请求由核心交换机发送到IMC认证服务器上,所以核心交换机必须支持三层路由和PORTAL功能。

本次核心交换机配置了24个千兆光口,供下联到每个接入层交换机互联。配置8个千兆光电复用口供无线控制器及出口防火墙的互联。

3.2无线网接入层设计

无线网的接入交换机主要的接入终端为AP设备,根据AP分布的点位不一,本次无线网的AP接入层交换机采用百兆24口的接入交换机。可供AP接入的端口有24个,两个千兆光口可通过光纤与核心交换机互联。

考虑到本次存在无线AP的接入供电,接入交换机支持标准的POE供电功能。接入交换机作为终端用户的接入源头,必须具备安全防御功能,接入层交换机支持特有的ARP入侵检测功能,可有效防止黑客或攻击者通过ARP报文实施日趋盛行的“ARP欺骗攻击”,对不符合DHCP Snooping动态绑定表或手工配置的静态绑定表的非法ARP欺骗报文直接丢弃[2]。同时支持IP Source Check特性,防止包括MAC欺骗、IP欺骗、MAC/IP欺骗在内的非法地址仿冒,以及大流量地址仿冒带来的Do S攻击。另外,利用DHCP Snooping的信任端口特性还可以有效杜绝私设DHCP服务器,保证DHCP环境的真实性和一致性。此外还有强大硬件ACL能力,能深度识别报文,支持L2~L4包过滤功能,提供基于源MAC地址、目的MAC地址、源IP地址、目的IP地址、IP协议类型、TCP/UDP端口、TCP/UDP端口范围、VLAN、VLAN范围等定义ACL,以便交换机进行后续的处理。并且支持基于端口、VLAN、全局定义和下发ACL策略。

无线覆盖区域及覆盖方式

本次区政府无线无线网络覆盖主要归结为两大区域覆盖,分别是:政府办公大楼区域以及便民服务中心室内。

办公大楼区域

对于政府办公大楼区域,考虑到无线部署的部署方式及美观,天花板材料,无线衰减较大、根据实际环境,为了施工简洁、无线的美化,建议部署室外AP,通过室外大功率AP对办公大楼进行无线信号覆盖,室外AP根据实际的工勘为准,针对不同的场景部署定向或者全向天线,保证无线覆盖效果。由于建筑物的风格差异化,采用室外AP对办公大楼等进行无线覆盖时,难免存在部分区域办公室有无线盲点区和死角区,针对这些盲点和死角区域办公室,再根据情形安装适量室内AP。

便民服务中心

对于便民服务中心,整栋大楼的覆盖,宜全部采用室内AP进行覆盖,根据楼层及每层人员数量配置相应数量AP。汇聚交换机宜放置在地下一层机房,分别在2楼及7楼每层放置2台POE交换机,接入每楼层AP。

本次区政府无线部署采用Fit AP的架构,由无线控制器统一管理终端所有AP,在核心交换机上旁挂一台无线控制器设备,无线控制器插卡默认支持64个AP的管理,最大可管理256个AP。所有的无线AP均是由无线控制器统一管理,统一配置,统一转发,建设网络管理人员对无线AP的维护工作量,同时,无线控制器也可以实现1+1和N+1的备份。

无线AP供电方式

在AP的实际部署中,一般AP是放在天花板内,很难实现本地去电,本次AP的供电采用POE供电的方式,通过网线对AP进行供电,在接入层交换机全部采用POE交换机。

通过POE供电可以实现终端用户的供电管理,包括供电功率的调节和关闭等等,灵活应用。

无线漫游设计

WLAN的用户存在一个天生的特点就是移动,当用户移动时,要求网络在保证安排的前提下不间断的向用户提供服务。

在FAT AP情况下,用户漫游后的VLAN信息发生变化,由于用户IP地址维持不变(IP地址如果变化则所有上层业务都会中断),导致用户无法上网,连接中断。只有重新获取地址,并再次认证才能访问网络。在AP大规模部署时,FAT AP以及FIT AP本地转发都无法实现三层漫游的功能。只有在FIT AP集中转发下,借助CAPWAP隧道协议,通过集中转发AC设备的特殊处理,使用户跨VLAN漫游时,保持业务不中断。

不同AC下AP之间的快速漫游:

不同AC下AP间漫游,采用IACTP技术实现。Inter Access Controller Tunneling Protocol(IACTP)是H3C自主创新的协议,它提供了无线控制器(AC)间的一种通用的封装和传输机制。IACTP使用标准TCP办公人员端/服务器模型。

IACTP引入了漫游域的概念,漫游域是一个AC的集合,它定义了无线用户可进行快速漫游的AC集。

IACTP提供控制通道用于快速漫游时AC间共享/交换信息,同时也提供了数据通道用于对数据报文进行AC间的传输。

本次政府无线采用Fit AP的组网架构,可以实现二三层漫游,保证用户在不同无线区域之间的无缝漫游切换,感受非凡的无线网络体验。用户在办公大楼房间内可以通过面板AP的无线接入网络,出了办公大楼可以漫游到室外AP的无线区域,到会议室可以漫游到其对应会议室的无线,最终实现政府满覆盖,住户走到政府的哪里都可以使用无线网络,实现移动办公,移动漫游,为政府用户带来非凡的服务感受。

智能负载分担

本次配置的AP均支持按接入用户数量和流量的复杂均衡方式,当无线控制器发现无线接入设备的负载超过设定的门限值以后,对于新接入的用户无线控制器会自动计算此用户周围是否还有负载较轻的无线接入设备可供用户接入,如果有则会拒绝用户的关联请求,用户会转而接入其他负载较轻的无线接入设备,但如果无线用户不在重叠覆盖区内,传统的负载均衡方式往往会导致连接不上网络,造成误均衡。H3C公司创新性的支持智能负载均衡技术,保证只对处于覆盖重叠区的无线用户才启动负载均衡功能,有效的避免误均衡的出现,从而最大限度的提高了无线网络容量。

无线接入认证设计

用户接入认证实现了对接入用户的身份认证,为网络服务提供了安全保护。本次的认证方式采用portal基于web页面的认证方式,单位员工通过PC或者移动终端连上无线以后,无论访问电子政务外网的应用还是浏览internet,均会强制弹出认证页面,要求输入用户名及密码进行认证。对于一个终端用户,有多个移动终端,如智能手机、PAD、PC等都需接入,可以根据设备的接入数,调整该用户的账号在线用户数。保证一个员工多个终端设备一个账号的接入,使得整个单位的员工对应一个账号,实现事后可查。

本次在电子政务外网的IMC平台上,扩容增加EIA用户接入认证组件,配置了1000用户的授权许可,实现对无线网终端用户的安全接入认证。

无线终端设备识别

本次在电子政务外网的IMC网络管理平台上,扩容增加了500个并发用户无线接入终端的识别,EIP组件支持通过客户端、DHCP、HTTP、MAC地址等技术准确识别接入网络的终端厂商、终端类型和操作系统信息;支持根据终端接入区域、接入时间段、终端IP地址、终端MAC地址、终端厂商、终端操作系统和终端类型等对网络接入终端授予不同的访问权限;定制注册页面的属性,包括是否显示、是否作为必填项、配置缺省值(用户姓名、证件号码和密码支持随机生成,密码是6位数字,其它是32位大小写字母和数字组成的随机数)、调整显示顺序、修改属性的显示名称。

3.3出口互联安全设计

无线网的终端用户最终需要连接internet网络,政府的地址是私网地址,在接入到公网的网络需要进行地址的转换,将政府内部的私网地址转换成出口公网地址,考虑政府用户较多,需要出口设备支持强大的NAT地址转换能力。同时,考虑到终端用户需要接入到外网存在安全威胁,故本次建议在无线网出口上部署一台防火墙设备,实现内外网地址的转换和安全防护

3.4电子政务外网访问安全设计

本次无线网的移动终端接入用户,不仅需要访问外网internet,还需访问电子政务外网进行业务办公,本次将无线网的出口防火墙与电子政务外网的防火墙互联互通,使得移动终端用户可以访问电子政务外网的业务办公系统,电子政务外网不仅有防火墙,还在数据中心部署了入侵防御设备,实现了完整的网络L2-7层的安全防护,无线网的移动终端用户访问电子政务外网进行办公时,需要经过两台防火墙设备的过滤和入侵防御设备的应用层过滤,保证电子政务外网的安全访问

3.5无线网安全设计

无线网的终端接入,接入的终端设备不定,终端的安全防护不一对于接入到网络中的用户而言存在一定的安全威胁

首先,在无线AP上,集成了无线WIPS和WIDS功能,其次,针对同一区域可能存在多个无线覆盖信号,如运营商的无线信号,为了保证不会造成区域信号互相干扰,无线AP支持频谱防护功能,可以根据同一区域的AP信道,智能调节自身信道,确保无线不会被干扰

其次,在AP硬件上,室外AP采用专业一体化室外型设计,具备IP66防水防尘等级和大范围宽温工作能力。

在无线安全接入认证上:本次配置了基于portal页面认证的方式,在IMC平台上配置了EIA组件,支持用户名、密码与用户IP、MAC VLAN、设备IP、设备端口、主机名、域用户、SSID、AD域、硬盘序列号等多种元素的绑定认证;支持第一次认证成功时的自学习绑定属性功能;可以在认证通过后下发用户的ACL、VLAN、Qo S给接入设备,由设备动态控制用户的访问网络权限;支持用户同时在线数限制、最大闲置时长限制,支持黑名单限制接入、支持自动加入黑名单、限制接入客户端的类型和版本,支持限制用户修改终端MAC地址和使用代理等策略;支持帐号的增改查,账号可批量开户、导入导出和注销;支持将用户的分组管理,不同的用户分组可以由不同的管理员管理;支持终端账号的密码强度检测;可查询账号的接入明细日志和认证失败日志,日志可导出;支持账户失效提醒,过期账号自动销户;可以在线查看用户状态及其所连接的网络设备信息,对非法用户可以执行发送消息、在线检查、强制下线、关闭端口等操作,也支持对离线用户下发消息;支持防止仿冒网关进行ARP攻击

3.6无线网行为审计设计

本次在无线网的出口防火墙上,旁挂一台已有的行为审计设备针对无线网移动终端访问internet和电子政务外网进行行为审计终端用户不论是访问外网还是电子政务外网,均需经过防火墙设备,将防火墙设备上的端口镜像到行为审计设备上,进行审计和日志保存。

参考文献

[1]叶小荣.无线局域网技术[M].电子工业出版社,2003.

区域化覆盖 第5篇

关键词：小卫星,星座组网,STK

0 引言

成像侦察卫星根据星载有效载荷的不同, 可以分为光学成像侦察卫星、雷达成像侦察卫星和混合型成像侦察卫星三种, 它们在空间担负着侦察、监视与跟踪地面目标的任务, 也是目前应用最为广泛、技术也较对成熟的卫星侦察方式。成像侦察卫星主要使用的遥感器包括了可见光照相机、电器耦合器件 (CCD) 照相机、红外照相机、成像雷达或超光谱照相机等。

成像侦察卫星通常为了获得较高的地面分辨能力, 一般采用近圆形的低轨道。根据详定任务的需求, 有些卫星还具备了轨道机动能力, 以获取更多的侦察目标的信息。并且当成像侦察卫星对地拍照, 对光照条件有需求时, 还可以采用太阳同步轨道[1]。因为它可以提供一个恒定的太阳方位角, 使得卫星无论在升轨段还是降轨段, 经过同一纬度的当地时间是相同的, 从而使得卫星可以多次观测同一地区或同一纬度带。[2]

小卫星所具有的快速应急能力、较高的灵活性、研制周期短及技术较大卫星简单等优点, 使得其在近些年得到了各国高度的重视及应用。然而, 随着信息技术, 现代战争越来越依赖于航天装备, 特别是以各类军用卫星为核心的航天装备的发展。[3]战争对分辨率、重访周期以及发现目标的概率都提出了更高的需求, 单靠一颗小卫星存在一定的问题和难度, 这样就形成了一种新的应用形式——卫星组网, 例如卫星星座的设计能减短对区域覆盖的重访周期。

本文以成像侦察小卫星为例, 分析比较小卫星及星座组网对区域覆盖应用效果。

1 作战区域覆盖相关的描述

1.1 作战区域内目标

在作战区域覆盖的范围内, 目标可以分为特定目标和移动目标两种:

(1) 特定目标。特定目标通常是指区域覆盖的范围内被指定的目标, 被覆盖的范围以其为中心, 通常这是固定不可转移的目标, 例如机场、港口、建筑物等。

(2) 移动目标。移动目标通常是指在作战区域内的飞机对象、地面车辆对象、海域的大型舰船或者组成编队形式的舰船。其中的大型舰艇由于一般是钢铁制造, 所以对金属结构的辐射、可见光的反照率以及散射特性有明显特征, 特别对无线电波有较强的反射能力。[4]

1.2 作战区域侦察规划需求

对各个战场区域进行全时空、全方位监控, 大大提高战场态势感知能力和指挥作战效率, 随时都能了解敌方动态。

侦察规划需求是建立在战术应用的背景下, 根据侦察任务需要、战场实况合理安排资源 (卫星及遥感器) , 对于具体执行时间, 侦察场景和目标制定出较完整的战场计划。成像侦察任务要求提高对区域目标的最大有效覆盖, 并最大程度地满足用户实时或近实时的战场需求。

无论是针对区域目标还是移动目标的侦察, 本质上都是为了用户需求进行资源的合理安排和分配, 以求达到最大覆盖并且获取最佳信息。因此在执行任务期间, 卫星遥感器的工作不能被打断, 最后为用户输出包括使用的资源信息、任务执行时间、所观测的目标姿态和侦察区域等具体信息。同时, 由于范围的广阔, 存在一定的复杂性, 因此还需要考虑成像侦察小卫星的时间敏感性和分辨率等问题。

2 区域覆盖星座

2.1 区域覆盖星座的设计

目前, 国际上对于卫星覆盖的研究主要是基于卫星轨道设计、卫星星座设计的目的, 集中在连续全球覆盖分析, 连续区域性覆盖分析, 间接性区域分析三大类。其中针对区域覆盖的星座的设计方法, 是指可对地球表面上经度小于360度的区域实现覆盖。[5]

区域覆盖卫星星座设计是一个典型的非线性规划多目标优化问题, 可以描述为:

其中, X= (x1, …, xi, …, xn) T, X∈[L, U)

[li, ui) 为参数xi的取值区间, xi为星座轨道控制参数以及目标区域的范围参数 (即轨道参数) , 最小经度min, 最大经度max, 最小纬度mix, 最大纬度max, gt为某一项优化目标函数, pj为约束函数, V-G即为多项优化目标函数的非线性组合, 利用STK卫星仿真软件可以求解gt。[6]

现在的Walker星座是全球、纬度带覆盖最有效的星座, 它包括的星座得到了广泛的应用, 通常被称作Walker-星座——美国的GPS导航系统, 俄罗斯的Glonass (Global Navigation system) 系统, 欧盟的Galileo卫星导航系统计划都是采用Walker-星座。而玫瑰星座是在对地观测领域潜在的应用——尝试一个给定的轴对称型, 这意味着等半长轴、偏心率, 所有的卫星轨道有着相同的形状。玫瑰星座的设计取决于八个参数的选择, 这包括了:花瓣数 (NP) , 重复的天数 (ND) , 卫星的数量 (NS) , 相位率分子 (FN) , 相位分数分母 (FD) , 轨道倾角 (i) , 近地点参数 () 和升交点赤经 (RAAN) 相位和范围。当星座的对称轴与地球自转轴每颗卫星的结论一致, 星座将遵循同样的重复地轨道, 即所有轨道兼容。[7]

2.2 区域覆盖的星座相关选择

卫星星座是以提高时效性为宗旨, 将单星模式工作的卫星按照一定的相位要求布放所形成的多星模式工作的卫星群。因此, 对地观测通常需要星座能对地球上特定区域尽可能的每隔一定的时间进行观测和成像, 然后构成一个重复的地面轨迹。

区域性覆盖星座适用于局部战争或是在发生冲突后对战场及关注地区进行侦察、监视, 它能提高实践分辨率, 实现多角度侦察。这就体现出其所具备的比高轨卫星更胜一筹的优势, 如灵敏度高、可进行多星组网, 可根据突发状况及时增发等。

对区域进行覆盖的低轨星座对高度的选择是要求避开有强辐射的范艾伦带[8]。而基于区域性覆盖的星座设计, 可以分为两类:一类是利用多个轨道平面, 每个轨道平面有一颗或几颗卫星, 不同轨道平面的卫星在有玄地球表面上的星下点轨迹相互重合, 并且相邻卫星的覆盖区域在中国的领土范围内能够连续地相互衔接, 实现对中国领土的持续性区域覆盖, 另一类是利用倾斜圆轨道实现区域性覆盖。[9]

3 通过STK对单颗星和星座覆盖区域仿真分析

STK, 全称是Satellite Tool Kit (卫星仿真工具包) , 通过这个软件可根据需求, 仿真单颗小卫星和星座对象的全局或区域覆盖, 同时将有关数据以详尽的分析报告和图像的形式导出, 用于覆盖性的对比分析。而此次仿真所获取的指标因素是平均覆盖率、最大瞬时覆盖率和累积覆盖率。

(1) 平均覆盖率。平均覆盖率是对覆盖区域上所遇到的所有点覆盖的平均比率。

(2) 最大瞬时覆盖率。区域内所经过点的时间最长的覆盖率是最大覆盖率。

(3) 累计覆盖率。被覆盖的区域在累计时间进行统计的总覆盖区域中所占的比率。

由于小卫星主要是针对局部地区的战术作战, 因此将中国定为目标区域, 范围是:北纬53.55°~北纬3.85°, 东经135.083°~东经73.55°, 见图1中方框中包括的区域。

仿真采取的初始参数为:UTCG (世界协调联合时) 2014年1月7日00:00AM到2014年1月8日00:00AM, 轨道统一设置为太阳同步轨道, 选择考虑J2摄动项的影响。

卫星的运行轨道常用6个轨道根数表示, 由它们可以确定卫星在任何时刻的三维位置和三维速度[10]。6个轨道根数的是:轨道高度、半长轴、偏心率、倾角、RAAN、近地幅角、真近点角。单颗卫星的基本参数设置见表1, 并以它为“种子”卫星, 以单颗卫星为样本建立星座。星座为覆盖性良好的Walker—星座, 基本参数设置见表2。

通过STK计算可知, 单颗小卫星对地面的平均覆盖率为0.29%, 最大瞬时覆盖率为5.17%, 累积覆盖率为42.61%;而小卫星组成的星座对对地面的平均覆盖率为0.55%, 最大瞬时覆盖率为8.73%, 累计覆盖率达到了72.75%。

图2为单颗小卫星对区域覆盖的百分率, 图3为星座对区域覆盖的百分率。

4 结语

由于实现的复杂度以及卫星星座颗数的限制, 通过STK得到的参数结果是否满足侦察需求需要通过具体作战任务进行分析, 但是可以看出星座对区域的覆盖率优于单颗卫星。且本文考虑的是简单的星座组成, 实际应用还需着重考虑有效载荷和小卫星的不同分类, 以及光照条件的影响。此外, 若需获得更好的覆盖特性, 还应根据对地观测目标任务的不同设计有针对性的星座。但是, 小卫星及其星座组网在未来的应用应该得到重视, 它的发展前景是不可小觑的。

参考文献

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[9]胡友谊.区域性覆盖星座设计与研究[D].国防科学技术大学, 2006

区域化覆盖 第6篇

Ad Hoc网络是当前网络和通信技术研究的热点之一,对于诸如军队和在野外作业的大型公司和集团来说,Ad Hoc网络有着无需基站、无需特定交换和路由节点、随机组建、灵活接入、移动方便等特点,因而具有极大的吸引力[1,2,3]。在Ad Hoc网络中,节点之间的通信均通过无线传输来完成,由于发射功率以及信道(即频率)的限制,节点的覆盖范围有限,当它要与其覆盖范围之外的节点进行通信时,可以通过中间节点转发。对一个指定区域,用一系列称为一跳覆盖区(以下称覆盖区)的小区域将其有重叠地完全覆盖,这种覆盖方式不断重复,就形成了网络的拓扑结构。

对于Ad Hoc 网络,其拓扑结构对网络的性能有着重大的影响。如果拓扑结构过于松散,就容易产生网络分区以及增大端到端的时间延迟;相反,非常密集的拓扑不利于带宽空间重利用,从而减小网络的容量[4]。所以合理的拓扑结构对提高网络性能、节省节点功率和延长网络的生存时间有着十分重要的意义。覆盖区的重叠率是描述网络拓扑结构的一个重要的指标参量,而重叠角是一个容易测量的技术参量,本文针对两者间的关系进行了研究。

2 等径覆盖区域的重叠率

Ad Hoc网络对区域的覆盖,实际上就是用若干个覆盖区去覆盖某个区域,通常覆盖区成圆形,所以这个问题就转化为用若干个圆去覆盖某个区域,最简单的情况,就是所有圆的半径都相等。对于Ad Hoc网络来说,为了保障网络的连通性,还要求相邻的两个圆有一定的重叠区域。现在就来考虑有一定重叠区域的等径圆覆盖问题。

2.1 重叠率与重叠角函数关系

如图1所示,两个半径都为R的圆发生了一定的重叠,设θ=∠AOB,那么它们重叠区域面积就为:

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而每个圆的面积S0=πR2,所以它们的重叠率为:

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由上可知,重叠率α仅是θ的函数,α随θ的变化趋势如图2所示,当θ=2π时,两个圆完全重合,此时重叠率α=1。由它们的函数图像可知,它们之间是一一对应关系,也就是说,当知道重叠率α时,可以很快得到对应的θ,为此称θ为重叠角。

所示。

3 非等径覆盖区域的重叠率

以上对半径相等的圆的覆盖问题进行了探讨,而实际覆盖区的半径也有时在一个范围内变化,所以很有必要对非等径圆的覆盖问题进行探讨。

如图4所示,两个半径分别为R1和R2的两个圆发生了重叠,令b=AB/2,θ1=∠AO1B,θ2=∠AO2B,那么它们重叠部分的面积为:

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以大圆的面积作为参考,令Rmax=max(R1,R2),则大圆的面积Smax=πRundefined,所以它们的重叠率为:

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该方程涉及5个参数α,R1,R2,θ1和θ2,由图4中两圆的几何关系可知,该方程的自由度为4,即由其中的任意4个都可以惟一确定另一个。所以对于非等径圆覆盖,重叠率与两圆的半径和它们的重叠角(可以取两个圆心角中较大的一个)都有关系。由以上的分析不难看出,在非等径圆覆盖的Ad Hoc网络中,网络的拓扑结构也变得不规则,这里就不再进一步讨论。

4 结 语

(1) 在等径圆覆盖的Ad Hoc网络中,覆盖区域的重叠率与重叠角成一对一的函数关系,在其函数图像中不存在驻点。

(2) 当用半径相等的圆去覆盖某个区域时,当拓扑结构为六圆形时,重叠率为5%,当拓扑结构为四圆形时,重叠率为18%。

(3) 在非等径圆覆盖的Ad Hoc网络中,重叠率由两圆的半径和它们的重叠角同时决定,其关系函数的自由度为4。

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区域化覆盖 第7篇

后3G(3rd-Generation,第三代移动通信技术)时代,随着城区深度覆盖的完善,农村区域广覆盖亟需扩大,与之相随的是用户对数据业务的需求日益强烈,然而大规模部署UMTS2100(Universal Mobile Telecommunications System2100,工作在2100MHz的3G移动通信系统)尚需巨额成本的投入,于是催生了UMTS900(Universal Mobile Telecommunications System 900MHz,工作在900MHz的3G移动通信系统)技术,也为UMTS900技术在广西丘陵区域广覆盖提供了实施的条件。本文将在分析UMTS900技术实施要点的基础上,进一步分析其规划及组网方案,并以梧州藤县的重点乡镇UMTS900部署前后的效果对比分析,进一步探讨了UMTS900在广西农村区域大规模部署的可行性和必要性。

2 UMTS900技术回顾

2.1 UMTS900技术优势

随着UMTS900技术不断成熟商用,其技术优势得到了业界的广泛认同[1],主要体现在以下三个方面:

(1)覆盖范围广

与2100M频段相比,900MHz频段具有更低的空间损耗,可以覆盖更广的范围,从而大大降低建设UMTS网的成本,同时随着站点的减少也大大减少UMTS系统内部切换,提升网络性能。

(2)穿透能力强

UMTS900比UMTS2100的信号穿透性更强,通过UMTS900可以提供更好的室内覆盖、深层覆盖解决方案,从而可大大改善用户感知。

(3)建网成本低

UMTS900单站覆盖面积更广,这意味着运营商可以建设更少的基站同样达到良好的覆盖效果,特别是在覆盖人口低密度区域,而且,可通过重用现有GSM900(Global System for Mobile communications 900MHz,工作在900MHz的全球移动通信系统)基站的站址及天馈线,从而大大降低网络建设投资及运营成本,缩短了建设周期。

2.2 UMTS900规划部署难点

从某运营商整体网络的发展趋势来看,在农村地区尤其是非发达农村地区及偏远区域部署UMTS900作为扩展3G覆盖的补充应是部署UMTS900组网策略的首选策略,然而在实际应用UMTS900技术存在以下难点[2]:

(1)维系GSM900话务质量的难度

UMTS900频率复用后,GSM900频率的可用资源会大为减少。为保证频率复用紧密度不至于增加太多,需相应地减少GSM900的配置。但GSM900话务量在短期内不会下降,有些地方甚至还会有小幅的增长,因此减少配置可能会出现GSM900话务拥塞。因而,如何在部署UMTS900后还能维持在部署UMTS900区域保持良好的GSM900话务质量,将成为部署UMTS900的最大挑战[3,4]。这个问题通常可通过话务迁移及频率紧密复用等措施来解决。

(2)频率规划的难度

频率复用后,900 MHz频率规划存在着邻频干扰、同频干扰等问题及全网频率重新规划的难度。分析如下:

(1)邻频规划的难度。900 MHz复用后,UMTS的非标准带宽应用将带来GSM和UMTS系统的邻频干扰问题,应从网络规划角度考虑采取一些必要的措施(如小间隔频点等)加以规避。

(2)消除同频干扰的难度。UMTS900复用频率通常是从农村开始的,并按“农村→郊区→城区”的顺序进行布网。一般而言,全网都有GSM900网络,只在农村/郊区进行频率复用,没有进行频率复用的城区GSM900网络可使用农村/郊区UMTS900频带内的频率。在这种情况下,农村/郊区UMTS900系统与城区GSM900系统间的同频干扰,不能通过滤波器来消除。就目前来说,只能在复用区域和没有复用区域间预留保护带(即缓冲区),并通过地理上的隔离来克服同频干扰。

(3)UMTS900区域频率规划的难度。对于某运营商6 MHz带宽来讲,U900频率复用后,即便是UMTS900采用4.2 MHz带宽,剩下的GSM900频点也只有1.8 MHz带宽、9个频点(含邻频)可用,因此为UMTS900区域的GSM900频率规划带来了很大难度。

(4)多系统的协调问题。部署UMTS900后,除拥有GSM900及UMTS900系统外,某运营商还同时拥有DSC1800(Digital Cellular System at 1800MHz,1800MHz数字蜂窝系统)及UMTS2100系统。多频段、多系统间如何地进行协调,是部署UMTS900所必须认真考虑的问题。

(5)系统干扰问题。900M频率复用后,网络性能主要受GSM900和UMTS900系统间邻频干扰以及GSM900让出5MHz左右带宽资源给UMTS900后,频率资源更加紧密、GSM系统内部干扰更加严重这两方面因素的影响。

2.3 UMTS900部署风险点分析

从UMTS900部署对维护现网的稳定性的影响、部署后因终端普及情况影响用户接入以及接入后网络使用体验等方面对推广UMTS900的风险点进行如下分析:

(1)对现网稳定性的影响

UMTS900网络部署可以有效拓展单站覆盖范围,最大限度降低网络建设成本,与此同时,将带来大量现网GSM站点翻频、减容降配以及多系统协调等操作,这必然对目前作为主要话音承载网的GSM网络稳定性带来影响。按照新规划UMTS900站点周边6-8公里作为缓冲区进行测算,每部署一个UMTS900站点至少对其周边相邻两个GSM900站点带来影响,通常受影响的GSM900站点将远高于此最低估算值,随着对应GSM网络的频繁调整,势必会影响前期已优化调整好的网络的稳定,这将影响到GSM网络的质量及用户的感知。

(2)终端普及情况的影响

终端是控制移动网的入海口,终端的份额将决定通信之争的胜负。随着,3G业务的快速发展,运营商的竞争格局发生了重大变化并形成了三足鼎立的趋势。从3G网络发展前期依靠引进i Phone等明星手机发展中高端用户,依靠终端策略抢占了不少市场份额并取得了不错的发展,然而高额的终端的补贴却给3G业务的发展带来了不少压力;而到后期,随着战略的转变,以千元智能手机为抓手深挖中低端用户,为3G业务的发展注入了新的活力。UMTS900建设初期定位于广覆盖需求强烈且有一定经济效益的乡镇及以下的区域,其中低端用户占比较大,因而通过重点以千元智能手机为抓手,并根据用户需求双管齐下发展i Phone等高端终端的市场策略,将不失为UMTS900发展的趋势。

(3)对用户体验的影响

某运营商在900MHz频段只有2*6MHz带宽,考虑到GSM900网络短期还无法退网、国内UMTS900终端普及率等因素,目前还无法直接应用6MHz带宽的UMTS900系统,使用带宽相对更窄3.8M的频谱压缩技术,以实现在6M的带宽上同时部署GSM900和UMTS900。由此,在乡镇镇区、高铁动车等用户感知敏感区域,用户在习惯于现网HSPA+21M及以上的高速、流畅、良好的数据体验后,在UMTS900与UMTS2100切换区用户必将敏感体验到前后的急剧落差,非但对网络的品牌推广不利,反而会带来大量的投诉。

(4)对后期扩容及LTE(Long Term Evolution,第四代移动通信系统)部署的影响

对于部署UMST900网络后,若后期相关区域用户对高速下载业务需求将因频率资源的限制,无法采用相邻频谱资源来达到吞吐率翻倍的效果,即使将GSM900频段资源全部清出,全部的6MHz带宽也不足以满足3.8MHz带宽的UMTS900网络再增加一个载波来升级DC-HSPA+的需求。非但网络容量无法升级,网络速率上也将无法与竞争对手的4G网络相抗衡。

后续向LTE演进后,已部署的UMTS900网络,因传播特性与UMTS2100网络差异较大,覆盖距离、站点距离存在不同,将面临重新谈点、加站,重新规划组网的问题,在相同区域造成站址交叉部署和资源浪费的现象,特别是涉及穿越“以南宁-柳州-桂林为中心轴,北部湾经济区带为扇区的经济辐射带”沿线的区域,部署UMTS900的远期成本及代价更高。

3 规划及组网方案

3.1 频点规划方案

某运营商900MHz频段的频谱资源为909-915MHz/954-960MHz,去掉95号保护频点,实际总可用GSM900的频点为29个(96号至124号,共计2*5.8MHz)。在引进UMTS900后需要对频谱进行重组,为减少对其他运营商GSM系统或其他系统的干扰,G/U900的频率分配方案采用三明治频率分配方案,将96号至100号频段、120号至124号频段这两段留给GSM系统,中级的3.8MHz频段给UMTS900系统。

UMTS900基站带宽选用3.8MHz,应用UMTS900后,GSM900存在两类频率规划方案:10频点方案和8频点方案。如果GU900中心间隔2.0M(紧邻频),此时GSM900可用频点为10个,如果GU900中心间隔2.2M(间隔一个GSM载频保护带),那么GSM900将剩余8个频点。

10频点方案:96-100、120-124频点均用于GSM900站点的规划可用频点。

8频点方案:96-99、121-124频点用于GSM900站点的规划可用频点,100频点和120频点用作GU保护带。

在未引入UMTS900以前,由于900M有5.8M(95号频点为与移动的隔离频点)频点带宽可用,因此频率规划相对容易,但是由于引入UMTS900后,只有2.2M频率资源可用(只有96~100和120~124这10个频点),频率规划由宽松变为紧密。如果只用这10个频点进行规划,对于现网站点小区只能用3×3复用进行频率规划,复用度为9,即每个基站3个小区各1个频点,3个基站9个频点循环1次,并且无法有效分配TCH频点。如果采用8频点进行规划,现网站点小区无法使用3×3复用进行频率规划,频率规划难度很大。由宽松复用改为紧密复用必然导致GSM900网络内部干扰上升,网络质量和容量的下降。

GSM900/UMTS900频谱重组之后的GSM频率规划与非GSM900/UMTS900频谱重组场景下的频率规划并无本质区别,但规划中需要考虑GSM系统和UMTS系统之间的干扰,因此在GSM频率规划中紧邻UMTS900系统的GSM频点做BCCH频点时,尽可能减少该频点的复用次数的原则,这样可以减少网中GSM/UMTS900紧邻频点的小区数量,提高网络性能和用户感知。

因而,GSM900频点规划方案的选取原则如下:

(1)在频率规划方案满足对GSM900网络自身干扰影响较小的前提下,应优先采用8频点进行频率规划;对于无法利用地理地形隔离实施有效G网低自干扰的8频点规划方案的区域,可采用10频点进行频率规划,但10频点规划方案应确保G网基站对UMTS900终端的邻频干扰影响相对较小。

(2)10频点规划方案中,为减少GU900两系统之间的邻频干扰,UMTS900覆盖区和缓冲区内应尽量少使用100号频点和120号频点。

3.2 容量及信道配置方案

(1)信道配置方案

对于划出GSM900中的3.8MHz频段进行UMTS900部署,容量规划及信道配置工作显得尤为重要,这将影响到业务量的分流及用户感知。因而,建议GSM900采用10个频点,按照S111连片组网,为提升每个小区1TRX的语音话务承载能力,宜采取“开通100%AMR/HR、每个小区配置1条静态PDCH(Packet Data Channel,分组数据信道)信道、每个小区配置1条静态SDCCH(Stand-Alone Dedicated Control Channel,独立专用控制信道)信道”等方案进一步解决。

(2)GSM900容量重规划方案

对于GSM900容量重规划,建议进行如下设置:

(1)对于现网GSM900载频配置为1TRX的小区,保持1TRX不变;

(2)对于现网GSM900载频配置>1TRX的小区,当其语音话务量<=4.4Erl时,配置1TRX,不新增或扩容GSM1800;

(3)对于现网GSM900载频配置>1TRX的小区,其语音话务量>4.4Erl时,GSM900小区配置1TRX,剩余话务量通过新增或扩容GSM1800小区载频来承载。

特别地,对于现网GSM900载频配置>1TRX的小区,其4.4<语音话务量<13.3Erl时,如果通过细致的频率规划、地形屏障等能够做到2TRX配置,应该尽量考虑,从而减少GSM1800的投资规模。

(3)GSM1800容量重规划方案

对于GSM1800容量重规划,建议进行如下设置:

场景一:GSM900降配为S111后,仍能够承载现网统计的话务量:

(1)GSM900上无GSM1800,不新增GSM1800;

(2)GSM900上有GSM1800,GSM1800现网配置不变;

场景二:GSM900降配为S111后,无法承载现网统计的话务量:

(1)GSM900上无GSM1800,其余话务需迁移至新增G1800;

(2)GSM900上有GSM1800,根据迁移的话务量计算GSM1800载频配置,如果大于现网配置则GSM1800载频扩容;

(3)GSM900上有GSM1800,载频扩容后,仍不足够承载迁移话务量,需考虑另外新增GSM1800站点。

3.4设备组网方案

UMTS设备组网方案分为“基站分离,控制器分离”、“基站共模,控制器共模”、“基站共模,控制器分离”等组网策略,不同组网方案的优劣势总结如表1所示,建网过程中可根据实际需求进行设备组网方案选择。

3.3天馈实施方案

UMTS900天馈实施方案可分为“GU独立天馈”、“GU共两端口天线”等,不同天馈方案的优劣势各有所异。“GU独立天馈”方案优势是对GSM和UMTS系统性能影响最小,GSM和UMTS系统方位角和倾角独立调整,互不相干,劣势是需要空间放置新增天线及其配套,增加了建设成本和建设周期。“GU共两端口天线”方案优势是GU两个系统共用原有的馈线和天线,节省建网成本和建设时间,劣势是GSM和UMTS900天线工参必须保持一致,对网络规划和优化带来不便。建网过程中可根据实际需求选择天馈实施方案。

4 应用案例

某运营商在梧州市藤县太平及和平镇UMTS900试验网为例进行分析如下:

4.1 场景概述

藤县太平镇位于藤县的北部,距县城62公里。国道321线纵贯南北,是梧州市最大的集市镇,被自治区列为广西十大乡镇之一。全镇面积285平方公里,辖20个村委、5个社区居民委员会,总人口数13.8万人,其中镇区面积7.6平方公里,人口数6.5万人。而和平镇离藤县县城55公里,北与太平镇相邻,东、南面与蒙江镇相邻,地属丘陵,和平、石桥两个小盆地,土地比较平坦。全镇面积172.95平方公里,辖17个村委、1个社区居民委员会,总人口7.5万人。某运营商网络覆盖分布情况如图1所示:

4.2 解决策略及前评估工作

(1)UMTS900终端占比评估

通过提取用户终端类型进行分析,选取UMTS900终端占比较高的区域优先建设UMTS900。试验区内的UMTS900终端数在全部终端数中占比为21.72%。

(2)GSM900降配评估方法

对于高配站点是否能减配为低配站点,应按以下的原则进行测算:

(A)GSM900忙时语音业务量*(1-UMTS900终端占比)=换算所需TCH数(考虑半速率再除以2);

(B)GSM900忙时数据流量平均PDCH占用数*(1-UMTS900终端占比)=换算所需PDCH数;

若(A)+(B)≤6(GSM单载频的信道数剔除1个主BCCH和1个SDCCH信道开销后为6),则叠加UMTS900后该GSM900小区可以直接降配至S1配置;

若(A)+(B)>6,则较难降配至S1,此时可先通过优化手段分流降低2G(2rd-Generation,第二代移动通信技术)负荷,若仍达不到要求,则需在无法降配的小区上叠加GSM1800小区进行分流。

注1:此处的UMTS900终端占比是在拟建物理站址范围内所有终端中的占比。

注2:GSM1800的来源可利用目前部署LTE中涉及SDR(Software Defination Radio,软件定义无线电)改造替换出来的GSM1800资源。

注3:叠加GSM1800小区后达到分流效果的,才可以进行GSM900高配站点减容。

(3)TA、TP评估

对于原已有UMTS2100覆盖的区域,了解其用户分布情况,测算UMTS900开通后所能分流UMTS2100边缘需求的比例。

对于原已有且只有GSM900覆盖的拟建站点(行政村和镇区均适用),了解其目标用户分布情况:如果用户分布距离基站越近,则叠加GSM1800或叠加UMTS2100后的分流效果越好。

4.3 项目实施及效果评估

项目实施过程中,主要将面临如何实现业务量分流工作、如何减频及翻频工作、如何降低干扰保证网络性能等一系列问题。工程实施后的测试分析如下:

(1)网络覆盖效果分析

(A)MR“面”覆盖效果对比

开通前后,对2G和3G MR覆盖率(≥-90dbm)效果对比,乡镇2G MR覆盖率由84.22%提升至94.4%,行政村2G MR覆盖率由78.83%提升至93.53%;乡镇3G MR覆盖率由59.49%提升至89.56,行政村3G MR覆盖率由13.63%提升至61.39%

(B)DT“面”覆盖效果对比

本次测试镇区UMTS900与UMTS2100混合组网比,UMTS2100单层网的面覆盖率有较大的提升。

连续覆盖片区测试结果来看,UMTS900面平均覆盖率(>=-90d Bm)达到了90.52%。

(C)DT“线”覆盖效果对比

GSM900、UMTS900和UMTS2100覆盖距离比较:相对于2100M段频,使用900M频段更适合农村环境的广覆盖需求,对比效果见图2。

(D)CQT(Call Quality Test,呼叫质量拨打测试)深度覆盖对比

在太平镇德胜街抽取用户曾反映信号差的建筑物进行室内CQT锁网测试,对比UMTS2100和UMTS900的覆盖,发现在原来只能靠近窗边才有3G信号的地方,在UMTS900开通后覆盖率(>-95d Bm占比)提高到了99%以上,室内覆盖效果改善明显,如图3所示。

(2)UMTS900/GSM900系统KPI指标

从系统KPI(Key Performance Indicators,关键绩效指标)指标来看,目前UMTS900/GSM900KPI良好,现网GSM900网络质量未受到明显影响。

(3)网络干扰抑制分析

(A)UMTS900上行干扰分析

对开通后UMTS900站点进行RTWP(Received Total Wideband Power宽带接收总功率)监控分析,所有22个站点的RTWP均在-103d B以下,属于正常范围,没有发现上行干扰恶化等问题。

(B)UMTS900对GSM900的干扰分析

对试点区域内UMTS900开通前后的GSM900上/下行干扰进行对比分析:总体情况基本持平。其中,上行质量差等级(6-7级)的占比略有抬升0.34%,但仍在良好水平;下行质量差等级(6-7级)的占比略有改善0.11%。

(4)业务量变化情况

通过对项目实施前后情况对比发现,2G+3G话务量由实施前的1242.82Erl增长至2045.58Erl,增幅达164.59%,与此同时,2G+3G数据流量由实施前的35.63 Gbyte增长至实施后的137.79 Gbyte,增幅达386.73%。由此可见,UMTS900的部署与实施进一步拓宽了用户对语音和数据业务需求的通道,为用户提供了优质的数据业务服务。

5 结束语

通过梧州藤县太平及和平两镇的UMTS900基站连片覆盖试点,进一步验证了UMTS900基站覆盖范围广及穿透能力强的技术优势,对UMTS900建设引起的GMTS900减容降配、翻频规划及业务分流等工作进行了有益的探讨,并总结了一定的经验,为后期UMTS900在乡镇及农村区域的广度覆盖提供了有力的支撑依据。

摘要：通过对UMTS900技术在丘陵区域广覆盖的技术优势、部署难点及部署风险点的研究分析,提出了UMTS900技术在丘陵区域部署的频点规划、设备组网及天馈实施等方案,并以广西丘陵区域广覆盖为例进行分析,进一步验证了方案的可行性,为后期网络的大规模部署提供了有效参考。

关键词：UMTS900技术,丘陵区域,广覆盖研究,工程部署

参考文献

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[3]龙青良,石文涛,任枫华.部署UMTS900带来的网优问题探讨[J].邮电设计技术,2013(11):37-413.

区域化覆盖 第8篇

1 研究区域及研究方法

1.1 研究区域

富裕县位于黑龙江省西部, 松嫩平原东北部, 西境有嫩江, 乌裕尔河横贯中部。地处E 123°59′～125°2′, N 47°18′～48°1′, 总面积为4 026 km2。富裕县境内地势平坦, 略有起伏, 东北较高, 逐渐向西南倾斜低下。全县由东北向西南分为3个区:东北部波状平原区、乌裕尔河漫滩区、西南低平原区。海拔高度在146.2～224.3 m, 平坦广阔的冲积平原是富裕县基本地貌特征。富裕县属于中高纬度, 属中温带大陆性季风气候, 冷暖变化明显。一般气候特点是:冬长严寒, 夏短高温多雨, 春季多风少雨易旱, 秋高气爽, 降温急剧。年≥10℃积温为2 600℃左右, 年平均降水量为427.4 mm, 其中降水多集中在6～8月。以上的水热条件, 形成了适应草甸草原植物生长发育的良好环境。富裕县主要土壤为黑土、黑钙土、草甸土、盐土、碱土、砂土、泛滥土和沼泽土。

1.2 研究方法

植被指数反映了光谱响应与植被盖度之间的近似关系, 而土地荒漠化本质特征就是土地生产力的降低, 而植被指数的变化完全可以表达土地生产力的变化过程, 因此可以利用植被指数作为荒漠化监测指标来监测土地荒漠化的动态变化。由于植被指数表现为植被、土壤亮度、环境影响、阴影、土壤颜色和湿度等的混合系统, 而且受大气、空间和时间的影响, 因此植被指数也没有一个普遍的值。20 多年来, 已经发展了40 多个植被指数[3]各有优势和局限性, 在使用时都受到一定的限制。利用植被指数对沙漠化监测已有较多的工作[4,5,6], 目前比较常用的植被指数主要是归一化植被指数 (NDVI) :

NDVI= (NIR-R) / (NIR+R)

其中, NIR 为近红外区观测值, R 为红光区观测值。NDVI的应用:检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等;NDVI的局限性表现在, 用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比度。即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度。

由于目前最常用的NDVI 对低密度植被表达误差较大, 这里采用MSAVI植被指数, MSAVI因具有有效地消除土壤背景影响, 与生物量相关性好的优势而更准确地反映地表植被状况。

undefined

其中NIR为近红外区观测值, R为红光区观测值。

根据1996～2007年的TM影像、富裕县草原站绘制的《富裕县草草场利用现状图》《富裕县草场类型图》《富裕县草场等级图》 以及其它有关数据, 结合野外考察, 确定不同植被盖度及其荒漠化程度, 选择不同荒漠化程度类型的典型区, 统计不同荒漠化程度类型大部分像元生长季的MSAVI累计值, 确定植被指数荒漠化监测指标 (见表1) 。

富裕县的草地主要是以盐碱地为主, 根据表1荒漠化监测指标体系, 利用遥感图像处理软件对1996、2007年的Landsat5影像进行人机交互解译, 采用MSAVI植被指数指标体系解译出草场荒漠化程度等级分类面积。

2 荒漠化覆被变化与程度分析

2.1 荒漠化程度变化分析

计算出2007年相对于1996年重度和轻度荒漠化面积分别增加3 181.5 hm2 (45%) 、4 834.26 hm2 (20%) , 中度和微度荒漠化面积分别减少868.68 hm2 (11%) 、7 147.08 hm2 (8%) (见表2) 。

2.2 荒漠化动态变化分析

单一土地利用动态度用来描述区域内某种土地利用类型在一定时间范围内的变化情况, 其计算公式为:undefined式中:K为研究数段内某一土地利用类型动态度;Ua、Ub分别为研究初期及研究末期某一土地利用类型的数量;T为研究时段长[5]。根据表3计算, 1996～2007年增长最多的是重度, 其次是轻度, 中度和微度动态变化较小。

2.3 荒漠化动态转移矩阵

由动态转移矩阵可以看出重度荒漠化面积的增加主要是由微度和少量轻度荒漠化草场转化来的, 并有少量重度转换成了中度。中度荒漠化变化不大, 轻度荒漠化增加, 主要是微度转化的。微度荒漠化减少, 主要转移成了重度和轻度 (见表4) 。综合来看, 荒漠化程度变化在向严重方向发展。

2.4 荒漠化/覆被变化景观格局分析

荒漠化的空间格局由大大小小的斑块组成, 根据斑块空间组合和分布状况, 采用景观空间结构指数进行定量分析, 能较好地反映各景观要素的特征和景观本底的空间差异以及景观要素间的相互关系。

结合2个时期景观水平上的结构指数 (见表2和表5) , 分析出10 a间:重度荒漠化斑块数增加926个, 斑块平均面积变大, 单位周长斑块数由1.74降为1.60, 表明重度荒漠化从整体格局的变化上呈现更集中化特征。中度荒漠化的斑块数减少, 面积减少, 变化不大。轻度荒漠化面积增加4 834.26 hm2, 斑块数减少14 061个, 而平均规模由0.9 hm2增加到2.5 hm2, 单位周长斑块数减少。微度荒漠化面积减少, 平均规模增加。总体看来, 研究区全部荒漠化类型总斑块个数减少23 939个, 单位周长斑块数2007年度比1996年整体上都呈减小趋势, 单位周长斑块数减少, 说明不同程度的荒漠化由破碎化、小块分布向集中化、扩大化发展。

3 荒漠化变化原因分析

人口增长, 是荒漠化的直接原因, 富裕县20世纪90年代人口在27万左右, 到目前的30万人口, 人口的增加对土地的压力增大, 盲目垦荒致使草地被开垦为耕地, 而在政策性的引导下, 虽然很多草地退耕还草了, 但原有的土层被破坏, 草场资源恢复不到原来的水平, 使得荒漠化程度趋于恶化;过度放牧、粗放经营使得草场资源严重退化, 黑龙江省光明松鹤乳品有限责任公司驻地富裕县, 县域内畜牧业得到提升, 奶牛的数量逐年递增, 超出了草场的承载力, 加剧了草场的退化速度。虽然政府实施了积极的措施, 封栏育草, 划区轮牧, 但在经济利益的趋使下, 保护的速度远远落后于破坏的速度。自然因素造成的荒漠化变化, 如降水呈减少的趋势, 地区气温则呈增高的趋势, 导致蒸发量的增大, 助长了土壤盐渍化的形成, 这些都在一定程度上加剧了荒漠化的扩展。

4 结论

计算机自动分类提取方法MSAVI植被指数较适合草场荒漠化的提取, 能消除土壤背景影响, 与生物量相关性好的优势而更准确地反映地表植被状况的荒漠化覆被变化与程度分析结果表明10年间富裕县荒漠化面积增加, 荒漠化变化趋势向严重方向发展。重度扩散速度最快, 说明不同程度的荒漠化由破碎化, 小块分布向集中化和扩大化发展。荒漠化变化原因主要是人口增长, 经济利益刺激, 破坏草场生态, 过度放牧、粗放经营造成的。

参考文献

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[5]史培军, 宫鹏, 李晓兵, 等.土地利用/覆盖变化研究的方法与实践[M].北京:科学出版社, 2000.

区域化覆盖 第9篇

植被覆盖度(Vegetation fractional coverage,VFC)是植物群落状况综合指标,是气候、水文、土壤、生态模式的关键参数,更是描述生态系统的一个重要基础数据,它是大区域内很多气候变化模型所需的重要参数。传统的植被覆盖度测量方法有目估法、采样法、仪器法等[1—3],但是由于外业操作不便、主观判断误差大、仪器成本高而无法在大区域内快速、准确提取植被覆盖度。

遥感技术的迅速发展,为大区域尺度的植被覆盖度快速提取提供了技术支撑。World View-2卫星于2009年10月6日发射升空,能够提供0.5 m全色图像和1.8 m分辨率的多光谱图像。星载多光谱遥感器不仅将具有4个业内标准谱段(红、绿、蓝、近红外),还将包括4个额外波段(海岸、黄、红边和近红外2),平均回访周期为1.1 d。由于WorldView-2卫星八波段中有特点和优势,其在地表植被覆盖度监测领域应用有很重大的意义。采用遥感技术估算地表植被覆盖度归纳为回归模型经验估算法、植被指数法、像元分解模型法三大类。

回归模型经验估算法主要是通过建立地表样点实测植被覆盖度,并使之与遥感参数形成回归模型,并将模型运用整个研究区区域计算植被覆盖度。Eastwood等基于分光辐射度计测得的数据,计算了ARVI、ASVI、GEMI、MSAVI、NDVI5种植被指数与该研究区植被覆盖度线性回归关系[4]。回归模型经验估算法因为采用实测数据为基础,在特定区域有较高精度,但当区域扩大后,精度会迅速降低,无法推广应用于非研究区区域。植被指数法是直接用植被指数(常用归一化植被指数,NDVI)阈值分级统计,来估算近似植被覆盖度。Mohammad,Shi Z计算了SPOT—5的NDVI值,通过阈值拉伸和分割,定义了各级植被覆盖程度的NDVI阈值分类范围[5]。像元分解模型法中以像元二分模型在植被覆盖度估算研究最为广泛,基于遥感植被指数分解进行植被部分所贡献的信息和裸土部分所贡献的信息估算植被覆盖度。孙久虎等利用NDVI数据的像元二分模型估算北运河的植被覆盖度[6],其中以最小NDVI值为模型中的NDVIsoil,而最大NDVI值最为ND-VIveg[6]。Gutman等提出像元分解密度模型,建立等密度、非密度和混合密度3中尺度下的NDVI植被覆盖度估算模型,采用NOAA/AVHRR数据,以等密度模型对全球植被覆盖度进行估算[7]。本文将结合Worldview-2新增近红外2波段改良植被指数像元二分模型,估算出东洞庭湖湿地区域植被覆盖度。

1 研究区概况

选取了位于长江中游荆江江段南侧的东洞庭湖湿地区域,介于北纬28°59″至29°38″,东经112°43″至113°15″之间,区域面积达2 500 km2。该区域地处亚热带湿润气候区,日照充足,雨量充沛,有丰富的沉水、浮水和挺水植物。记录到131种水生植物,隶属40科,75属。常见的沉水植物包括苔草、黑藻、浮水植物有莲、芡和浮萍;挺水植物有水烛和芦苇等。湿地周围是稻田和其他农作物。利用Worldview-2卫星数据的优势,进行湿地区域植被覆盖度信息快速提取技术研究,可以为洞庭湖区湿地生态系统功能评价和可持续利用提供可靠的科学数据。

2 数据获取与处理

研究所用的数据是2011年4月30日获取的研究区域的Worldview-2八波段多光谱遥感影像(分辨率为0.5 m),同一区域已精校正的SPOT—5影像,以及1∶10 000地形图和研究区矢量边界。

对所获得的Worldview-2八波段多光谱遥感影像进行预处理:首先进行辐射定标,利用ENVI 4.8软件中Worldview卫星数据辐射定标模块进行处理,然后利用FLAASH模型进行Worldview-2数据的大气校正,纠正大气散射、吸收、反射引起的数据误差。然后对影像进行几何精校正,用SPOT—5和1∶10 000地形图为基础,进行控制点配准。

3 植被覆盖度估算原理和模型

3.1 植被指数像元二分模型(NDVI-VFC)

像元二分模型是植被覆盖度估算常用的遥感估算模型,它的原理是将遥感影像的每个像元对应的地表情况当作有植被覆盖和无植被覆盖两种形式,该两种形式由遥感影像中植被覆盖和无植被覆盖光谱信息贡献信息,植被覆盖度即为有植被覆盖的权重比率[8]。由于归一化植被指数(NDVI)是根据植被反射敏感波段的特性推算出来反映地表植被覆盖特征、植被种间特征、地表生物量情况等指标值,是表达植被生长状态和植被覆盖度的优良指示因子。根据像元二分模型原理,植被覆盖度计算公式为[9]:

VFC=(NDVI-NDVIsoil)/(NDVIveg-NDVIsoil)(1)式(1)中:VFC表示植被覆盖度;NDVIsoil代表完全是裸土或无植被覆盖的像元的NDVI值;NDVIveg代表完全由植被覆盖的像元NDVI值,即纯植被像元的NDVI值。

3.2 NDVIsoil&NDVIveg

假设对于在特定研究区域的任何两个像元a1和a2,其植被覆盖度已知为f1和f2,对应的NDVI值为NDVI1和NDVI2,按照公式(1)求解:

求解得:

式(2)、式(3)中,假设像元a1为研究区域具有ND-VI最小值的像元,像元a1为研究区域具有NDVI最大值的像元。推导得出,NDVIsoil和NDVIveg可以通过求算fmin、fmax、NDVImin、NDVImax4个数值来确定。通常情况fmax取值为1,即100%全部为植被覆盖,fmin取值为0,即全部不被植被覆盖,本文中,考虑到遥感影像存在的噪声误差,计算NDVI的极大值和极小值并不是模型参数中需要的NDVImin和NDVImax,通过对NDVI数据的统计分析,取统计数据中给定置信度区间内的最大值与最小值[9]。

3.3 近红外2新增波段(Near-IR2)

Wordlview-2卫星传感器增加了4个特征波段:海岸波段,黄色波段,红色边缘波段,近红外2波段,其中近红外2波段(Near—IR2)波段范围为(860nm—1 040 nm),这个波段部分重叠在传统近红外波段上(770 nm—895 nm),且较少受到大气层的影响,可以为植物分析和单位面积内生物数量的研究提供敏感信息。因为NDVI数据作为关键的基础参数要进入到上述推导的植被指数的像元二分模型,所以NDVI的数值关系将直接影响到植被覆盖度遥感估算结果。传统的NDVI求算是采用的近红外和红光波段比值关系求算,公式为:

式(6)中,NIR代表传统的遥感卫星传感器近红外波段,RED表示红光波段。本文将近红外2波段(Near—IR2)替换NIR波段,引入近红外区与红光区反射率差值与和值的比率,增强了植被信息特征比率,拉伸了植被光谱敏感区间,为更加准确估算植被覆盖度奠定了数据基础。

4 植被覆盖度估算模型计算

4.1 模型计算过程

根据上述推导改良的植被指数像元二分法遥感估算模型,对湖南东洞庭湖湿地区域单期Worldview-2影像数据进行NDVI值计算,改良后的NDVI计算公式为:

式(7)中,Nir2对应的是Worldview-2第8波段NearIR2:(860—1 040)nm,Red对应的是Worldview-2第5波段Red:(630—690)nm.计算获得改良后的归一化植被指数图。

将NDVI*值引入公式(1)可得到植被覆盖度结果,其中NDVIsoil和NDVIveg分别采用NDVI*数据中单元像元积累频率为5%和90%的NDVI*值来代替,该结果通过ENVI4.8中对NDVI*数据进行统计分析得到,在计算过程中,对研究区进行掩膜处理,排除非研究区混入后的NDVI*误差积累,通过统计结果得到NDVIsoil=0.227 515,NDVIveg=0.735 178。另外,对NDVI*>0.735 178的情况VFC取值为1,即100%全部为植被覆盖;NDVI*<0.227 515时,VFC取值为0,即全部不被植被覆盖。

4.2 结果分析

利用Worldview-2影像数据,据植被覆盖度估算模型计算出东洞庭湖湿地研究区域的植被覆盖度为64.3%,对所得结果按照植被覆盖度5级分类方案,即0~20%、20%~40%、40%~60%、60%~80%、80%~100%共5级(图3所示),生成基于改良的NDVI*像元二分模型植被覆盖度估算分级图。

采用的Worldview-2影像数据时相为4月底,属于东洞庭湖湿地研究区域的枯水期,湿地植被类型相对比较丰富,植被覆盖度的较高。植被覆盖度的变化决于所处区域的地形地貌差异。地势较低的紧挨湖泊的浅滩区域,由于露出水面时间较短,植被生长未达到最大程度,植被覆盖度低,只有10%—20%;地势稍高且因为枯水期退水露出水面时间较长的区域,湿地植被类型比较丰富,具有丰富的湿地类型如:苔草草滩、芦苇滩地、辣蓼草滩、泥蒿草滩等,长势较好,几乎全部覆盖了该区域,植被覆盖度达到了70%以上;在接近湖堤的小范围区域内,虽然也是在枯水期露出水面时间较长的区域,具有生长丰富植被的自然条件,但由于接近护堤公路,人为活动较为频繁,对植被的干扰程度大,植被覆盖度较低约在10%—20%;因此在这部分地区,植被覆盖度的变化主要还是由于洞庭湖水位影响比较大,随着洞庭湖枯水期和丰水期的交替变化,植被覆盖度的变化也具有非常明显的时相性。

4.3 结果验证

该研究区域主要为湖区湿地植被,以草滩地为主,较少的高大乔木和高植株灌木等,为检验结果的准确性,采用现地调查照相法对东洞庭湖湿地研究区主要土地植被类型的植被覆盖度进行外业调查。选取20块样地4×4像元大小的样方,即10 m×10 m,并在样方拍摄多张样点照片。计算照片中样点植被覆盖度,然后推导平均值作为样方的植被覆盖度。每块样地的样点采用差分GPS定位,获取准确的采样点经纬度坐标,误差控制在(20—50)cm,然后在Wordlview-2遥感数据中取4×4像元中心点植被覆盖度作为所对应的遥感估算值,并进行误差比较(见表1所示),计算模型估算精度为87.8%,实测值与估算值之间相关系数为0.87,协方差为0.03。数据结果表明,外业实测数据与遥感估算数据精度较高,按本文所用的估算模型可以在该研究区域得到理想结果。

5 结论

通过上述分析,以新型的Worldview-2卫星数据中特有的近红外2新波段参与归一化植被指数(NDVI)建立,并运用像元二分模型原理,设计并建立植被覆盖度估算模型,可获得较为准确的植被覆盖度结果,并且该模型可操作性强,可以大区域、准确、快速的进行植被覆盖度估算。但在实验过程中模型的应用也发现了一些问题,主要为:

(1)NDVIsoil和NDVIveg的值应该是随着土地覆盖类型的变化而有所变化的,对于两个因子的取值,本文中用的是单元像元积累频率为5%和90%的NDVImin和NDVImax替代取值,最好的方法为实测数据分析确定两个值。

(2)使用本文模型进行估算植被覆盖度的区域最好的实际覆盖度20%<VFC实际<80%,在该区间估算精度准确,超出区间范围估算模型精度大幅度降低。

(3)针对森林的植被覆盖度估算在本文中未提及,快速提取森林区域的植被覆盖度也是非常重要的科学问题。

摘要：利用Worldview-2卫星数据八波段多光谱数据特点,分析与近红外波段重叠并具有更高信息量的近红外2新波段特征构建植被指数(VI)的关系。以湖南东洞庭湖湿地区域为研究区,建立近红外2新波段参与的归一化植被指数(NDVI)植被覆盖度估算模型。通过与实测样点结果比较发现:近红外2波段参与改良后的NDVI法的估算结果与实测值验证结果更加匹配,精度达到87.8%;原始近红外波段参与的NDVI法的估算结果精度最低。研究表明运用Worldview-2数据,并采用改良后的NDVI法可以大区域、准确、快速的进行植被覆盖度估算。

关键词：遥感,Worldview-2卫星,近红外2波段,植被覆盖度估算

参考文献

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