目 錄目 錄i第一章 緒 論11.1研究背景11.2模型分類及參數(shù)11.3 Longley-Rice模型傳輸損耗21.4 Longley-Rice模型的適用范圍3第二章 傳播模型分析及建模52.1傳播模型的分析與選擇52.2 Longley-Rice模型建模82.2.1衍射傳播損耗92.2.2視距(LOS)傳播損耗102.2.3向散射傳播損耗102.3仿真分析102.3.2 SRTM高程數(shù)據(jù)的抽取過程112.3.3 接收機高度描述122.3.4結(jié)果13第三章Longley-rice等效模型的建立153.1 longley-rice 的現(xiàn)狀和不足153.2 Longley-Rice模型的改進15第四章 利用longley-rice 模型設(shè)計的可視化電磁環(huán)境174.1 電磁環(huán)境可視化174.2三維電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)生成184.2.1不規(guī)則地形剖面提取184.2.3電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)計算194.3在三維數(shù)字地球上體繪制電磁環(huán)境204.3.1硬件加速的直接體繪制204.3.2電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)包圍盒204.3.3體數(shù)據(jù)紋理坐標轉(zhuǎn)換21第五章用Longley-Rice大氣折射修正方法的改進255.1對Okumura-Hata和Longley-Rice的比較255.2 Longley-Rice模型中對大氣折射誤差的修正255.3大氣折射修正方法的改進26第六章 展望30參考文獻31第一章 緒 論1.1研究背景Longley-Rice無線電波傳輸模型1 李娜.地域電波傳播預(yù)測研究D.西安電子科技大學(xué) 2009是由Longley和Riee提出的無線電波傳輸模型，該模型為統(tǒng)計模型，它是以無線電波傳播理論為依據(jù)，并結(jié)合了許多實際環(huán)境下的測量數(shù)據(jù)，所以該模型被稱為半經(jīng)驗預(yù)測模型。正是因為該模型是以無線電波傳播理論為依據(jù)，有加上了大量的實際測量數(shù)據(jù)，因此該模型得到了廣泛的應(yīng)用。該模型被稱為不規(guī)則地面模型，可以用該模型預(yù)測自由空間中由地形非規(guī)則性所造成的中值傳輸衰落。1.2模型分類及參數(shù)Longley-rice模型有:2種模式。當?shù)匦温窂揭讚?jù)很詳細時，特定路徑參數(shù)就很容易被確定。這不預(yù)測方式為“點到點預(yù)測”。如果地形數(shù)據(jù)不夠訓(xùn)確，可以利用Longley-Rice模型估計特定參數(shù)的值這種預(yù)測方式為“區(qū)域預(yù)測”。Longley-rice模型有4種變化模式，分別為單信號模式、單天線模式、移動模式和廣播模式。在longley-rice模型的早期程序中，所有點對點預(yù)測的計算都是基于單天線模式，這里天線的位置是不變的。后來，由于對計算精度需求的提高，人們才引入其他模式。在各種變化模式中，變化的主要是時間、位置和情景3個參量，或者說是一個三維變量。目前，Longley-Rice無線電波模型已有相關(guān)的計算機仿真程序，可以用來對無線電波傳輸?shù)膿p耗進行計算。當無線電波傳輸路徑已知時，計算機的仿真程序可以通過無線電波傳播路徑的長度、極化方向、無線電波頻率、地面有效半徑、收發(fā)天線高度、地面導(dǎo)電常數(shù)以及表面繞射率等參數(shù)確定無線電波傳輸損耗的大小。Longley-Rice預(yù)測模型主要有以下參數(shù):天線極化方式:可以采用水平極化或者垂直極化。Longley-Rice模型中假設(shè)發(fā)射天線和接受天線具有相同的極化方式;折射率:空氣的折射率決定了無線電波的“彎曲”程度。在一般的模型中，空氣折射率用地面有效曲率來代替，通常取1.333。介電常數(shù):地面的相對介電常數(shù)和電導(dǎo)率1.3 Longley-Rice模型傳輸損耗根據(jù)無線電波的傳播范圍的不同，Longley-Rice模型的傳輸損耗可大致分為三種情況，它們分別為:(1) 視距傳播損耗(2) 繞射傳播損耗 (3)散射傳播損耗。 當無線電波傳播于視距范圍內(nèi)時，無線電波傳播方式主要以反射傳播為主。通過對地貌地形的路徑及對流層的繞射特點進行分析，預(yù)測出無線電波傳輸中值傳輸衰落，將雙線地面反射模型用來模擬地平線以內(nèi)的傳輸場強。 視距傳播模型的適用范圍為:。(2)繞射傳播損耗 當無線電波傳播于超視距范圍內(nèi)時，無線電波傳播方式主要以繞射傳播為主。但是，當無線電波的傳播環(huán)境為不規(guī)則的地形時，會有兩種理論用于計算繞射損耗。其中一種適用于預(yù)測非球形但光滑的地面上無線電波的傳播，而另外一種則適用于非常不規(guī)則的地面上無線電波的傳播。采用Fresnel-Kirchoff刃形模型來預(yù)測無線電波傳播的繞射損耗，其計算結(jié)果是上述兩種理論結(jié)果的加權(quán)和。適用范圍:為繞射傳播距離，單位為km。(3)散射傳播損耗 當無線電波的傳輸距離為大大超出地平線的遠距離無線電波的傳輸時，無線電波傳播方式主要以散射傳播為主，預(yù)測理論以繞射理論為主。 適用范圍:為散射傳播距離，單位為km。 綜上所述，Longley-Rice模型傳輸損耗為: (3-15)其中: （3-16) (3-17)式中:d為傳播距離，單位為km;f為無線電波頻率，單位為MHz; 為光滑地面距離;表示此處的繞射損耗和散射損耗相等; 、 、分別表示自由空間下視距、繞射和散射時的傳播損耗值;和為傳播損耗系數(shù);和分別為繞射和散射損耗系數(shù)。為視距傳播距離，為繞射傳播距離，為散射傳播距離。1.4 Longley-Rice模型的適用范圍 Longley-Rice模型中的實測數(shù)據(jù)大多數(shù)取自10-1 000 MHz的頻率范圍，其中20-100 MHz的數(shù)據(jù)涉及5-50km的距離和1-9 m的收、發(fā)信天線高度;較高頻段的數(shù)據(jù)涉及5-1 000 km的距離，10-1500 m的發(fā)射天線高度和3-9m的接收天線高度。數(shù)據(jù)來源于世界各地，但主要是美國，多數(shù)為移動記錄結(jié)果。 曹雪.地域電波傳播模型修正的研究D。西安電子科技大學(xué)2009Longley-Rice模型給出了參考衰減值的計算公式及不同環(huán)境下相關(guān)修正因子的詳細說明，公式中所使用的參數(shù)包括:不規(guī)則地形參數(shù)、頻率、收發(fā)信機天線高度和表面折射率等 Propagation by diffraction. ITU-R Recommendation P.526-9。同時還引入了反映介質(zhì)特性的2個參數(shù):介電常數(shù)和導(dǎo)電率。 以傳播理論為依據(jù)，加上極其豐富的實測數(shù)據(jù)，使得Longley-Rice模型使用范圍得到了拓展，其適用范圍如下:1) 頻率f : 20-40000MHz; 2) 收、發(fā)信機天線高度:0.5-3000m;3) 覆蓋半徑:1-2000km; Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30MHz to 3000 MHz.ITU-R Recommendation P.1546-2:4) 表面折射率:250-400Ns。表1.1地面的相對介電常數(shù)和導(dǎo)電率表1.2氣候類型和相應(yīng)地表折射率 在Longley-Rice模型中，溫帶大陸性氣候為溫地區(qū)大片陸地上的典型氣候，其典型特征為顯著f氣溫變化和四季交替。在中緯度沿海地區(qū)，強大曠海風(fēng)為大陸帶來了濕潤的空氣，因此這里主要是溫帶海洋性氣候 楊琨琨.GSM無線網(wǎng)傳播模型校正及基站覆蓋問題的研究D.南京:南京郵電大學(xué)，2006.。英國、美國西海岸和歐洲部分地區(qū)就是這種氣候的典型代表。對于小于100 km的播路徑而言，溫帶大陸性氣候和溫帶海洋性氣候造成的差別微乎其微。但是對于更長的路徑而言 聶君，劉曉晶，楊樺.復(fù)雜地形環(huán)境下的無線電監(jiān)測傳播模型研究J.數(shù)字通信，2011，帶海洋性氣候帶來了更多的折射，使得在約10%時間內(nèi)其場強大于溫帶大陸性氣候。第二章 傳播模型分析及建模2.1傳播模型的分析與選擇 飛行器從起飛到飛臨目標上空，一般情況下可能會途經(jīng)平原、丘陵、高山、河流甚至是海洋等不規(guī)則地形，對通信信道損耗的預(yù)測需要考慮不同的天然地形環(huán)境的影響。同時還要考慮樹木、建筑物和其他遮擋物等人為因素的影響。電波傳播預(yù)測模型大體可分為兩類:一類是基于電磁波傳播理論 Z. Nadir, M. I. N. E. Pathloss Determination Using Okumura-Hata Model And SplineInterpolation For Missing Data For Oman. In Proceedings of the World Congress an Engineering.Vol I. 2008. London.，根據(jù)具體的適用環(huán)境，確定電磁環(huán)境的邊界條件，求解麥克斯韋電磁波方程式，進而確定出電磁波的傳播路徑和傳播場強值，該類模型通常適用于計算近區(qū)場電磁傳播，而對遠區(qū)場而言邊界條件難以確定，需要考慮的因素增多，計算相當復(fù)雜;另一類是利用數(shù)理統(tǒng)計方法，通過將大量數(shù)據(jù)篩選后進行統(tǒng)計分析，并結(jié)合部分電磁理論來確定對電磁波傳播損耗影響較大的因素，再利用數(shù)據(jù)擬合等方法得到電磁波的傳播預(yù)測模型，屬半經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，對遠區(qū)場的電磁波預(yù)測大都使用該類模型。 通過長期的測試、研究，人們總結(jié)歸納了多種適用于遠距離的電波傳播預(yù)測模型，如Okumur Hata模型、Egli模型和Longley-Rice模型等。 Okumura模型以準平坦地形大城市區(qū)的中值場強或路徑損耗作為參考，在工程實際中多用于市區(qū)、郊區(qū)和開闊地等地形起伏不大的地區(qū) 曾艷軍.移動通信中電波傳播特性研究及傳播模型校正與應(yīng)用D.杭州:浙江工業(yè)大學(xué)，2003。對于起伏較大的不規(guī)則地形，如丘陵地形、水陸混合地形和孤立山峰，其傳播損耗應(yīng)在準平坦地形的中值傳播損耗的基礎(chǔ)上，加上適當?shù)男拚蜃舆M行校正。Okumura模型以曲線圖的形式給出，不便于快速的仿真，而Okumura-Hata模型是Hata在Okumura曲線圖的基礎(chǔ)上，通過曲線擬合所作的經(jīng)驗公式: （21）式中:為電波頻率，單位MHz; d為通信距離，單位km;、為收發(fā)天線高度，單位m;為地形修正因子，是移動天線有效高度修正因子，單位dB;為距離修正因子 王祖良，彭茜，鄭林華.信道損耗模型研究及仿真分析J.電波科學(xué)學(xué)報，2009,24(1):。 Egli模型是通過在VHF頻段和UHF頻段對不規(guī)則地形上得到的大量實測數(shù)據(jù)綜合分析的基礎(chǔ)上提出的一種經(jīng)驗?zāi)Ｐ停缘匦纹鸱驼系K物高度不超過15 m為準，對于地形起伏和障礙物超過15 m的，運用修正因子加以修正。該模型僅適用于視距范圍內(nèi)。 Longley-Rice模型被稱為不規(guī)則地形模型，以電波傳播理論為依據(jù)，結(jié)合豐富的實測數(shù)據(jù)，用以預(yù)測在自由空間中由地形的非規(guī)則性造成的中值傳播損耗。該模型具有兩種預(yù)測模式。當能夠獲取詳細的地形剖而數(shù)據(jù)時 徐文杰，周新力，吳龍剛.Longley-Rice等效散射模型的建立J.無線電工程2011, 41(4):42-44，可以采用點對點模式，如果沒有地形數(shù)據(jù)，預(yù)測模型需要估算與路徑相關(guān)的參數(shù)，需采用區(qū)域模式。表2.1 不同傳播預(yù)測模型的適用范圍表2.1描述了以上三種模型的具體適用范圍。從表中可以看出:Egli模型的適用頻率范圍較窄，距離范圍僅為視距，Egli模型不適用于地形高度起伏太大的山區(qū)，而Okumura-Hata模型和Longley-Rice模型均可用于飛行器通信仿真系統(tǒng)。對這兩種預(yù)測模型在開闊地和起伏較大的丘陵地區(qū)進行仿真，如圖1和圖2所示。圖2.1 開闊地傳輸損耗對比 圖2.1中，Longley-Rice模型的預(yù)測值比Okumura-Hata模型的預(yù)測值明顯偏低。Okumura-Hata模型在兩種地形下的預(yù)測值變化較小，丘陵地區(qū)僅比開闊地偏高20 dB左右，而Longley-Rice模型的變化較大，丘陵地區(qū)比開闊地高30 dB左右。從仿真可以看:Longley-Rice模型比Okumura-Hata模型對地形的變化更加敏感，特別是圖2.2中Longley-Rice模型的點對點模式能夠?qū)崟r地反映地形對電磁波傳播的影響，比區(qū)域模式更加適用于傳播地形復(fù)雜的飛行器通信信道預(yù)測。 文獻和巨中均使用了Longley-Rice模型作為海而電波傳播模型，但由于應(yīng)用環(huán)境是海洋，地形不規(guī)則度較小，因此，使用的是區(qū)域模式; 胡繪斌，姜永金，傅文斌.不規(guī)則地形上電波傳播衰減特性預(yù)測研究J.空軍雷達學(xué)院學(xué)報，2008, 22 (4):271-274文獻中提出使用Longley-Rice模型作為地而和導(dǎo)彈通信信道模型，在區(qū)域模式下仿真了頻率、地形、氣候類型和天線位置對電波傳播衰減的影響，但未給出點對點模式下地形影響的仿真結(jié)果。本文通過抽取傳播路徑地形高程值，從以飛行器高度作為接收天線高度的角度，使用點對點模式對電波傳播衰減進行了仿真。圖2.2 丘陵地區(qū)傳播損耗對比2.2 Longley-Rice模型建模 Longley-Rice模型引入了電磁波頻率f.、收發(fā)天線有效高度、:及位置、極化方向、地形不規(guī)則度h、地球表而折射率、地而電導(dǎo)率和相對介電常數(shù)等因素，在考慮電波本身特性的基礎(chǔ)上，同時兼顧了傳播環(huán)境的電氣特性。不同路徑長度的傳播損耗參考中值的計算如下： （22）式中:d為傳播距離，單位為km;f為無線電波頻率，單位為MHz; 為光滑地面距離;表示此處的繞射損耗和散射損耗相等; 、 、分別表示自由空間下視距、繞射和散射時的傳播損耗值;和為傳播損耗系數(shù);和分別為繞射和散射損耗系數(shù)。為視距傳播距離，為繞射傳播距離，為散射傳播距離。 通過式(22)可以分別計算視距傳播損耗、衍射傳播損耗和散射傳播損耗。同時，再考慮到自由空間傳播損耗，整個傳播路徑上的總體損耗為 (23)其中: （24） 式中:d為傳播距離，單位為km;f為無線電波頻率，單位為MHz。2.2.1衍射傳播損耗 為衍射傳播距離，單位:km.不規(guī)則地形中的衍射傳播損耗通過結(jié)合基于菲涅耳-基爾霍夫理論的雙刃峰模型和適用于光滑地而的Vogler修正模型來計算。 （25） （26) (27）為收發(fā)天線有效高度，單位:m。為地球有效曲率（2-8） （29） (210) (211) 式(210)根據(jù)參數(shù)二確定雙刃峰衰落和圓形地球衰落在衰落計算中的比重。 式(211)為雜波干擾衰落。2.2.2視距(LOS)傳播損耗 為視距 孫威.基于電子地圖的地域無線電波傳播預(yù)測研究 D.西安:西安電子科技大學(xué)，2010.傳播距離，單位km.在LOS內(nèi)，以反射傳播機制為主，采用雙線地而反射模型計算。定義 如果 ，那么，否則 （211) (212)， （213）式中，根據(jù)參數(shù)確定衍射之外的損耗和雙線理論損耗的比重。2.2.3向散射傳播損耗 為散射傳播距離，單位km。計算過程為 （214） （215） （216） （217）式中 （218）2.3仿真分析2.3.1地形剖而數(shù)據(jù)的獲取應(yīng)用Longley-Rice模型的點對點模式進行計算時，需要獲取收發(fā)信機之間詳細的地形剖而數(shù)據(jù)。在仿真過程中采用質(zhì)量較高的航天飛機雷達地形測繪使命高程數(shù)據(jù)SRTM ，分辨率為90m,SRTM數(shù)據(jù)有多種存儲格式，此處使用ASCII格式存儲的數(shù)據(jù)，通過讀取ASCII文件頭獲取存儲高程文件的基本信息 孫紅云.基于GIS的廣播電視電波繞射模型研究D.北京:中國測繪科學(xué)研究院，2007，如行列數(shù)目和、起始經(jīng)緯度和以及數(shù)據(jù)元大小等，然后計算目標位置點相對起始點的偏移量n就能得到該點的高程數(shù)據(jù)。如果該點不能與文件中的位置相對應(yīng)，則使用內(nèi)插值方法，根據(jù)若干相鄰點的高程值求出此點的高程值。2.3.2 SRTM高程數(shù)據(jù)的抽取過程將ASCII文件中除去基本信息的實際高程數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，網(wǎng)格數(shù)目為*;網(wǎng)格的起始點坐標(0,0)，終點坐標E(,).根據(jù)收發(fā)點的經(jīng)緯度確定收發(fā)點在網(wǎng)格中的坐標, 向下取整。 (1)根據(jù)收發(fā)點的坐標計算采樣點數(shù)和采樣點間距d=90，單位為m，其中. (2)采樣點滿足直線方程:，由此得到采樣點的坐標為進而求得所有采樣點的高程值，也就得到了收發(fā)點之間的地形剖而數(shù)據(jù)。 在實驗過程中，選取發(fā)射點坐標T (115.9,42.7)，接收點坐標R(117,43.5)，采樣點數(shù)N =1321,d=111.3 m，收發(fā)點間距d=146.9 km.抽取后的地形剖而如圖2.3所示。圖2.3 從SRTM抽取的地形剖面圖2.3.3 接收機高度描述 在Longley-Rice模型的點對點模式 孫剛.無線傳播信道模型庫的研究與建立D.西安:西安電子科技大學(xué)，2009中，需要明確信號發(fā)射機的結(jié)構(gòu)高度以及接收機的結(jié)構(gòu)高度，此處也就是飛行器距離地而的垂直距離。仿真時，可以假設(shè)飛行器在飛行過程中，飛行的海拔高度在一段時間內(nèi)變化不大。但飛行器接收機的結(jié)構(gòu)高度卻時刻在變化著。 如圖2.4所示，飛行器在位置1和位置2時的飛行高度相同，均為,.當在位置1時，飛行器處于山體的最頂端上空，此時的接收機結(jié)構(gòu)高度為，且接收機處于發(fā)射機的視距范圍內(nèi)。當在位置2時，飛行器飛臨山體的低海拔處，此時接收機的結(jié)構(gòu)高度變?yōu)?，由于山體的阻擋，電波的傳輸以衍射為主。圖2.4 飛行器在不同位置時的接收機高度描述2.3.4結(jié)果 在仿真計算中各工作參數(shù)設(shè)定為:電波工作頻率f =1 500 MHz，全向天線，垂直極化。發(fā)射機天線高度 = 100 m，飛行器飛行海拔高度 =1 665 m，地而電導(dǎo)率=0. 005，相對介電常數(shù)。=15，地球表而折射率= 320N.發(fā)射機坐標為(E115. 9,N42. 7)，飛行器接收機的坐標隨飛行器以固定的飛行海拔高度向著坐標為(E117. 0,N43.5)的點沿直線飛行而不斷變化，該地區(qū)的氣候類型為亞熱帶大陸性氣候。 仿真結(jié)果如圖2.5所示。左坐標軸表示地形高程值，單位m，其中最左端標“.”處為發(fā)射機所在地;右坐標軸表示電波傳播衰減，單位a;圖上端帶箭頭的虛線表示飛行器的飛行軌跡。從圖2.5中可以看到，在視距最遠端點之前的傳播衰減值緩慢增長，且曲線較為光滑，這是因為飛行器飛臨視距最遠端點之前一直處于發(fā)射機的視距范圍內(nèi)，可以認為是自由空間傳播。在視距最遠端點處，飛行器和發(fā)射機之間恰好有山峰阻擋，故而此處的傳播衰減值發(fā)生陡變，從158dB劇增為188dB.此點后的電波傳播就以繞射衍射為主。值得注意的是當飛行器飛臨地形中最高的山峰時，即在多重衍射區(qū)處，電波傳播衰減不但沒有增加，反而有所減少。這種現(xiàn)象就是波在衍射區(qū)域遇到阻擋物被反射回來時會進一步加強原有波的強度。隨著飛行器越飛越遠進入散射區(qū)域后，傳播衰減值呈緩慢增長的趨勢，地形的變化己經(jīng)不是影響電波傳播的主要因素，因此，不會引起傳播衰減太大的波動。圖2.5 點對點模式下的傳播衰減仿真 從圖2.5的仿真結(jié)果可以看出:在散射區(qū)域之前，電波的傳播損耗隨地形的高低起伏發(fā)生明顯的變化，說明應(yīng)用Longley-Rice模型的點對點模式可以較精確地預(yù)測電波傳播衰減。第三章Longley-rice等效模型的建立 3.1 longley-rice 的現(xiàn)狀和不足 Longley-Rice模型是由Longley和Rice提出的著名模型，它是一種統(tǒng)計模型，以傳播理論為依據(jù)，同時結(jié)合了數(shù)千組實測數(shù)據(jù)，因此稱其為半經(jīng)驗預(yù)測模型。由于該模型以傳播理論為依據(jù)，加上及其豐富的實測數(shù)據(jù) 朱敏.基于電子地圖的無線信道傳播預(yù)測D.西安:西安電子科技大學(xué)，2009，使其得到了廣泛的應(yīng)用。但是Longley-Rice模型沒有考慮接收機附近的因素以及多徑的影響，所以預(yù)測精度存在一定的誤差。這里旨在建立一種模型，讓接收機附近的因素包含在Longley-Rice模型中，使模型更加完善，精度得到響應(yīng)的提高。3.2 Longley-Rice模型的改進 由于Longley-Rice模型不能反映接收機附近的路徑損耗情況，為了使模型更加完善，提高預(yù)測的精度，作者對Longley-Rice模型做了改進，用等效散射模型描述了接收機附近的路徑損耗情況。 由于接收機天線的高度通常很低，電波在傳播過程中會遇到各種障礙物、樹木以及起伏的地形，引起了電波的反射、折射和繞射，于是到達接收機的電波是上述電磁波的疊加，如圖3-1所示。圖3-1電波的傳播模型 采用等效的散射體來描述接收機附近的電波傳播情況，在該模型中，有n個等效散射體分布在接收機附近以r為半徑的圓上，其中有一個散射體在發(fā)射機與接收機的視線傳播路徑上，如圖3.2所示。圖3.2等效散射模型第n條路徑的電波到達角度為:。式中，d為發(fā)射機和接收機之間的距離;由，d和r可以確定第n條路徑的長度為:. 于是將各個路徑的損耗疊加可以求得徑的總損耗為:. 式中，為第i條路徑的損耗。 對Longley-Rice模型做了改進，考慮接收機附近的因素以及多徑的影響，建立了接收機附近的散射模型，使得Longley-Rice模型更加完善，減小了電波傳播損耗計算的誤差，提高了電波傳播預(yù)測的精度。第四章 利用longley-rice 模型設(shè)計的可視化電磁環(huán)境4.1 電磁環(huán)境可視化 電磁環(huán)境是指存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和，包括自然環(huán)境因素和人為環(huán)境因素，本文主要研究人為電磁設(shè)備輻射構(gòu)成的三維電磁環(huán)境.由于各種電磁設(shè)備數(shù)量眾多、使用頻段交錯、輻射功率大，構(gòu)成的整個電磁環(huán)境異常復(fù)雜，相互間的干擾時有發(fā)生，尤其在目前高技術(shù)條件下，敵我雙方的電磁對抗更加重了電磁環(huán)境的復(fù)雜性.由于電磁環(huán)境不可見，指揮員不能直觀地了解戰(zhàn)場中的電磁態(tài)勢，所以要快速準確地做出決策存在巨大的困難.計算機圖形技術(shù)能形象直觀地展示數(shù)字信息，通過數(shù)據(jù)可視化，使用戶能直觀了解數(shù)據(jù)隱含的信息，帶給用戶 張延華，段占云，沈蘭蓀.Okumura-Hata傳播預(yù)測模型的可視化仿真研究J.電波科學(xué)學(xué)報，2001, 16(1):89-92強烈的視覺感受.因此，電磁環(huán)境可視化在一定程度上能減少指揮人員對復(fù)雜電磁環(huán)境掌握的盲目性，使指揮員對所處環(huán)境有一個直觀的認識，為快速準確地決策提供支持.目前在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中，電磁環(huán)境的可視化多采用二維的表現(xiàn)方式，不能體現(xiàn)三維電磁環(huán)境情況.本文結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在三維數(shù)字地球上展示三維虛擬電磁環(huán)境，為指揮員提供詳細的三維電磁態(tài)勢，指揮員還能動態(tài)調(diào)整電磁設(shè)備參數(shù)，并直觀查看電磁態(tài)勢相應(yīng)的變化，通過交互更加直接了解各種條件下的復(fù)雜電磁環(huán)境，為其快速準確地決策提供直觀的輔助支持.然而，把復(fù)雜的三維電磁環(huán)境高效且準確地展示到數(shù)字地球上是非常困難的.為了可視化電磁環(huán)境，需采用合適的電波傳播模型計算電磁設(shè)備傳播數(shù)據(jù).雖然時域有限差分(FDTD )方法能精確描述電波傳播，但由于其需耗費大量的計算時間，難以滿足實時動態(tài)可視化三維電磁環(huán)境的要求.Longley-rice 電波傳播模型是一種基于統(tǒng)計分析和電磁理論的電波傳播計算模型 張洪欣，呂英華，包永芳基于FDTD/MoM方法的同軸電纜孔縫輻射效應(yīng)研究J北京郵電大學(xué)學(xué)報，2004,27(2):61-65，它考慮了地形和大氣的影響.通過數(shù)字地形模型，可采用Longley-rice。點到點的預(yù)測模式計算電波傳播，它能精細考慮不規(guī)則地形對電波傳播的影響，且該模式相比FDTD能較快計算電波傳播數(shù)據(jù)，適合在數(shù)字地球上動態(tài)展示三維電磁環(huán)境.直接體繪制方法是一種可視化分析體數(shù)據(jù)的有效工具，由于圖形硬件能力的提高和功能的增強，采用圖形硬件圖形處理器(GPU)加速的直接體繪制方法可在主流圖形硬件條件下實時繪制，并能得到高質(zhì)量的繪制結(jié)果.目前對電磁環(huán)境中雷達探測范圍的可視化己有一些研究，主要采用了單層等值面的方法展示雷達三維探測范圍，能直觀展示雷達最大探測范圍的包絡(luò);文獻采用等值面提取的方法對高壓電線周圍的電場進行可視化， Longley A G Ric;e P L. Prediction of tropospheric; radio transmission over irregular terrain-a computer method R . ESSA Tec;hnic;al Report ERL79TS67，1968可清晰展示特定電位大小的電場覆蓋范圍，但由于等值面方法對表現(xiàn)體數(shù)據(jù)細節(jié)的不足，尚不能展示電磁環(huán)境內(nèi)部的細節(jié)信息.多層半透明等值面繪制方法通過展示體數(shù)據(jù)的多層信息，能在一定條件下彌補單層等值面的不足，但沒有對體數(shù)據(jù)進行信息分析的切片、切割能力.直接體繪制技術(shù)能詳細展示體數(shù)據(jù)信息，還能從多個角度切割分析數(shù)據(jù)，如文獻采用直接體繪制方法繪制了電磁態(tài)勢，但沒有采用GPU加速的方法，不能實時展示電磁態(tài)勢體數(shù)據(jù).因此本文擴展了文獻中的硬件加速直接體繪制方法，通過坐標轉(zhuǎn)換把三維電磁環(huán)境直接實時繪制到數(shù)字地球上。4.2三維電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)生成 為了對虛擬電磁環(huán)境進行展示，首先計算虛擬環(huán)境中設(shè)置的各個電磁設(shè)備向三維空間中輻射電磁波的情況.本文采用Longleyice電波傳播模型，即不規(guī)則地形模型來預(yù)測不同頻段的電波傳播，它能較準確地估計點波傳播損失.通過Longleyice電波傳播模型得到各個 R . ESSA Tec;hnic;al Report ERL79TS67，1968 Stegmaler S Strengert M，Klein T et al. A simple and flexible volume rendering framework for graphics-hard-wareased rayc;asting C/VG05. Stony Brook:s.n，2005:187-195電磁設(shè)備在三維空間中的輻射損失值，進而計算得到電磁波三維空間功率密度數(shù)據(jù)，以此作為三維電磁環(huán)境表現(xiàn)的基礎(chǔ).4.2.1不規(guī)則地形剖面提取不規(guī)則地形模型需要地形剖面數(shù)據(jù)來精確計算地形對電波傳播損失的影響，數(shù)字地形高程數(shù)據(jù)用來生成地形剖面數(shù)據(jù).如圖4.1 (a)所示，電磁設(shè)備向四周發(fā)射的線條表示電波傳播路徑，背景線條是數(shù)字高程模型地形網(wǎng)格.為得到電波傳播路徑上地形高程數(shù)據(jù)，采用雙線性插值方法，按照數(shù)字地形高程數(shù)據(jù)的分辨率大小等間隔在數(shù)字地形上采樣生成路徑剖面高程數(shù)據(jù) Engel K, Hadwiger M, Kniss J, et al. Realtime volume graphicsM. Wellesley: AK-Peters Ltd 2006，圖4.1 (b)示出了采樣得到的地形剖面示意圖。圖4.1 地形剖面選取4.2.3電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)計算由式可計算得到三維電磁環(huán)境功率密度值，為減少存儲空間和提高繪制效率，把電磁數(shù)據(jù)離散為一定間隔的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，如圖4.2 (a)所示.首先，按照高度方向把電磁空間分成n層，再把每層按照經(jīng)緯度方向離散為m*k個網(wǎng)格點，用式計算每個離散網(wǎng)格點上的功率密度值.采用上述離散方法計算生成的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)大小為m*k*n，圖4.2 (b)示出了離散電磁數(shù)據(jù)在三維環(huán)境中的強度情況，分別用不同灰度表示強度大小.圖4.2 電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)4.3在三維數(shù)字地球上體繪制電磁環(huán)境4.3.1硬件加速的直接體繪制 基于GPU的光線投射體繪制把三維體數(shù)據(jù)沿光線方向投射到二維圖像上，采用體數(shù)據(jù)包圍盒作為繪制代理網(wǎng)格，并把包圍盒的每個頂點顏色設(shè)置為三維紋理坐標，采用多遍繪制技術(shù)繪制體數(shù)據(jù)信息.傳統(tǒng)基于硬件加速的直接體繪制方法采用規(guī)則包圍盒繪制體數(shù)據(jù)，且體數(shù)據(jù)是規(guī)則網(wǎng)格.但是生成的電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)并不是規(guī)則體數(shù)據(jù)，如圖4.2 (b)所示，電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)采用球坐標系進行組織，因此傳統(tǒng)基于GPU的光線投射直接體繪制方法不能直接應(yīng)用到電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)的繪制.下面將詳細介紹擴展傳統(tǒng)基于GPU的光線投射直接體繪制方法，巧妙通過坐標轉(zhuǎn)換實現(xiàn)在三維數(shù)字地球上展示電磁環(huán)境體數(shù)據(jù).4.3.2電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)包圍盒 圖4.3 (a)示出了在數(shù)字地球上表示的電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)不規(guī)則包圍盒的線框圖，包圍盒底部的4個頂點與其上部對應(yīng)的4個頂點經(jīng)緯度值相同 陳鵬，楊超，吳玲達硬件加速的三維雷達作用范圍表現(xiàn)J國防科技大學(xué)學(xué)報，2007 , 29 ( 6 ) : 49- 53，而海拔不同，但包圍盒的經(jīng)緯度與三維電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)計算區(qū)域的經(jīng)緯度相同.假設(shè)三維電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)計算區(qū)域是從位置 至位置位置點均采用球坐標，其中分別為緯度、經(jīng)度和海拔.圖4.3(b)用填充色標示了三維電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)的剖面，不規(guī)則包圍盒垂直截面ABCD用粗實線表示.根據(jù)幾何關(guān)系可明顯得到包圍盒的底部B點和C點海拔為，頂部A點和D點的海拔為 （4-1） 其中，R為地球半徑;為.從圖3 (b)可見，電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)包圍盒大于體數(shù)據(jù)的計算區(qū)域范圍，這樣可得到體數(shù)據(jù)包圍盒海拔高度:底部為，頂部為H.圖4.3 電磁體數(shù)據(jù)包圍盒4.3.3體數(shù)據(jù)紋理坐標轉(zhuǎn)換 在傳統(tǒng)基于GPU光線投射體繪制方法中，包圍盒頂點顏色值設(shè)置為三維體數(shù)據(jù)紋理的紋理坐標，通過繪制包圍盒背面到紋理作為投射光線終止點.計算得到的三維電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)是不規(guī)則的，難于計算其包圍盒上的體數(shù)據(jù)紋理坐標，且由于包圍盒中其紋理坐標系統(tǒng)不是均勻變化的，不能直接把三維體數(shù)據(jù)紋理坐標設(shè)置成頂點坐標，通過線性插值得到其他紋理坐標.本文提出一種方法，不用三維體數(shù)據(jù)紋理坐標作為頂點顏色值，而是采用頂點的球坐標位置，通過坐標轉(zhuǎn)換把球坐標轉(zhuǎn)換為紋理坐標.首先，把球坐標轉(zhuǎn)換為笛卡兒坐標 （4-2）其中，r, ，為球坐標;x,y,z為笛卡兒坐標.用式(4-2)把包圍盒的8個頂點坐標轉(zhuǎn)換為笛卡兒坐標，然后設(shè)置其顏色值.通過GPU浮點紋理的支持，包圍盒浮點顏色值被繪制到了浮點紋理上，片段著色程序查詢浮點紋理就能得到包圍盒的頂點位置值，即得到投射光線的終止點.繪制包圍盒正面作為投射光線的起始點 李衷怡，辛建華，李利軍空間電磁場三維可視化技術(shù)J研究田計算機與數(shù)宇工程，2005 , 33 (10):53 55，因此投射光線方向就是終止點與起始點的矢量差，沿著光線方向就能采樣得到該光線穿過的體數(shù)據(jù)值.但該光線上的位置是在笛卡兒坐標系下的坐標，不能直接從三維體數(shù)據(jù)紋理中得到體數(shù)據(jù)，需把笛卡兒坐標轉(zhuǎn)化為紋理坐標.由于體數(shù)據(jù)計算范圍為至，首先笛卡兒坐標(x,y,z)轉(zhuǎn)換為球坐標(r,)， (4-3)通過球坐標插值可得到紋理坐標為 (4-4)其中體數(shù)據(jù)紋理坐標u,v,s的有效范圍為0,1，即在體數(shù)據(jù)計算范圍內(nèi).因此如果計算得到的紋理坐標不在該范圍內(nèi)，可采用空白區(qū)域剔除方法，不繪制該區(qū)域處的體數(shù)據(jù)，可加速體數(shù)據(jù)繪制.采用OpenGL圖形接口和Cg語言實現(xiàn)了硬件加速的電磁環(huán)境直接體繪制方法.實驗中在三維數(shù)字地球上設(shè)置了20部電磁設(shè)備，假設(shè)為全向天線，地形數(shù)據(jù)采用90 m分辨率.電磁設(shè)備參數(shù)見表1.Longley-ric。電波傳播參數(shù)設(shè)置如下:折射率為320，介電常數(shù)和地面電導(dǎo)率分別為15 F/m和0.005 S / m.地形剖面采樣間隔為100 m，實驗用個人計算機(PC)配置為Intel Core 2 Duo 2.8 GHz，顯卡為GeForee 8600 GT.圖4.4示出了電磁環(huán)境在三維數(shù)字地球上的情況，電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)分辨率為100 100 30，經(jīng)度和緯度等分間隔都為0.O5度，高度等分間隔為200 m覆蓋范圍約為500 km 500 km，每個采樣點數(shù)據(jù)采 采用16位浮點數(shù)存儲.如果體數(shù)據(jù)范圍較大，可把體數(shù)據(jù)劃分為多個分塊區(qū)域，每塊采用同樣的方法繪制，然后按照分塊從后往前的順序融合到三維環(huán)境中，因此本文方法適合較大數(shù)據(jù)量的電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)繪制.釆用Longley-rice電波傳播模型計算實驗用電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)耗時8.836 s，窗口大小為1024 768時繪制平均幀率為12幀/s.相比文獻，本文方法可實時直接體繪制電磁環(huán)境，且各個電磁設(shè)備參數(shù)可交互改變，系統(tǒng)將重新計算生成新的電磁環(huán)境體數(shù)據(jù).電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)通過顏色映射工具(見圖4.4(c)為不同的功率密度設(shè)置不同的顏色和透明度，三維電磁環(huán)境體繪制效果如圖4.4(a)所示.電磁環(huán)境在三維環(huán)境中的情況可直觀地動 表 4.1電磁設(shè)備參數(shù)態(tài)展示，而且可交互改變電磁設(shè)備參數(shù)，能極大輔助電磁設(shè)備設(shè)計和規(guī)劃.圖4.4(b)示出了關(guān)閉圖4.4(a)中一部電磁設(shè)備后的情況，可清楚看到該電磁設(shè)備影響情況.圖4.4 在三維地球上繪制的結(jié)果 圖4.5通過體數(shù)據(jù)切割技術(shù)示出了電磁環(huán)境在不同方向上的輻射情況，相比文獻的等值面方法，本文方法能展示電磁體數(shù)據(jù)內(nèi)部細節(jié).其中圖4.5(a)是500 m海拔上電磁環(huán)境切片，圖4.5 (b)是5 km海拔上的電磁環(huán)境切片，圖4.5 (c)是沿經(jīng)度、緯度方向切割電磁環(huán)境的情況.圖4.5 體數(shù)據(jù)切割這是一種傳統(tǒng)體繪制方法的擴展方法，巧妙通過坐標轉(zhuǎn)換把電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)及時展示到了三維數(shù)字地球上.采用Longley-rice電波傳播模型 周橋，徐青，陳景偉，等電磁環(huán)境建模與3維可視化J測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報，2008, 25 (2):112-115計算電磁環(huán)境數(shù)據(jù)，該模型考慮了不規(guī)則地形和大氣的影響，能較準確地預(yù)測電波傳播.最后在數(shù)字地球上實現(xiàn)了三維電磁環(huán)境繪制.結(jié)果表明，本文方法能及時展示虛擬電磁環(huán)境，而且可動態(tài)調(diào)整電磁設(shè)備參數(shù)(如頻率、功率等)，及時展示不同電磁參數(shù)下電磁環(huán)境，可用于描述大范圍三維電磁態(tài)勢.雖然采用了Longley-rice傳播模型來生成電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)，但本文方法也適合其他方法生成的體數(shù)據(jù)的及時可視化，因此下一步計劃采用更為準確的電波傳播模型，并采用并行計算的方式提高電磁數(shù)據(jù)計算效率，增強電磁環(huán)境體數(shù)據(jù)準確性.第五章用Longley-Rice大氣折射修正方法的改進5.1對Okumura-Hata和Longley-Rice的比較信道模型分為大尺度模型和小尺度模型兩種，大尺度型刻畫信號傳輸過程中經(jīng)歷的路徑損耗中值，小尺度模型刻畫小范圍內(nèi)(幾個波長)信號的幅度和相位上的快速衰落。在大尺度傳播衰落模型研究方面先后建立了以下著名的信道模型: Longley-Rice模型、在幾公里到幾百公里圍內(nèi)Okumura-Hata被廣泛用來預(yù)測接收信號的場強，但海上移動信道路徑損耗預(yù)測利用Longley-Rice模型更合適，Longley-Rice模型考慮了更多的與地形有關(guān)的因素，包括面折射率、地面導(dǎo)電率、介電常數(shù)以及地面粗糙度等，還考慮了不同的氣候類型和天線的位置標準等。 文獻通過對Okumura-Hata和Longley-Rice模仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的比較，指出預(yù)測海上傳播損耗時后更確切。Longley-Rice模型適合于傳輸距離為1-2000公里，頻率范圍為2-2000MHz，天線高度0-10000米，支持多種氣候類型、多種地形、多種反射面?zhèn)鞑ヌ匦?、三種天線位置標準、天線激化方式等參數(shù)。該模型以傳播理論為依據(jù)，同時結(jié)合了數(shù)千組實測數(shù)據(jù)，因此稱其為半經(jīng)驗預(yù)測模型。Longley-Rice模型從1967年提出以來在當時航海等大區(qū)制通信場強預(yù)測模型中得到了廣泛的應(yīng)用，并不斷被深人研究和改進，Hufford等人根據(jù)模型提供的理論和原始數(shù)據(jù)給出了模型的實用算法。由于大氣折射的影響，電波在大氣中傳播的實際路徑是一條曲線，與收發(fā)信機之間的實際距離存在著誤差，預(yù)測信道傳播路徑損耗時需要對實際距離加以修正。5.2 Longley-Rice模型中對大氣折射誤差的修正 Longley-Rice模型中對大氣折射誤差的修正采用等效地球半徑法，等效地球半徑法計算簡單，但是精度不高，該方法只利用了大氣地面折射率的水平差異，未利用垂直剖面信息，而實際大氣折射率垂直差異，尤其在近地面lkm內(nèi)的垂直差異比較大，本文對Longley-Rice模型大氣折射誤差修正方法加以改進。改進方法充分利用大氣折射率垂直剖面信息，利用電波實際傳播路徑和收發(fā)天線地面水平距離之間的映射關(guān)系，將模型輸人的收發(fā)天線之間的實際距離映射為電波實際傳播距離，能更精確反映傳播距離對電波傳播損耗的影響。改進算法預(yù)測結(jié)果比原有方法更接近實測結(jié)果，具有較大的實用價值。5.3大氣折射修正方法的改進Longley-Rice模型參考衰減為距離的分段函數(shù) （5-1)定義的三段分別稱為視距區(qū)域，繞射區(qū)域和散射區(qū)域。模型控制置信度的參數(shù)由統(tǒng)計量給出，L(qT,qL,qS）作為時間，位置，形勢分量的函數(shù)，衰減不會超出這個值。也就是說，在必的情況下，至少有私的地點衰減不會超過L(qT,qL,qS），并且這個時間至少為qT。對于光滑地球地平線的距離，是基于平坦地面的二徑反射理論和一個繞射損耗的外插值計算的;對恰好超過從到,的地平線距離(為繞射損耗和散射損耗相等的地點)，參考衰減值是刃峰繞射和光滑地球繞射計算的加權(quán)平均。加權(quán)因子為頻率、地形不規(guī)則因子和天線高度的函數(shù)。對于很不規(guī)則地形，從終端看地平線障礙物可看做是銳利山脊，繞射損耗是基于Epstein-Peterson近似按雙刃峰路徑計算的。對范圍大于的超視距路徑，參考衰減按按繞射損耗計算和正向散射損耗計算中取較小者。由于大氣層密度分布的不均勻性，導(dǎo)致電波傳播產(chǎn)生折射現(xiàn)象，使得電波傳播距離與實際距離不符。在Longley-Rice模型中，傳輸距離參數(shù)給出的是發(fā)射機和接收機之間的地面水平距離，但影響傳輸損耗的距離是電波實際傳播的距離(視在距離)，并且該模型預(yù)測損耗值是傳播距離的分段函數(shù)，傳播距離直接影響傳輸衰落曲線的轉(zhuǎn)折點，因此必須對給出的傳播距離參數(shù)加以修正。Longley-Rice模型采用等效地球半徑法修正大氣折射誤差，等效地球半徑定義為散射梯度N或地球表面折射值N的函數(shù)。定義N=(n-1)106其中，。為地球表面大氣折射指數(shù)。該方法對折射率剖面的計算沒有利用折射率負梯度的值在不同氣候類型之間有較大差異的特性，實際中這種差異比較明顯，而折射率剖面直接影響到電波傳播的實際路徑，從而影響預(yù)測精度。下面提出一種改進的折射修正方法，以改進Longley-Rice電波傳播衰落預(yù)測精度。電波折射示意圖如圖1所示，T為發(fā)射天線相對平均海平面的高度，T為T在海平面上的投影，R為接收天線相對海平面的高度，R為R在海平面上的投影，0為地心原點，為地球半徑，P為射線上的某點，為射線在P點處的仰角，dl為射線在P點處的一小段弧線，dr為地球徑向延長線在P點處的線段小量，為射線上P點對應(yīng)的地心張角小量，為收發(fā)天線之間的地面水平距離，ds為在P點與地心連線和地球表面的交點處水平距離小量，為發(fā)射天線高度，單位m。為接收天線高度，單位m,益為電波傳輸視在距離，單位km,n為P點處的電波折射率，射線在T點處的初始仰角。圖1 電波傳播折射幾何圖利用Longley-rice模型計算電波傳輸路徑損耗時，收發(fā)天線間的距離參數(shù)給出的是地面水平距離，即，而實際電波傳播距離為TR，下面根據(jù)Snell定理，利用射線描跡法推導(dǎo)和TR之間的關(guān)系式。 首先推導(dǎo)地面水平距離計算公式:由圖2知:從而，進而得， (5-2)由SNELL定理可導(dǎo)出， (5-3)從而， (5-4)下面推導(dǎo)實際電波傳播距離TR的計算公式:設(shè)光速為c，電波從發(fā)射天線T傳到R的時間為t，則 (5-5)從而， (5-6)由SNell定理導(dǎo)出 (5-7)從而得到， (5-8)進而得到， （5-9）利用上式可以將模型的輸人參數(shù)地面水平距離映射為電波實際傳播距離TR，上式中為未知變量，在TOR中利用余弦定理可求得:由Snell定理可得， （5-11）上面兩式右邊相等，通過數(shù)值積分可以求出的值。至此，在知道n的垂直分布的情況下根據(jù)式（5-9）可得到TR和之間的關(guān)系。下面的三段式模型能較為精確的給出N的計算式，進而根據(jù)n=N106+1求出n; （5-12）其中,為地面的海拔高度,為地面折射率，為離地面lkm高度折射率，為近地面lkm折射率負梯度，cal為lkm至9km處指數(shù)衰減率，為海拔為9km處的折射率，該值較穩(wěn)定，不論何時何地均可取105N單位。ca9為海拔9km至60km指數(shù)衰減率，其年平均值可取1432/km。第六章 展望無論是在下一代5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還是在未來的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃當中，Longley-rice模型及其校正都有著極其重要的作用，其必須向著更精確、更智能化的方向發(fā)展，以適應(yīng)高科技網(wǎng)絡(luò)的需求。在未來無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化中，隨著城市化的發(fā)展，同一區(qū)域傳播環(huán)境將包含更多的不同地質(zhì)地貌，這就使得傳播模型的校正將隨著客觀環(huán)境的變化而變得更加復(fù)雜，longley-rice模型校正算法還應(yīng)該具備環(huán)境自適應(yīng)的功能，以降低校正過程的工作量，提升數(shù)據(jù)的有效性,從而為未來蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與規(guī)劃奠定基礎(chǔ)。參考文獻