1.一种地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建方法,其特征在于,包括:步骤S1:获取待构建区域内的频谱数据,所述频谱数据包括:信号强度和地理位置;步骤S2:将待构建区域内的地形数字高程地形起伏高程信息结合所述信号强度后与观测点按照分辨率进行匹配,获取所述观测点的地形起伏高程信息;步骤S3:基于高斯回归过程对所述观测点的地形起伏高程信息建立模型,并利用核函数的超参数对所述模型进行参数优化;步骤S4:根据高斯回归过程的后验概率估计公式,利用待构建区域内的频谱数据的监测值作为输入,构建待构建区域的频谱地图。
2.根据权利要求1所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建方法,其特征在于,步骤S1还包括:利用数据中心将所述频谱数据进行数据汇总、数据清洗、传感器的时间对齐。
3.根据权利要求2所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建方法,其特征在于,基于当前时刻的频谱数据,判断当前电磁环境是否发生改变,若电磁环境发生改变,则重新构建电磁频谱地图。
4.根据权利要求1所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建方法,其特征在于,步骤S3中,所述核函数k T (x,x′)根据下式确定:其中, 与 分别表示空间相关性和地形相关性,s与s’表示两者二维空间坐标,H与H’表示两者空间数字高程坐标,σ f 表示整体核函数幅度,σ n 表示噪声水平,δ pq 表示Kronecker-delta函数,k RQ (x,x′)为有理二次核的核函数,α表示有理二次核平滑度参数,σ RQ 表示有理二次核的核函数幅度,D表示输入变量维度,l d 表示每个变量的长度尺度,以调整每个维度的影响力,以适应不同维度上数据的变化,x d 和x d' 分别代表数据点x和x’在第d维度的坐标。
5.根据权利要求1所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建方法,其特征在于,步骤S4包括:步骤S41:根据多元高斯分布方程预测待构建区域内的待预测点的功率值;步骤S42:根据所述功率值的条件概率分布,基于后验概率估计公式预测待预测点的功率值的均值,从而构建频谱地图。
6.一种地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建系统,其特征在于,包括:数据获取模块:用于获取待构建区域内的频谱数据,所述频谱数据包括:信号强度和地理位置;信息匹配模块:用于将待构建区域内的地形数字高程地形起伏高程信息结合所述信号强度后与观测点按照分辨率进行匹配,获取所述观测点的地形起伏高程信息;模型建立模块:用于基于高斯回归过程对所述观测点的地形起伏高程信息建立模型,并利用核函数的超参数对所述模型进行参数优化;地图构建模块:用于根据高斯回归过程的后验概率估计公式,利用待构建区域内的频谱数据的监测值作为输入,构建待构建区域的频谱地图。
7.根据权利要求6所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建系统,其特征在于,数据获取模块还用于:利用数据中心将所述频谱数据进行数据汇总、数据清洗、传感器的时间对齐。
8.根据权利要求7所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建系统,其特征在于,基于当前时刻的频谱数据,判断当前电磁环境是否发生改变,若电磁环境发生改变,则重新构建电磁频谱地图。
9.根据权利要求6所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建系统,其特征在于,模型建立模块中,所述核函数k T (x,x′)根据下式确定:其中, 与 分别表示空间相关性和地形相关性,s与s’表示两者二维空间坐标,H与H’表示两者空间数字高程坐标,σ f 表示整体核函数幅度,σ n 表示噪声水平,δ pq 表示Kronecker-delta函数,k RQ (x,x′)为有理二次核的核函数,α表示有理二次核平滑度参数,σ RQ 表示有理二次核的核函数幅度,D表示输入变量维度,l d 表示每个变量的长度尺度,以调整每个维度的影响力,以适应不同维度上数据的变化,x d 和x d' 分别代表数据点x和x’在第d维度的坐标。
10.根据权利要求6所述的地形起伏环境高精度电磁频谱地图构建系统,其特征在于,地图构建模块用于执行以下步骤:步骤S41:根据多元高斯分布方程预测待构建区域内的待预测点的功率值;步骤S42:根据所述功率值的条件概率分布,基于后验概率估计公式预测待预测点的功率值的均值,从而构建频谱地图。