浅析短波监测数据分类方法

李应斌，李效利

（国家无线电监测中心云南监测站，昆明　650031）

1　引言

短波监测数据是无线电监测站的基础性数据，在国家无线电管理中发挥着重要作用，为短波无线电监测方案制定提供了依据。然而，短波监测数据尚未形成完整的数据库，数据规范性、可靠性不尽完善。目前主要存在以下问题：一是数据分散保存，相互孤立，彼此没有产生任何联系，这是数据挖掘应用最大的障碍。二是部分结构化数据格式不一，未形成数据库，向非结构化数据转移，部分数据保存在EXCEL、WORD等文件里，同一类型数据保存在不同文件里，导致结构化数据变为非结构化数据。三是数据冗余，重复保存，由于数据设计不合理导致数据冗余，结构混乱，无法有效进行数据的收集和存储。

2　现有短波监测数据分析

短波监测数据包括日常监测数据、电平采集数据、无线电台（站）数据、核查数据、监测任务数据、测试数据等。下面分析几类典型数据。

日常监测数据。是监测工作人员每天执行短波日常监测任务产生的监测数据。日常监测数据由监测日期、监测人员、监测日期、监测起始时间、监测结束时间、中心频率、调制方式、台（站）类别、带宽、定位经纬度、交汇位置等64个字段组成，另外每条数据都有对应的定位截图和信号录音。日常监测数据部分或全部由监测技术人员手动填写，保存在EXCEL文件里。日常监测数据是监测数据分析的重要数据来源，也是最有价值的数据之一。

电平采集数据。是利用短波宽带监测设备自动、连续采集和保存某一固定点的电磁频谱数据。电平采集数据根据一定的频率间隔和时间间隔对整个短波频段连续循环采集，电平采集数据由频率、时间、电平值等字段组成，系统自动采集并保存在规范的数据库里。电平采集数据是监测数据分析的主要来源，利用电平采集数据可以分析信号发射规律、信道占用度、频段占用度等。

台（站）数据。是从台（站）数据库里导出的数据，是通过行政主管部门审批后进入台（站）数据库的数据。导出的台（站）数据由台（站）编号、台（站）地址、调制方式、发射带宽、台（站）名称、台（站）状态、台（站）类型、经纬度、发射频率、接收频率等字段组成。台（站）数据是无线电监测的主要参考数据，也是监测数据分析的重要参考数据来源。

台（站）核查（核实）数据。是为了确定某个电台的发射位置、中心频率等数据而收集测试的数据。台（站）核查数据没有统一格式，但是基本包含了台（站）位置、发射频率、核查时间与台（站）数据库是否相符等字段。台（站）核查数据是无线电监测的重要数据资源，也是评价无线电监测测向准确性的重要参考。

监测任务数据。监测任务数据包括所有监测任务执行过程中产生的各种数据，由图片、声音和目标台（站）频率信息等数据组成，没有统一格式，分散保存在各个任务报告中。监测任务数据是无线电监测的重要数据，包含更多详细的台（站）频率信息。

天地波测试数据。是为了校准测向设备的准确性而进行系统测试产生的数据。包括频率、测试时间、理论示向度、测试示向度、误差等字段。天地波测试数据分散保存在excel文件中，每次测试数据单独建立一个文件保存。

经过分析可以发现，各类监测数据之间是存在必然联系的，我们可以利用数据库设计来规范各类监测数据，建立完整短波监测数据库。

3　短波监测数据建模及分类

无线电监测过程中涉及的几个实体。监测人员，是指完成各项监测工作的技术人员，是无线电监测中的主体，监测人员利用设备完成各项监测任务，监测分析无线电信号、确定发射源位置、核查台（站）、执行监测任务等，监测人员的属性包括姓名、出生年月、性别、职称等。监测设备，是指为完成各类无线电监测任务而使用的测量测试的接收机、仪器等硬件设备，是无线电监测的主要工具，监测设备完成无线电信号的采集、处理、存储和显示，监测设备的属性包括设备名称、型号、参数、厂家等。台（站），是指无线电信号发射位置及单位的总称，是无线电监测的主要对象，台（站）的属性包括台（站）名称、位置、台（站）类别、所属单位等。无线电信号，是指空中实际存在的电磁波信号，是无线电监测的直接对象，是由台（站）发射而来的信号，无线电信号的属性包括信号频率、监测位置、对应台（站）等。频率规划表，是指无线电频率划分规定对不同频段的业务划分，是无线电监测的重要依据，频率划分表的属性包括频率、划分业务等。各实体之间的联系。监测人员、监测设备、台（站）、无线电信号之间的联系是监测分析，监测人员利用监测设备监测分析无线电信号及其对应台（站），监测分析产生新的属性，包括信号的调制方式、带宽、电平值、发射类别等。监测设备与无线电信号之间通过数据采集联系在一起，系统利用监测设备自动采集无线电信号，数据采集产生新的属性，包括频率、采集时间、电平值等。无线电信号与频率划分表之间通过频率划分联系，每个信号频点都对应相应业务划分。实体联系模型见图1。根据关系数据库设计要求及实际需求可以建立相应的关系二维表。

图1　实体-联系（E-R）图

我们可以将短波监测数据分为三类：系统自动采集数据、监测分析数据及管理数据，其中管理数据包括频率划分数据、台（站）指配数据等管理相关数据。通过对短波监测数据的梳理和分类，进一步规范短波监测数据的结构，让短波监测有数据可分析，有可靠数据分析，让技术人员知道各类监测数据存哪里，知道采集时要保存些什么数据。

4　短波监测数据获取方法

根据监测数据分类：系统自动采集数据、监测分析数据及管理数据，我们将逐一介绍各类数据的获取方法。

系统自动采集数据的特点是可以完成长时间的连续快速采集，能够做到时间连续、频谱完整，但是根据设备功能采集的数据要素较少，数据占用存储空间比较大，工程师参与的程度较小。这类数据的获取以宽带接收机为基础，配以适当的软件完成数据的自动采集保存。典型的系统有短波电平数据采集系统，移动数据采集系统等。这类数据如果使用固定监测站完成数据采集，可以直接将数据保存至数据库中；如果使用移动监测设备采集的话，可以将数据先保存在本机，采集完成后通过技术手段导入数据库中。

监测分析数据的特点是数据要素齐全，工程师参与程度较大，但是难以做到时间连续和频谱完整，同时，此类数据的数据量小占用存储空间相对较小。这类数据获取的硬件基础包括窄带接收机、频谱仪、信号解码板等，软件基础包括信号解调分析软件、录音软件、信号采集软件等。典型的数据有日常监测分析数据、执行任务的监测分析数据、无线电台（站）核查时的监测分析数据等。这类数据的质量不仅取决于软硬件的情况，也取决于工程师的理论水平、工作经验及责任心。长期保证监测数据的高质量，仍然存在很多问题。

管理数据的特点是相对离散，种类较多，部分数据为保密数据。管理数据包括频率规划数据、无线电台（站）登记数据及频率批文等。典型的无线电台（站）管理数据可以从台（站）管理系统中直接获取，频率指配数据可以从一些频率批文中整理得到。

5　结束语

本文通过对短波监测数据的分析整理，建立了短波监测数据初步模型，对短波监测数据进行了分类并针对每类数据给出了相应数据获取方法。■

[1]李应斌，陈棋，郭莹莹.无线电监测数据分析初探[J].中国无线电，2017.01.

[2]何玉洁.数据库原理与应用教程[M].北京：机械工业出版社，2007：11-15.

[3]国际电信联盟.国家频谱管理手册，2010-9-1.

[4]中华人民共和国工业和信息化部.中华人民共和国无线电频率划分规定，2014-2-1.

[5]国际电信联盟.无线电规则，2016.