[发明专利]一种无人机机载GSM-R信号覆盖及干扰检测定位平台及方法

说明书

本发明公开了一种无人机机载GSM‑R信号覆盖及干扰检测定位平台及方法，包括设置于无人机上的树莓派、高灵敏度接收机、接收天线和电源模块，电源模块分别与树莓派和高灵敏度接收机连接，树莓派通过USB接口与高灵敏度接收机连接，高灵敏度接收机与接收天线连接，接收天线包括全向天线和定向天线，全向天线用于进行铁路业务覆盖的验证测试，定向天线用于对干扰信号进行定位。天线采集的信号经高灵敏度接收机输入树莓派进行分析和存储，树莓派的参数通过触摸屏或者WLAN远程控制输入。本发明可实现GSM‑R信号的空中采集，验证铁路沿线基站对相关业务的覆盖情况，也可用测向的方式对存在的干扰信号的位置和发射源进行监测和定位，为相关业务的正常运行提供保障。

技术领域

本发明属于铁路通信技术领域，尤其涉及一种无人机机载GSM-R信号覆盖及干扰检测定位平台及方法。

背景技术

我国在铁路通信中主要使用铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)，GSM-R通信基站多位于铁路沿线，一般采用定向天线对铁道上列车的行进方向进行无线电覆盖。但随着城市的发展，城区的地形及建筑环境变得愈加复杂，对无线电信号的有效覆盖和相关业务的正常使用带来了不小挑战。GSM-R所使用的频率范围为:885–889MHz(上行)，930–934MHz(下行)，与之相邻的频段用作移动通信，但由于与GSM-R频段较为接近，容易对铁道业务的正常运行造成影响。

传统的GSM-R信号覆盖测试手段以路测和列车测试为主，以汽车或列车为载体，在铁道周边或利用在列车上的信号采集设备进行数据采集。但该采集手段存在明显不足：第一，对沿线周边的无线电信号采集时易受到建筑和地形的影响，当铁路穿行通过市区时，无法有效的对沿线各个位置进行无线电信号采集，存在盲区；第二，由于上述采集方法的采集时间长、采集成本高，在铁路正常运行后很难进行实时的测试和信号采集；第三，运营商基站可能会存在由于设备老化或天线布置不合理造成干扰信号，对干扰源定位时，这些干扰信号属于未知信号，且该信号在复杂环境中可能由于多径效应等因素，地面使用测向等方法进行干扰源排查时会难以确定该信号的来波方向，从而耗费大量的人力和时间，对铁路相关业务的正常运行造成较大的影响。此外，目前已有的无线电信号的空中采集平台多为无人机测试平台，但无人机由于载重能力和体积有限，无法承载高灵敏度的无线电接收机以及专用的GSM-R天线或定向天线，造成无线电信号空中采集平台搭建困难。

发明内容

针对上述背景技术中指出的不足，本发明提供了一种无人机机载GSM-R信号覆盖及干扰检测定位平台及方法，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无人机机载GSM-R信号覆盖及干扰检测定位平台，包括设置于无人机上的树莓派、高灵敏度接收机、接收天线和电源模块，所述电源模块分别与树莓派和高灵敏度接收机连接，所述树莓派通过USB接口与高灵敏度接收机连接，所述高灵敏度接收机与接收天线连接，所述接收天线包括全向天线和定向天线。

优选地，所述全向天线的工作范围包含900MHz的GSM-R频段，且天线增益不小于3dBi。

优选地，所述定向天线的工作范围包含900MHz的GSM-R频段，且天线最大增益不小于15dBi。

优选地，所述树莓派通过板载hdmi接口连接有触摸屏，树莓派通过板载USB接口与触摸屏连接提供触摸屏的电源。

优选地，所述树莓派设有蓝牙和/或WLAN接口和/或USB接口。

优选地，所述树莓派、高灵敏度接收机和电源模块设置于无人机的机身上，接收天线分别布设于无人机的机身顶侧、机身两侧、机腹、机首和机尾位置处。

优选地，所述高灵敏度接收机最大分析带宽为20MHz，高灵敏度接收机的内部前置放大器关闭时平均噪声电平≤-135dBm，高灵敏度接收机的内部前置放大器打开时平均噪声电平≤-158dBm。