時間：2024-03-20 11:14:57
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關(guān)鍵詞：無線電測向；ADF；超外差收音機(jī)
1 無線電波的傳播方式
無線電波的傳播途徑，主要可以分為以下四種：天波――由空間電離層反射而傳播；地波――沿地球表面?zhèn)鞑ィ恢鄙洳èD―由發(fā)射臺到接收臺直線傳播；地面反射波――經(jīng)地面反射而傳播。本文中的無線電測向，利用地波在均勻媒介質(zhì)（如空氣）中，沿直線傳播的特性來確定電臺方位。
2 ADF自動定向機(jī)
2.1 ADF背景知識與系統(tǒng)組成
自動定向機(jī)（ADF）是一種主要應(yīng)用于民航業(yè)無線電導(dǎo)航設(shè)備。它使用來自地面站的調(diào)幅（AM）信號來計算ADF地面站相對機(jī)縱軸的方位。
ADF系統(tǒng)由兩部分組成分別是地面發(fā)射臺和機(jī)載設(shè)備。地面電臺有兩種：NDB（或稱為歸航臺）――190～550 kHz；標(biāo)準(zhǔn)中波廣播電臺――550～1750 kHz。機(jī)載設(shè)備一般包括定向接收機(jī)、控制盒、方位指示器、環(huán)形天線和垂直天線。本文的接收機(jī)系統(tǒng)選用與ADF定向相同的地面波，降低衰減度。
2.2 ADF工作原理
ADF天線接收來自地面站的電磁信號。其中垂直天線接收信號的電場分量，接收信號的大小和方向是恒定的，其方向性圖是一個圓；環(huán)形天線接收地面站信號的磁分量，接收信號具有方向性，在360°不同方向上接收信號的大小和方向（極性）都不同，它的方向性圖是一個8字形。合理選擇環(huán)形天線和垂直天線的尺寸和安裝位置，使其接收信號的方向性圖正確疊加，則可以得到一個心形方向性圖，如圖1：
ADF接收機(jī)利用心形方向性圖的最小值點(diǎn)進(jìn)行定位，即啞點(diǎn)定位，但在360°方位上，存在兩個啞點(diǎn)，所以為了實(shí)現(xiàn)唯一定位，在ADF接收機(jī)中利用低頻信號對環(huán)形天線進(jìn)行調(diào)制，使其周期性反相，從而實(shí)現(xiàn)了定向的唯一性。
3 收音機(jī)環(huán)形天線定向性
3.1 收音機(jī)定向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
ADF自動定向機(jī)性能穩(wěn)定，在民航領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)成熟。參照ADF自動定向機(jī)，對超外差收音機(jī)開展簡易改裝，實(shí)現(xiàn)定向功能，增加趣味性。在完成超外差收音機(jī)的基礎(chǔ)上能夠?qū)ふ业诫娕_的方向，完成自動定向功能。
（1）混頻輸出465k中頻廣播信號，經(jīng)中放，檢波，低放，功放后輸出音頻信號，成功收聽中頻調(diào)幅廣播電臺信號。
（2）混頻輸出465k中頻廣播信號濾出低頻信號，利用環(huán)形天線的磁棒指向電臺方向時，接收機(jī)接收信號強(qiáng)度為零的原理，經(jīng)過放大、整流和電壓采樣來辨識電臺方向。
3.2 系統(tǒng)功能
該項(xiàng)目分為檢測單元和控制單元兩部分。檢測部分完成AM調(diào)幅廣播電臺的信號接收，并將音頻信號放大，經(jīng)過整流濾波，對輸出電壓進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，送到單片機(jī)處理?？刂撇糠滞瓿商炀€的方向控制，當(dāng)單片機(jī)檢測到檢測部分輸出的電壓后，單片機(jī)來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動從而帶動天線轉(zhuǎn)動，當(dāng)天線指向電臺方向時，單片機(jī)采樣電壓為零，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，指針的指向?yàn)殡娕_方向。
3.3 收音機(jī)定向系統(tǒng)測試
以正西方向?yàn)檎较颍瑢?shí)物模型的進(jìn)行測量，測試數(shù)據(jù)如表1：
濱海廣播電臺臺址：天津市和平區(qū)衛(wèi)津路143號天津廣播電視國際新聞中心
3.4 測試分析
（1）直流電機(jī)產(chǎn)生的電磁波輻射對環(huán)形天線產(chǎn)生很大的干擾，嚴(yán)重降低了接收機(jī)的信噪比，從而降低系統(tǒng)測試性能。
（2）電源變換過程中，會產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁干擾（EMI），EMI信號具有幅度大、頻率范圍寬等特點(diǎn)，EMI信號經(jīng)傳導(dǎo)和輻射會嚴(yán)重影響接收機(jī)性能的測試。
針對形成電磁干擾的三要素：干擾源、傳播途徑和受擾設(shè)備?？刹捎闷帘?、接地和濾波等技術(shù)抑制干擾源、切斷電磁干擾的傳播途徑來消除干擾。
4 結(jié)語
參考飛機(jī)ADF定向機(jī)原理，將民航飛機(jī)的定位原理應(yīng)用于定位廣播電臺上，設(shè)計對廣播電臺的定位設(shè)備，完成一套中波調(diào)幅廣播電臺信號的接收裝置，能收聽中波調(diào)幅廣播電臺節(jié)目，并指明廣播電臺的方位。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐子久，韓俊英.無線電測向體制概述 [J].中國無線電，2002（03）.
[2]周鴻順，許光寧.無線電測向系統(tǒng)（Ⅱ）[J].中國無線電管理，2002（05）.
與傳統(tǒng)RF收發(fā)機(jī)技術(shù)相比，SDR擁有獨(dú)特的優(yōu)勢，因?yàn)樗峁┝烁叩撵`活性，它可以有效地重新配置器件，對變化的要求作出響應(yīng)。但是，軟件無線電引入了傳統(tǒng)無線設(shè)計中沒有的一系列新問題。其對物理層最明顯的影響之一是，強(qiáng)健的SDR設(shè)計中的硬件要求在廣泛的工作參數(shù)上實(shí)現(xiàn)全面的靈活性和高性能，以滿足軟件需求?，F(xiàn)在許多領(lǐng)域都正在使用SDR，包括3G無線基站和用戶設(shè)備、軍事無線電(如美國軍隊(duì)中的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無線服務(wù))、陸地移動無線電(如美國的Project 25和歐洲的Project MESA)及衛(wèi)星收發(fā)機(jī)。
當(dāng)然，這種靈活性和變量數(shù)量必須能夠適應(yīng)一致性設(shè)計要求，需要新的測試方法。除通過網(wǎng)絡(luò)控制工作頻率外，更加先進(jìn)的SDR可以動態(tài)控制調(diào)制方案、跳頻模式、功率電平、濾波、編碼方案和數(shù)據(jù)速率。通過數(shù)字信號處理(DSP)動態(tài)生成RF波形及數(shù)字電路和RF電路相集成(通常在同一IC上)，產(chǎn)生了傳統(tǒng)RF收發(fā)機(jī)設(shè)計中看不到的問題。
這種提高的復(fù)雜性不僅帶來了RF設(shè)計挑戰(zhàn)，也改變了RF測試的特點(diǎn)。必須使用超出傳統(tǒng)RF發(fā)射機(jī)一致性測試的測量功能，檢驗(yàn)SDR發(fā)射機(jī)的性能。僅僅通過一致性測試并不能保證器件正確工作，也不能為保證產(chǎn)品質(zhì)量提供經(jīng)濟(jì)的手段。SDR發(fā)射機(jī)必需滿足大量的系統(tǒng)要求，包括在以前的要求基礎(chǔ)上增加的新要求。更重要的是，這些發(fā)射機(jī)將利用固有的智能和靈活性，動態(tài)適應(yīng)當(dāng)前條件和要求。這些復(fù)雜的軟件控制的變動通常會導(dǎo)致毛刺、間歇性干擾、脈沖畸變、數(shù)字到RF耦合及軟件相關(guān)的相位誤差。
為真正解決這一系列新的瞬變現(xiàn)象和新問題，SDR系統(tǒng)設(shè)計人員必須同時在時域和頻域中全面分析和檢定自己的系統(tǒng)。在系統(tǒng)參數(shù)隨著時間變化時，使用DPX可以隨時發(fā)現(xiàn)反常的信號事件和非線性器件行為，顯示實(shí)際RF信號表示。必需執(zhí)行選頻觸發(fā)，確定瞬變事件發(fā)生的時點(diǎn)。必須執(zhí)行多域時間相關(guān)分析，確定每個問題的具體成因。此外，把整個事件無縫捕獲到存儲器中對后續(xù)深入分析具有重要意義，因?yàn)楹茈y重建發(fā)生觸發(fā)的條件。這些檢驗(yàn)信號性能隨時間變化的高級調(diào)試方法與傳統(tǒng)靜態(tài)一致性測試相結(jié)合，對有效執(zhí)行SDR測試至關(guān)重要。
收發(fā)機(jī)測試
以SDR收發(fā)機(jī)為例，發(fā)送組件可能包括功放器、濾波器、混頻器、DAC、頻率振蕩器和DSP電路。其它組件可能包括低噪聲放大器、混頻器、ADC、頻率振蕩器、DSP和控制電路。
圖1是收發(fā)機(jī)簡化的功能方框圖，其中沒有數(shù)字中間頻率(IF)或數(shù)字RF。注意，這個圖中的每個方框可以通過軟件控制。
圖1：典型SDR收發(fā)機(jī)實(shí)現(xiàn)方案的功能方框圖和測試設(shè)置
檢驗(yàn)典型SDR收發(fā)機(jī)的性能要求采用綜合測試戰(zhàn)略，把沿著發(fā)送/接收鏈不同點(diǎn)上進(jìn)行的測量關(guān)聯(lián)起來。例如，可以通過卓越的實(shí)時信號分析儀(RTSA)的頻率模板觸發(fā)(FMT)捕獲間歇性信號。RTSA可以使用頻率模板違規(guī)，然后觸發(fā)邏輯分析儀和示波器，允許用戶查看相關(guān)信號的數(shù)字特點(diǎn)和模擬特點(diǎn)。通過使用這種方法，設(shè)計人員可以確定邏輯電路或模擬控制電壓中是否發(fā)生與頻域違規(guī)相關(guān)的某個事件。除通過高級觸發(fā)彌補(bǔ)數(shù)字/RF鴻溝外，頂級RTSA可以在相關(guān)的時域、頻域和調(diào)制域中分析和顯示信號。
超越固態(tài)一致性測試
SDR測試本身包括傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)測試。無線電每種不同的可能配置都必須符合傳統(tǒng)規(guī)范，如占用帶寬、通道功率和鄰道功率。對采用時分雙工或時分復(fù)用的系統(tǒng)，存在著定時要求，如上升時間和下降時間。對跳頻系統(tǒng)，可能同時有與跳頻PLL系統(tǒng)有關(guān)的頻域和時域指標(biāo)。與傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)不同，SDR器件必須在更加廣泛的工作模式下通過這些測試，這提高了一致性測試的復(fù)雜性。
調(diào)制質(zhì)量測量也是一致性測試的重要組成部分。對數(shù)字調(diào)制的信號，其通常包括誤差矢量幅度(EVM)或相關(guān)功率(RHO)測量。此外，支持模擬模式的SDR設(shè)計必須通過一致性測試。調(diào)制質(zhì)量既是一致性測量指標(biāo)，也是系統(tǒng)性能問題。EVM差會降低數(shù)據(jù)速率、語音傳輸清晰度和發(fā)送范圍。EVM指標(biāo)還可以洞察潛在的發(fā)射機(jī)問題?；谶@些原因，EVM是調(diào)試SDR時首先要考慮的指標(biāo)之一。
遺憾的是，單純的一致性測試并不足以保證SDR正常工作。為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活性，每個SDR器件必須隨時間變化來改變重要的工作參數(shù)，以跟上網(wǎng)絡(luò)需求。當(dāng)然，所有這些變化都由軟件控制的收發(fā)機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)。因此，幫助捕獲可能的RF毛刺、瞬變和其它異常事件的工具至關(guān)重要。確定哪個組件導(dǎo)致了問題也是一個重大任務(wù)，要求采用全面的調(diào)試戰(zhàn)略。為使器件和網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，必需考慮新的測試方法，幫助檢定和分析SDR RF鏈路怎樣隨時間變化。
領(lǐng)先的RTSA為SDR調(diào)試提供了強(qiáng)大的功能。首先，必需發(fā)現(xiàn)物理層中存在的問題。這些瞬變事件發(fā)生得可能非?？?，在其隨時間變化時，當(dāng)前的RTSA使得設(shè)計人員能夠在頻域中觀察到這些事件。在使用RTSA發(fā)現(xiàn)異常信號行為之后，用戶可以在時間相關(guān)的多個域中觸發(fā)、捕獲和分析相關(guān)信號。這種超越純粹一致性測試的能力對檢定和調(diào)試動態(tài)信號必不可少。
跳頻和發(fā)射機(jī)測試
許多系統(tǒng)中都使用跳頻，包括軟件定義的系統(tǒng)，以避免檢測、擁堵和干擾，改善擁有多路徑和衰落的環(huán)境中的性能。跳頻在廣泛的頻率上擴(kuò)展信息。這提高了系統(tǒng)的強(qiáng)健性，因?yàn)轭l率相關(guān)誤差(如干擾或衰落)只會導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失。通過增加前向糾錯編碼、隔行掃描及混合ARQ重傳等技術(shù)，可以有效恢復(fù)在跳擁堵過程中丟失的數(shù)據(jù)。
圖2：110 MHz跨度的數(shù)字熒光顯示技術(shù)，顯示了2.4 GHz ISM頻段。這里的信號與圖3中顯示的信號類似?，F(xiàn)在使用數(shù)字熒光和Max Hold軌跡顯示信號，可以看到真正信號行為的實(shí)地RF表示
除常見的跳定時、頻率穩(wěn)定時間和幅度穩(wěn)定時間測量外，還可以使用多種其它測量，使用RTSA調(diào)試跳頻無線電。跳頻涉及頻域、時域和調(diào)制域交互。能夠以相關(guān)的方式顯示這3個域在調(diào)試SDR器件中提供了寶貴的工具。
圖2是藍(lán)牙器件跳頻的數(shù)字熒光顯示畫面。傳統(tǒng)上一直用于高級示波器的DPX數(shù)字熒光顯示技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到RF領(lǐng)域中，部分RTSA現(xiàn)在已經(jīng)采用了這種技術(shù)。DPX第一次允許用戶查看“生動的RF”信號，為查看RF信號行為提供了無可比擬的能力。
在圖3中，顯示了一個藍(lán)牙信號。RTSA的頻譜圖(右下方)顯示了頻率行為隨時間變化情況?？梢钥闯?，在這些跳周圍有很高的頻譜能量。在這種情況下，在發(fā)生跳頻時，發(fā)射機(jī)可能會干擾相鄰器件。捕獲跳頻使用的儀器必需有足夠?qū)挼膶?shí)時帶寬，以捕獲大部分跳序列帶寬及其周圍發(fā)生的頻率散射。
圖3：藍(lán)牙跳序列，包括(從左上方順時針方向) 110 MHz跳序列的頻率對時間、包括某個時點(diǎn)上紅色頻譜圖軌跡的頻譜、功率對時間概況和頻譜圖
盡管藍(lán)牙不一定使用軟件無線電實(shí)現(xiàn)，但它可以很好地說明在試圖實(shí)現(xiàn)跳頻系統(tǒng)時面臨的挑戰(zhàn)。對大多數(shù)跳頻系統(tǒng)來說，能夠測量每個跳頻十分重要。例如，藍(lán)牙規(guī)范要求79個跳頻中的每個跳頻(1 MHz通道間隔)位于特定值的75 KHz范圍內(nèi)。這保證不同制造商的器件之間正確互操作。對這一測量，用來測量跳序列的儀器必須涵蓋整個跳頻范圍。在2.4 GHz ISM頻段中，頂級RTSA的110 MHz實(shí)時帶寬足以涵蓋整個83 MHz頻段，同時還會檢查帶外干擾。
在圖4所示的另一個實(shí)例中，使用RSA調(diào)試發(fā)生不頻繁的、難以檢測的信號。這可能是頻率切換瞬變導(dǎo)致的，頻率切換瞬變還可能會導(dǎo)致更大的相位瞬變。它可能是由于PLL電路在對某個頻率變化時控制不當(dāng)引起的。一旦使用DPX識別了毛刺或瞬變，部分RTSA的FMT可以可靠地捕獲信號進(jìn)行深入分析。如圖4中所示，用戶可以定義頻率模板，可以繪制頻率模板，最好地捕獲信號。在藍(lán)牙跳頻實(shí)例中，用戶可以定義模板，觸發(fā)某個跳頻，而不是觸發(fā)功率變化。數(shù)字熒光顯示技術(shù)演示了信號跳到約比感興趣的信號高3 MHz的頻率上。頻率模板任意定義為這個信號周圍的包絡(luò)，一旦信號進(jìn)入頻率模板區(qū)域，儀器會觸發(fā)。通過使用擁有高性能帶寬的RTSA，可以分析跳序列，在每個跳頻上執(zhí)行頻率穩(wěn)定時間測量(部分RTSA在110 MHz實(shí)時帶寬時的定時分辨率為6ns)，支持最低60ns的穩(wěn)定時間。
關(guān)鍵詞：動手操作；理解記憶；靈活應(yīng)用
圓錐曲線中，橢圓和雙曲線的概念都可以通過動手操作完成，并且操作簡單方便，而拋物線的給出卻不容易，這也是導(dǎo)致教師忽略的原因之一。正是動手操作的缺失，使得學(xué)生在遇到運(yùn)用拋物線定義解題時，不能靈活。
比如下列一組題目：
1.動圓過點(diǎn)（1，0），且與直線x=-1相切，則動圓的圓心的軌跡方程為________________。
2.若點(diǎn)P到直線y=-1的距離比它到點(diǎn)（0，3）的距離小2，則點(diǎn)P的軌跡方程為________________。
3.設(shè)點(diǎn)F為拋物線y2=4x的焦點(diǎn)，A，B，C為該拋物線上三點(diǎn)，若++=，則++=（ ）。
A.9 B.6 C.4 D.3
4.已知拋物線y2=2x的焦點(diǎn)是F，點(diǎn)P是拋物線上的動點(diǎn)，又有點(diǎn)A（3，2），求PA+PF的最小值，并求出點(diǎn)P的坐標(biāo)。
這些全都是利用拋物線定義來解的題目，有些學(xué)生不會，或者感覺很陌生，主要是對定義的由來沒有深刻印象，因?yàn)槿鄙賱邮植僮?，缺少親身經(jīng)歷。人教B版中拋物線定義的給出方式很好，但在實(shí)際課堂中常常因?yàn)楦鞣N原因，沒有讓學(xué)生實(shí)際操作，造成學(xué)生對拋物線的定義只是死記硬背，不會靈活應(yīng)用。
針對這種現(xiàn)實(shí)情況，結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，我摸索出了拋物線的定義教學(xué)的幾點(diǎn)做法：
一、畫拋物線
讓學(xué)生親自畫拋物線，體會定義由來的方法，介紹如下：
1.工具
畫拋物線的圖象，需要借助鉛筆，帶刻度的直尺，圓規(guī)。
2.原理
到定直線距離相等的點(diǎn)在一條和定直線平行的直線上，然后從該直線上通過圓規(guī)畫弧，找到該直線上到定直線和定點(diǎn)距離相等的兩個點(diǎn)，最后用光滑的曲線將所找到的點(diǎn)連起來，便畫出了一條拋物線。
3.具體做法
（1）為了便于找點(diǎn)，先令定點(diǎn)F到定直線l的距離為2，作直線l1與l的距離為1，以F為圓心，1為半徑畫弧，與l1交于一點(diǎn)P1；然后作直線l2與l的距離為2，以F為圓心，2為半徑畫弧，與l2交于兩點(diǎn)P2，P3；再作直線l3與l的距離為3，以F為圓心，3為半徑畫弧，與l3交于兩點(diǎn)P4，P5；以此類推，作直線l4，l5與l的距離為4，5，以F為圓心，4，5為半徑畫弧，與l4，l5交于點(diǎn)P6，P7，P8，P9等等，然后用光滑曲線聯(lián)系起來。
（2）改變定點(diǎn)F到定直線l的距離為4，再畫一遍。
（3）改變定點(diǎn)F到定直線l的距離為ρ，該如何處理？
畫出圖象，再去分析拋物線上的點(diǎn)滿足的幾何條件，給出拋物線的定義，學(xué)生易于接受，效果比較好。
二、拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)
在拋物線標(biāo)準(zhǔn)方程的推導(dǎo)中，我采取了放給學(xué)生，讓學(xué)生自己推導(dǎo)的方法。
在教學(xué)中，學(xué)生給出了三種建系的方法，分別是以K，F(xiàn)及K，F(xiàn)的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)來建系，我把學(xué)生分成三組，分別去嘗試推導(dǎo)，然后去比較三種方程形式的特點(diǎn)，最后確定以K，F(xiàn)的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)來建系比較方便和簡潔。
1.以K為坐標(biāo)原點(diǎn)建系，則F（p，0），l∶x=0，設(shè)拋物線上任意一點(diǎn)M（x，y），則M（x，y）到定直線l∶x=0的距離d=x，MF=，由拋物線定義可知x=化簡得：y2=p2-2px。
2.以F為坐標(biāo)原點(diǎn)建系，則F（0，0），l∶x=-p，設(shè)拋物線上任意一點(diǎn)M（x，y），則M（x，y）到定直線l∶x=-p的距離d=x+p，MF=，由拋物線定義可知x+p=，化簡得：y2=p2+2px。
3.以K、F的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建系，則F（，0），l∶x=-，設(shè)拋物線上任意一點(diǎn)M（x，y），則M（x，y）到定直線l∶x=-的距離d=x+，MF=，由拋物線定義可知x+=化簡得：y2=2px。
通過三種不同建系方法下的方程的比較，讓學(xué)生明確建系方法不唯一，只是每種建系方法對應(yīng)于不同的拋物線的方程，根據(jù)數(shù)學(xué)中的簡潔原則，我們選擇了以K，F(xiàn)的中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系；并且在推導(dǎo)過程中，學(xué)生了解了焦點(diǎn)坐標(biāo)和準(zhǔn)線方程都與有關(guān)系，而p的含義是焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離；另外也知道了方程中一次項(xiàng)的系數(shù)為什么是2p，有助于大家記憶拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程。
三、關(guān)于拋物線定義的應(yīng)用
在應(yīng)用拋物線定義時，遇到拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離，要把它化為到準(zhǔn)線的距離，究其原因是我們研究的拋物線的準(zhǔn)線都是與坐標(biāo)軸平行的直線，點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離比點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離好表示，運(yùn)算起來更加簡便。但是不轉(zhuǎn)化也可以解決問題，比如求拋物線y2=4x上的點(diǎn)P（3，y0）到拋物線焦點(diǎn)F的距離。
解法一：拋物線的準(zhǔn)線方程為x=-1，拋物線y2=4x上的點(diǎn)P（3，y0）到拋物線焦點(diǎn)F的距離即到準(zhǔn)線的距離d=3-（-1）=4。
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代園林，屋頂花園，施工要點(diǎn)
中圖分類號：TU986 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
一、前言
隨著人們生活水平的提高對生活質(zhì)量的要求越來越高，植物的種植對改善城市生活起到了重要的作用，那么現(xiàn)代園林工程中的屋頂花園的施工方法就顯得尤為重要。
二、屋頂花園的功能
就屋頂花園設(shè)計的初衷而言，其功能首當(dāng)其沖乃生態(tài)功能，主要表現(xiàn)在：凈化城市空氣、較少城市太陽輻射和保護(hù)城市生態(tài)多樣性，并維護(hù)城市的生態(tài)平衡。伴隨著城市范圍的不斷增大，人口的不斷增加，城市環(huán)境則呈現(xiàn)出日漸下降的趨勢，屋頂花園的出現(xiàn)則在一定程度上既適應(yīng)了現(xiàn)代城市環(huán)境的現(xiàn)狀，另一方面又滿足了凈化城市生態(tài)環(huán)境的要求。屋項(xiàng)花園作為城市綠化的重要組成部分，能在城市空間多層次的凈化空氣，在吸附灰塵、吸收有害氣體、吸收二氧化碳保持城市氧平衡，成為種在城市空間多層次分布的“空氣過濾器”，填補(bǔ)了地面綠化的不足。減少太陽輻射，調(diào)節(jié)溫度和濕度屋頂花園增加了屋頂?shù)木G量，可以利用植物本身的特性減少太陽輻射，自動調(diào)節(jié)溫度和濕度。在夏季可以緩解城市局部熱島效應(yīng)，冬季具有保溫作用。此外，屋頂花園還可保護(hù)城市生物多樣性，保持城市生態(tài)圈平衡屋頂花園利用屋頂綠化中植物的物種群落關(guān)系，打造人工小生態(tài)環(huán)境，在城市中為生物提供可生存空間，成為維持和保護(hù)生物多樣性的重要場所之一。
屋頂花園的設(shè)計除生態(tài)功能之外，還具有景觀。換言之，城市屋頂?shù)幕▓@成為城市中一抹亮麗的人文風(fēng)景。因此，城市屋頂?shù)幕▓@還具有人文。屋頂花園利用其獨(dú)特的地理優(yōu)勢，即一方面屋頂花園連接天際線，營造著與地面花園截然不同的屋頂景觀，帶來景觀的三維化，彰顯城市景觀的自然美。另一方面，屋頂花園的存在替代了不受感官歡迎的混凝土、瀝青和各類灰黑墻面，成了現(xiàn)代都市的一抹風(fēng)景。對于身居高層的人們，無論是俯視大地還是仰視上空，都如同置身于綠化環(huán)抱的園林美景之中。在此基礎(chǔ)之上，城市屋頂花園解決了現(xiàn)代城市寸土寸金，可以利用的土地明顯減少的所導(dǎo)致的棲居城市之中的人患上了城市綜合征。然而，屋頂花園為人們營造一個充滿人文關(guān)懷氣氛環(huán)境的功能：即不僅可以緩解壓力，有益于人們的身心健康，而且還提供了人們休憩和娛樂的場所。
三、現(xiàn)代園林工程中的屋頂花園存在的問題
1、相關(guān)法規(guī)不健全
市場混亂，屋頂花園相關(guān)的法規(guī)還不健全，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未完善；目前該地區(qū)對承攬屋頂花園的施工企業(yè)尚無特殊資質(zhì)要求，一般都是按照園林企業(yè)資質(zhì)等級來進(jìn)行招標(biāo)，存在著各企業(yè)施工水平良蕎不齊、市場競爭混亂的諸多問題。
2、屋頂花園的建造難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通綠地施工
屋頂花園的建造關(guān)系到建筑物結(jié)構(gòu)荷載的增加、必須有效解決建筑屋頂滲水、隔熱的技術(shù)難題、屋項(xiàng)防水的加強(qiáng)、灌溉系統(tǒng)等設(shè)施的配備、景觀小品材料的選擇、特種營養(yǎng)土的供應(yīng)、種植土內(nèi)排水管的設(shè)置以及植物選擇等多方面問題。這些都直接涉及到要增加施工的成本。屋頂花園要求特定的施工技術(shù)，施工單位缺乏相應(yīng)的技術(shù)能力、操作不規(guī)范是影響屋頂花園推廣的關(guān)鍵因素。
3、屋頂花園的營造成本相對較高
一般地面園林工程施工造價在30一20元/襯，簡式屋頂花園的施工造價在100一20元加2左右，花園式屋頂施工造價基本在40元/mZ以上。屋頂花園需要人工精心養(yǎng)護(hù)，維護(hù)費(fèi)用高：屋頂花園綠化植物品種單一，景觀效果欠佳，短時間內(nèi)不能看到屋頂花園的直觀效應(yīng)，與地面園林綠化的效果仍有一定差距。屋頂花園營造必須要考慮屋頂荷載的要求：屋頂花園最致命的問題是，如果一旦防水工程失敗的話，維修工程將困難重重。
四、現(xiàn)代園林工程中的屋頂花園施工要點(diǎn)
1、施工工藝流程
2、屋頂花園的載重能力
屋頂花園的載重能力是需要考慮的首要問題，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到居住者的安全。因此在施工前要對屋頂?shù)妮d重能力進(jìn)行準(zhǔn)確評估后再進(jìn)行施工，影響屋頂花園的載重能力的因素有很多，如地基的載重力，梁柱的載重力等等。一般來說在評估出屋頂?shù)妮d重力后屋頂花園的實(shí)際重量不超過其載重力的1/2，這樣做的目的是保證花園施工不會對房頂造成任何安全影響。除此之外，還可以保證屋頂由于載重過重而出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，因此就杜絕了安全隱患。另外，需要注意的是種植植被所采用的土壤要占到種植總重量的1/2以上，并且所選用的土壤要是質(zhì)優(yōu)肥沃。一般來說，目前所采用的兩種常用的土壤分輥是膨脹珍珠巖種植土壤和木屑種植土壤。第一種土壤是在普通腐殖土壤中加入定量的膨脹珍珠巖，加入的量大約為每立方米一百千克。第二種土壤是在木屑土壤中加入普通土壤或者加入定量的腐殖土壤，加入的量大約為每七份木屑土壤三份其他土壤。這兩種土壤可以降低施工過程中所需土壤的重量，從而減輕房屋的承受力，從另外一方面講它也可以幫助去種植更多的植被。除此之外它的另一個好處是可以使植被有足夠的養(yǎng)分。
3、屋頂花園的防水能力
先簡單分析一下屋頂花園漏水的原因。屋頂花園如果設(shè)計不當(dāng)，可能給屋頂造成漏水的狀況，當(dāng)然除此之外，屋頂漏水可能還有其他原因，屋頂?shù)姆浪菰O(shè)計沒有按照規(guī)定的要求而導(dǎo)致不合理，由此甚至按照要求設(shè)計仍然會出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，屋頂漏水的位置大致在天溝沿口、煙囪或者屋頂管道鋪設(shè)的路線處。漏水的另外一個原因是屋頂施工避免不了打洞固定物件的現(xiàn)象，這對原有的防水層就會造成破壞，因此在施工過程中要嚴(yán)格控制打洞等破壞原有防水層的操作。最后一個重要的原因是屋頂花園的屋頂濕度增加，主要是植被的需水量增加，因此不得不增加額外的水供應(yīng)，這樣原有的防水層可能承受不了現(xiàn)有的濕度而導(dǎo)致漏水。再談?wù)劸唧w的改進(jìn)措施?，F(xiàn)代園林設(shè)計時盡量避免對原有的防水層造成損傷，需要打洞操作時如果影響到原有的防水層就需要重新建設(shè)新的防水層。另外，在建設(shè)新的防水層時要保證其質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到規(guī)定的要求，從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，目前現(xiàn)代園林工程中屋頂花園的防水層設(shè)計最好使用剛性防水的方法，其主要內(nèi)容是使用大約四十到五十毫米厚的細(xì)石和泥土的混合物，并在其中置入細(xì)鋼網(wǎng)絲，最好再加入少量的防水劑等，這樣就可以使房頂?shù)姆浪芰Φ玫教岣?。剛性防水的好處是可以有效地防止種植植被的根系穿過屋頂而導(dǎo)致漏水，它可以限制植被根系的大小。在實(shí)際使用中可使細(xì)鋼絲網(wǎng)的厚度在十毫米左右，但不能過小，否則就會失去它原有的作用。在細(xì)石和泥土形成混合物后可以對其進(jìn)行再次壓光操作，這樣就可以使混合物更加堅(jiān)固，從而提高防水的能力，需要注意的是在混合物使用前要對其進(jìn)行強(qiáng)度檢測，以保證所采用的混合物合格達(dá)標(biāo)。
4、屋頂花園的排水能力
現(xiàn)代園林工程中的屋頂花園施工不僅要考慮防水能力還需考慮排水能力，這和防水是相輔相成的，排水能力的提高有助于減輕防水的壓力，防水能力的提高也可以使排水更加簡單。從目前來看，有兩種方法可以使屋頂?shù)呐潘芰Φ玫教岣摺５谝环N方法是在屋頂?shù)牡讓臃胖靡粚哟蠹s十五左右的陶顆粒并且在陶顆粒的上面墊上一層紗布，這樣做的主要目的是可使植被的土壤和屋頂表面接觸，從而減少由于下雨而造成的土壤流失。另外，它還可以使多余的水分排出面積更大，也更加柔和。陶顆粒的另外一個重要作用和土壤類似，就是它可以吸收一部分水分，這樣在植被需要水分的時候可以為之提供。第二個方法是在屋頂表現(xiàn)土壤下層采用木板設(shè)置一個空層，這樣多余的水就可以通過木板下方的空隙流出，這種設(shè)計需要木板有足夠的空隙，否則就可能導(dǎo)致水不能及時排出，最終沖刷土壤和植被。與此同時，最好定期地清理植被的枯枝敗葉，以防它進(jìn)入木板下層而阻塞水的排出。
5、屋頂花園的植被選擇
植被的選擇和配置是一個難題，這是因?yàn)槲蓓數(shù)沫h(huán)境相對于地面來說可以說是比較惡劣的，植被所受到的風(fēng)力溫度或者濕度等自然條件的影響在不同的樓層會有所不同，因此就需要在不同的樓層去選擇適合生長的植被，一般來說，由于屋頂?shù)臏囟炔町惐容^大，各個樓層所選擇的植物都要有一定的耐旱耐寒能力并且有較強(qiáng)的生命力，這樣就可以保證它不會由于自然環(huán)境而死亡。盆栽或者袋栽的花草樹木的苗是不錯的選擇，它的成活率也相對較高。另外，從植被配置的角度來說，最好選擇灌木類的花草做為屋頂花園中的主要植被，對于花的選擇來說，選擇在四季都開的花木搭配相對來說比較好，這樣一年四季都可以有綠葉花草相映。從空間上來看也需要合理地布局花草樹木的順序，蕨類植物在最底層，花其次，最后是小型灌木之類，植被顏色也可以進(jìn)行巧妙地搭配，以達(dá)到更加令人賞心悅目的效果。
5、屋頂花園的植被養(yǎng)護(hù)
植被養(yǎng)護(hù)需要經(jīng)驗(yàn)更需要耐心，必須根據(jù)各種植被的特性進(jìn)行相應(yīng)地養(yǎng)護(hù)，一般來說需要專業(yè)或者專門的人員去管理植被的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)需要考慮到適時的溫度濕度以及相關(guān)的天氣變化去進(jìn)行合理的操作。當(dāng)然，植被養(yǎng)護(hù)人員必須熟悉屋頂花園中每一種種植花木的特性，按時按量地進(jìn)行施肥給水，對于那些枝長葉茂的花木，也要進(jìn)行及時的剪枝，這樣就可以保證它正常地生長，也不會影響其他植被對陽光的需求。除此之外，要對屋頂花園中的花草樹木的狀況進(jìn)行記錄，一旦其出現(xiàn)問題時進(jìn)行及時的處理，盡量避免其出現(xiàn)死亡的狀況，如果發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)病蟲，嚴(yán)重的話可以對其進(jìn)行移除，以防其將病蟲傳播到其他的植被上，從這點(diǎn)來說，應(yīng)該對植被進(jìn)行適時的除蟲操作。
五、結(jié)束語
通過對新時期下，現(xiàn)代園林工程中的屋頂花園施工問題的分析，進(jìn)一步明確了屋頂花園植物種植的方向，為城市生態(tài)的優(yōu)化完善奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，有助于屋頂花園施工水平的提高。
參考文獻(xiàn)
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[2]王洪成.淺析屋頂花園的防水設(shè)計[J].北方園藝，2010，2（03）
在人身保險業(yè)務(wù)中為什么實(shí)行定點(diǎn)醫(yī)院管理？這要從人身保險業(yè)務(wù)的性質(zhì)談起。
人身保險合同是以人的壽命和身體為保險標(biāo)的的保險合同，被保險人因意外事故、意外災(zāi)害、疾病、衰老等原因?qū)е滤劳?、殘疾或喪失勞動能力等情況下，保險人按照約定給付保險金的合同。人身保險合同是給付性合同，一旦出現(xiàn)保險事故，必然提起理賠程序。
保險業(yè)屬于金融業(yè)，與其他金融業(yè)一樣，受國家監(jiān)管?！敖鹑谑乾F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的核心，金融安全是國民經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行的重要保障”（最高人民法院副院長李國光《在全國民事審判工作會議上的講話》2000年10月28日），所以防范金融風(fēng)險，是關(guān)系到國計民生的大問題。
在保險經(jīng)營中，如何能夠防范金融風(fēng)險，這是保險業(yè)一直在研究的課題。建立完整的風(fēng)險防范機(jī)制，非常重要。
在人身保險經(jīng)營中，保險標(biāo)的是每個人的人身健康與生命，所以，他面對的是千百萬的個人，當(dāng)保險事故發(fā)生時，依據(jù)《保險法》第23條的規(guī)定，保險公司應(yīng)當(dāng)對損失進(jìn)行核定。如何能依法準(zhǔn)確“核定”這是致關(guān)重要的。
因?yàn)?，保險公司要審查是否存在以下情形：
1《保險法》第27條規(guī)定，被保險人或者受益人在未發(fā)生保險事故的情況下，謊稱發(fā)生了保險事故，
投保人、被保險人或者受益人故意制造保險事故的，
保險事故發(fā)生后，投保人、被保險人或者受益人以偽造、變造的有關(guān)證明、資料或者其他證據(jù)，編造虛假的事故原因或者夸大損失程度的，
2、《保險法》第64條規(guī)定，投保人、受益人故意造成被保險人死亡、傷殘或者疾病的。
受益人故意造成被保險人死亡或者傷殘的，或者故意殺害被保險人未遂的，
3、第65條規(guī)定，被保險人自殺的，
4、第66條規(guī)定，被保險人故意犯罪導(dǎo)致其自身傷殘或者死亡的，
凡是具備以上情形的不屬于保險責(zé)任，保險公司不給賠償。
由以上幾點(diǎn)可知，“核定”這是多么艱巨的工作！如果沒有完善的制度是不能實(shí)現(xiàn)的。如果在核定環(huán)節(jié)管理不善必然造成重大損失，承擔(dān)不可預(yù)測的金融風(fēng)險。
保險的目的，就是為了最大限度的得到理賠。得到最大限度的理賠款，就成為投保人追求的經(jīng)濟(jì)利益。為追求這一經(jīng)濟(jì)利益，人們可能采取非法手段來騙取或多取得經(jīng)濟(jì)利益，諸如《保險法》列舉的情形，被保險人還有的采取犯罪行為，來實(shí)施保險詐騙行為。
如何能夠預(yù)防違法犯罪，減少這種金融風(fēng)險呢？建立健全完善的管理制度非常重要。定點(diǎn)醫(yī)院的建立，就是基于此目的產(chǎn)生的。
人身保險理賠管理與國家基本醫(yī)療保險項(xiàng)目的管理目的是相同的。社會保險根據(jù)國家規(guī)定“由定點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)為參保人員提供定點(diǎn)醫(yī)療服務(wù)范圍內(nèi)的診療項(xiàng)目”，目的就是防范風(fēng)險。保險公司定點(diǎn)醫(yī)院管理的目的，中國平安保險股份有限公司《定點(diǎn)醫(yī)院管理辦法》（討論稿）中闡述的很明確：“定點(diǎn)醫(yī)院管理是壽險風(fēng)險管理體系的重要內(nèi)容之一。它主要通過定點(diǎn)醫(yī)院的設(shè)置與評估、健康保險客戶住院期間的風(fēng)險管理、醫(yī)院關(guān)系的維護(hù)、雙向信息反饋、醫(yī)院基本數(shù)據(jù)的分析、商業(yè)健康保險的宣教等等來實(shí)施管理”。所以，定點(diǎn)醫(yī)院的管理是保險公司防范風(fēng)險的一個切實(shí)可行，并切，具有良好收效的措施之一。 二、定點(diǎn)醫(yī)院管理行為，不構(gòu)成限制競爭行為。
1、首先要明確不正當(dāng)競爭的概念和構(gòu)成要件
不正當(dāng)競爭的概念。
不正當(dāng)競爭行為泛指在商業(yè)活動中，各種與誠實(shí)信用的商業(yè)道德相悖，并為法律法規(guī)所禁止的行為。
不正當(dāng)競爭行為，依據(jù)《反不正當(dāng)競爭法》的規(guī)定，分為不正當(dāng)行為和限制競爭行為兩種。在限制競爭行為中，又包括公用企業(yè)或者其它依法具有獨(dú)占地位的經(jīng)營者的限制競爭行為和政府及其所屬部門限制競爭行為。
所謂限制競爭行為，是指妨礙甚至完全阻止或排除市場主體進(jìn)行競爭的行為。
不正當(dāng)競爭行為的構(gòu)成要件。
任何違法行為 ，均包括主客觀兩方的構(gòu)成要件，
首先，是主觀要件，既違法行為人必須是明知自己的行為與誠實(shí)信用的商業(yè)道德相悖，但是，為了最大限度的追求利潤而濫用自身的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢或采取違法手段，破壞公平競爭的原則，來排擠競爭對手，提高自己的市場份額。所以，其主觀目的性很強(qiáng)。
第二，是客觀要件，即違法行為人必須具有違反法律、法規(guī)所禁止的行為。
第三，違法行為與損害結(jié)果之間存在因果關(guān)系。
以上三個要件缺一不可。
2、定點(diǎn)醫(yī)院管理行為，不構(gòu)成限制競爭行為。
通過以上分析可知，定點(diǎn)醫(yī)院建立的目的是防范金融風(fēng)險。
保險公司定點(diǎn)醫(yī)院管理，是選擇服務(wù)精良、非盈利的醫(yī)療單位，通過簽定服務(wù)合同來確定雙方的權(quán)利義務(wù)。保險公司是定點(diǎn)醫(yī)院的服務(wù)對象，醫(yī)院除診療被保險人外，還有相當(dāng)?shù)墓ぷ饔舍t(yī)院對保險公司提供服務(wù)，例如：在保險公司核保時提供診療檔案，接受保險公司的調(diào)查，配合保險公司做好其他核賠工作等等，由此保證核賠質(zhì)量。
如果不限定診療單位，必然造成如下混亂。
被保險人可以到鄉(xiāng)村、街道診所診療，也可到縣級有保健性、盈利性的醫(yī)療機(jī)構(gòu)診療，他可以到任何地方、任何性質(zhì)、任何檔次的醫(yī)療機(jī)構(gòu)診療，只要是醫(yī)機(jī)構(gòu)。
這樣做會給保險公司帶來什么呢？經(jīng)營成本的無限擴(kuò)大，經(jīng)營風(fēng)險的不可控制。必然造成金融風(fēng)險損失。
1 找出已知橢圓的對稱軸、頂點(diǎn)和焦點(diǎn)
步驟如下：
圖1
1.利用文[1]的方法找到橢圓的中心O;
2.如圖1，在橢圓上任找一點(diǎn)A（不是橢圓的
頂點(diǎn)），以O(shè)為圓心，OA為半徑作圓，該圓與橢圓
的其余三個交點(diǎn)分別為B、C、D;
3.連接AB、AD，過點(diǎn)O分別作AB、AD的
平行線，得到直線l1、l2，則直線l1、l2就是橢圓的
兩條對稱軸;
4.直線l1與橢圓交于E、F兩點(diǎn)，直線l2與橢圓交于G、H兩點(diǎn)，則E、F、G、H是橢圓的四個頂點(diǎn);
5.比較OE與OG的大小，若OE>OG，則EF是長軸，GH是短軸;若OE<OG，則EF是短軸，GH是長軸（圖1中OE<OG，所以EF是短軸，GH是長軸）;
6.以E為圓心，OG為半徑作圓，與直線l2交于F1、F2兩點(diǎn)，則F1、F2就是橢圓的兩個焦點(diǎn).
備注 若點(diǎn)A恰好是橢圓的頂點(diǎn)，則該圓與橢圓只有兩個交點(diǎn)（其中一個是點(diǎn)A），此時，可對點(diǎn)A進(jìn)行調(diào)整，使得點(diǎn)A不是橢圓的頂點(diǎn).
下面給出該作法的證明.
證明 如圖1，不妨設(shè)橢圓的方程為x2a2+y2b2=1（a>b>0），點(diǎn)A的坐標(biāo)為x0，y0，其中x0≠±a且x0≠0，于是圓的方程為x2+y2=x20+y20.由于橢圓和圓都關(guān)于x軸、y軸、原點(diǎn)對稱，所以點(diǎn)B、C的坐標(biāo)分別為x0，-y0、-x0，-y0，于是直線AB、AD的方程分別為x=x0、y=y0，所以直線l1、l2的方程分別為x=0、y=0，所以直線l1、l2就是橢圓的兩條對稱軸.
因?yàn)镺E=b，EF1=a，所以O(shè)F1=EF12-OE2=a2-b2=c，同理，OF2=c，于是F1、F2是橢圓的兩個焦點(diǎn).
2 找出已知雙曲線的對稱軸、頂點(diǎn)和焦點(diǎn)
步驟如下：
圖2
1.利用文[2]的方法找到雙曲線的中心O;
2.如圖2，在雙曲線上任找一點(diǎn)A（不是雙曲線的
頂點(diǎn)），以O(shè)為圓心，OA為半徑作圓，該圓與雙曲線
的其余三個交點(diǎn)分別為B、C、D;
3.連接AB、AD，過點(diǎn)O分別作AB、AD的平
行線，得到直線l1、l2，則直線l1、l2就是雙曲線的兩條對稱軸;
4.直線l2與雙曲線交于E、F兩點(diǎn)，則E、F是雙曲線的兩個頂點(diǎn);
5.以O(shè)為圓心，OE為半徑作圓C1;
6.過點(diǎn)D，利用文[3]的方法作雙曲線的切線l3，與C1交于點(diǎn)G;
7.過點(diǎn)G作l3的垂線，交l2于點(diǎn)F2，作點(diǎn)F2關(guān)于直線l1的對稱點(diǎn)F1，則點(diǎn)F1、F2就是雙曲線的兩個焦點(diǎn).
備注 若點(diǎn)A恰好是雙曲線的頂點(diǎn)，則以O(shè)為圓心，OA為半徑的圓與雙曲線只有兩個交點(diǎn)（其中一個是點(diǎn)A），此時，可對點(diǎn)A進(jìn)行調(diào)整，使得點(diǎn)A不是雙曲線的頂點(diǎn).
關(guān)于雙曲線的頂點(diǎn)、對稱軸的證明方法與橢圓的證明類似，此處不再贅述.下面證明F1、F2是雙曲線的兩個焦點(diǎn).
證明 如圖2，不妨設(shè)雙曲線的方程為x2a2-y2b2=1（a>0，b>0），點(diǎn)D的坐標(biāo)為x0，y0，其中x0≠±a，點(diǎn)G的坐標(biāo)為m，n.
因?yàn)辄c(diǎn)D在雙曲線上，所以x20a2-y20b2=1，即
x20=a2+a2y20b2………①.
點(diǎn)G在圓C1上，所以m2+n2=a2………②.
切線l3的方程為x0xa2-y0yb2=1，而點(diǎn)G在l3上，所以mx0a2-ny0b2=1，即b2mx0-a2ny0=a2b2，兩邊平方，化簡可得
2mnx0y0a2b2=b4m2x20+a4n2y20-a4b4………③.
因?yàn)镚F2l3，所以直線GF2的斜率為-a2y0b2x0，所以直線GF2的方程為y-n=-a2y0b2x0x-m，令y=0，可得點(diǎn)F2的橫坐標(biāo)為xF2=b2nx0+a2my0a2y0，平方可得x2F2=b4n2x20+a4m2y20+2mnx0y0a2b2a4y20，將③式代入該式子，可得
x2F2=b4n2x20+a4m2y20+b4m2x20+a4n2y20-a4b4a4y20=b4m2+n2x20+a4m2+n2y20-a4b4a4y20.
將②式代入，可得
x2F2=a2b4x20+a6y20-a4b4a4y20.
將①式代入，可得
x2F2=a2b4a2+a2y20b2+a6y20-a4b4a4y20
=a4b4+a4b2y20+a6y20-a4b4a4y20
=a4b2y20+a6y20a4y20
=
a2+b2=c2，所以xF2=c，于是點(diǎn)F2是雙曲線的右焦點(diǎn)，從而點(diǎn)F1是雙曲線的左焦點(diǎn).
3 找出已知拋物線的焦點(diǎn)
步驟如下：
1.利用文[2]的方法找到拋物線的頂點(diǎn)O和對稱軸l;
2.如圖3，在拋物線上任找一點(diǎn)A（不是拋物線的頂
點(diǎn)），過A作ABl于點(diǎn)B，作點(diǎn)B關(guān)于頂點(diǎn)O的對稱點(diǎn)
C，連接AC;
3.過點(diǎn)A作ADAC，交對稱軸l于點(diǎn)D;
4.取CD中點(diǎn)為F，則點(diǎn)F就是拋物線的焦點(diǎn).
下面給出該作法的證明.
圖3
證明 不妨設(shè)拋物線的方程為y2=2px（p>0），點(diǎn)A的坐標(biāo)為x0，y0，其中x0≠0，則點(diǎn)B的坐標(biāo)為x0，0，點(diǎn)C的坐標(biāo)為-x0，0.于是直線AC的斜率為y0-0x0--x0=y02x0，直線AD的方程為y-y0=-2x0y0x-x0.令y=0，可得x=x0+p，所以點(diǎn)D的坐標(biāo)為x0+p，0，所以CD中點(diǎn)F的坐標(biāo)為p2，0，所以點(diǎn)F就是拋物線的焦點(diǎn).
參考文獻(xiàn)
[1] 張偉.使用幾何畫板如何找出已知橢圓的中心[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志，2014（7）：23.
[2] 黃偉亮.使用幾何畫板找出雙曲線的中心和拋物線的焦點(diǎn)[J] .中學(xué)數(shù)學(xué)雜志，2015（3）：65.
關(guān)鍵詞：固定源廢氣；顆粒物；監(jiān)測
隨著人們生活水平的不斷提升，對生態(tài)環(huán)境也有了全新的要求。在當(dāng)前社會背景下，傳統(tǒng)固定源廢棄當(dāng)中顆粒物現(xiàn)場采樣工作模式已經(jīng)不能滿足社會發(fā)展的需求，必須要通過各種現(xiàn)代化的方式對其進(jìn)行完善，才能從根本上提升固定源廢氣顆粒物現(xiàn)場采樣工作質(zhì)量，下文也將從采樣位置的選擇、現(xiàn)場采樣前的調(diào)查、現(xiàn)場采樣等方面，詳細(xì)闡述如何提升固定源廢氣顆粒物現(xiàn)場采樣工作質(zhì)量。
1 如何選擇采樣位置
對于采樣位置的選擇，優(yōu)先設(shè)置在垂直位置并且盡可能的避開彎頭和斷面急劇變化的部分，并盡量遵循上三下六的原則（針對圓形煙道）。對于現(xiàn)場空間有限，不能滿足上述條件時，可選擇相對來說適宜的管段采樣，但采樣斷面與彎頭的距離最少是煙道直徑的1.5倍，對于監(jiān)測測點(diǎn)的數(shù)量及采樣頻次都要進(jìn)一步增加。對于采樣斷面的煙氣流速要滿足在5m/s以上。采樣平臺至少應(yīng)同時容納兩人對儀器進(jìn)行操作，并符合相關(guān)安全規(guī)范。
2 現(xiàn)場采樣前的調(diào)查
（1）調(diào)查廢氣處置采用的是什么除塵設(shè)施，是布袋收塵，還是電收塵，如果是采用的電收塵，采樣前儀器要接地，防止靜電將采樣儀器打壞及對采樣人員的損傷。
（2）調(diào)查生產(chǎn)設(shè)施的運(yùn)行情況，污染物的排放規(guī)律：間斷排放還是連續(xù)排放，已確定采樣的頻次、及時間。
（3）現(xiàn)場勘察開孔位置橫截面的直徑、煙囪的高度，必要時查閱煙道的設(shè)計圖紙。
（4）調(diào)查采樣期間的生產(chǎn)工況，如果是監(jiān)督性日常監(jiān)測，采樣期間的工況應(yīng)當(dāng)與平時的正常狀況下的運(yùn)行工況接近。對于監(jiān)測目的為竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收監(jiān)測的項(xiàng)目，其工況應(yīng)穩(wěn)定運(yùn)行、生產(chǎn)負(fù)荷需要達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力的75%以上情況下進(jìn)行。對于無法暫時無法調(diào)整工況達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力的75%以上負(fù)荷的建設(shè)項(xiàng)目，分為以下兩種情況：a.經(jīng)過調(diào)整工況可以達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力75%以上的，驗(yàn)收監(jiān)測應(yīng)當(dāng)在75%以上負(fù)荷或者在滿足國家及地方標(biāo)準(zhǔn)中所要求的生產(chǎn)負(fù)荷的條件下進(jìn)行；b.對于確實(shí)無法調(diào)整工況達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力75%以上的項(xiàng)目，驗(yàn)收監(jiān)測的開展應(yīng)當(dāng)在主體工程穩(wěn)定、環(huán)保設(shè)施運(yùn)行正常，并且征得環(huán)保主管部門同意的情況下進(jìn)行，同時對實(shí)際監(jiān)測時的工況進(jìn)行注明。國家、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對生產(chǎn)負(fù)荷另有規(guī)定的按規(guī)定執(zhí)行。
3 現(xiàn)場采樣
（1）將采樣系統(tǒng)連接，開機(jī)自檢后，要對整個系統(tǒng)進(jìn)行檢漏防止系統(tǒng)漏氣，有的儀器自帶檢漏程序，有的儀器需要手動完成。監(jiān)測前還應(yīng)注意對系統(tǒng)動壓進(jìn)行調(diào)零。
（2）對煙道的含濕量進(jìn)行測量，目前我們通常采用的是干濕球法，其原理是使氣體在一定的流速下經(jīng)干、濕溫度計，根據(jù)干、濕球溫度計的讀數(shù)和測點(diǎn)處的排氣壓力，計算出排氣中的水份含量，測量含濕量時，加入的最大水量要在刻度線以下，槍要水平進(jìn)入，監(jiān)測完畢后，要先將槍下部儲水罐的水倒掉，注意千萬不能倒置。
（3）輸入含濕量、大氣壓、煙道尺寸等參數(shù)，裝入濾筒，使采樣嘴置于測點(diǎn)并正對氣流，按顆粒物等速采樣的原理，抽取一定的含塵氣體。根據(jù)采樣管濾筒上所捕集的顆粒物和同時抽取的氣體量，計算出排氣筒中的顆粒物濃度，采樣的體積要滿足相關(guān)的監(jiān)測要求。
（4）采樣結(jié)束后，應(yīng)通電讓儀器繼續(xù)運(yùn)行一段時間，排出殘留廢氣，防止殘留廢氣中的一些腐蝕性成分對儀器的損壞。這一過程對采樣整體工作質(zhì)量的影響是比較大的，而且還會影響到被采樣機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)效益，減少對儀器的損壞，提升采樣的科學(xué)性。
4 現(xiàn)場采樣的注意事項(xiàng)
（1）對于穩(wěn)定排放的固定源當(dāng)采樣前后流速變化（即同一斷面當(dāng)天所采三個樣品流速之間的變化）大于20%時，樣品無效，應(yīng)重新采樣。等速采樣時要求顆粒物采樣的跟蹤率為1±0.1之間。
（2）采樣時間應(yīng)根據(jù)廢氣中顆粒物的含量確定，原則上每斷面測定時所采集樣品累計的總采氣量不少于1立方米。
（3）防塵、防毒面具。部分帶正壓的、高濃度的進(jìn)口監(jiān)測時的人員現(xiàn)場保護(hù)。
（4）其他現(xiàn)場人員安全、防中暑、防治燙傷等物品措施。
（5）脫硫出口可能會遇到煙氣濕度大、濾筒破裂、受到冷凝水倒流及采樣孔套管內(nèi)脫硫石膏漿液沾污等問題。適當(dāng)縮短采樣時間，及時清理沾污的嘴子。對于采樣嘴中一些狹窄地方清理不到的，可以選擇在采樣前用實(shí)驗(yàn)室超聲波清洗儀超聲清洗。
（6）長期開展工作的監(jiān)測斷面，測試風(fēng)量出現(xiàn)異常偏大或者偏小時，檢查其是否等負(fù)荷情況是否波動，也可以查閱排放口風(fēng)量日常歷史記錄（建議可以考慮建立歷史數(shù)據(jù)表格，隨身攜帶備查），與以往進(jìn)行比照，以追溯檢查監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性、代表性。
5 結(jié)束語
環(huán)境科學(xué)研究的主要問題，是人與環(huán)境之間在進(jìn)行物質(zhì)和能量交換活動中所產(chǎn)生的影響。定性、定量化的是研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，所以環(huán)境監(jiān)測是確立研究成果的重要手段之一。人類活動一方面影響了自然環(huán)境，另一方面來說自然環(huán)境反過來又作用于人類。為了追求美好的生存環(huán)境，人類應(yīng)加強(qiáng)對環(huán)境的調(diào)手，通過環(huán)境監(jiān)測的不斷開展和長期積累，取得大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，查出污染的來源，對于污染物在傳輸過程中的分布和變化的規(guī)律性要進(jìn)一步掌握；通過大量數(shù)據(jù)建立的模型，對環(huán)境污染的趨勢作出預(yù)測預(yù)報并且能準(zhǔn)確地評價環(huán)境質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上提出或確定控制環(huán)境污染的對策。在這樣的不斷往復(fù)中進(jìn)行，逐步地改善環(huán)境。這一切構(gòu)成了一個科學(xué)的研究體系，環(huán)境監(jiān)測是這個體系中的一個重要環(huán)節(jié)，環(huán)境監(jiān)測是一項(xiàng)繁重、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎彩蔷哂休^高技術(shù)含量的復(fù)雜工程，環(huán)境監(jiān)測部門必須在實(shí)踐和操作中不斷完善環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理體系，最大限度提升環(huán)境監(jiān)測水平，確保環(huán)境監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，以更好的為環(huán)境管理部門及廣大人民群眾服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；移動信標(biāo)；節(jié)點(diǎn)定位
中圖分類號：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2011)21-5080-03
Research on Technology of Nodes Localization Based on Mobile Beacon for Wireless Sensor Network (WSN)
DING Hui, LI Bo-yong, AI Shu-liang
(Chenzhou Vocational and Technical College, Chenzhou 423000, China)
Abstract：Wireless sensor network has been used in many field. Nodes location of WSN has provided the basic information for many applications. Nodes location based on mobile beacon is one of the important research fields. Some basic principles and performance evaluating criterions of nodes localization based on mobile beacon for WSN are introduced. Some issues which need to be resolved in future are discussed.
Key words: wireless sensor network (WSN); mobile beacon; nodes localization
隨著傳感器技術(shù)、無線通信、微電子技術(shù)以及嵌入式計算等技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network 簡稱WSN)得到了廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)今活躍的研究領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新型的傳感器網(wǎng)絡(luò)，同時也是一個多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，與當(dāng)今主流無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，均使用802.15.4的標(biāo)準(zhǔn)，由具有感知能力、通信能力和計算能力的大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，具有低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取和處理能力。
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的眾多應(yīng)用中,如：國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、目標(biāo)跟蹤、物流管理、入侵檢測、交通流量監(jiān)控和勘測應(yīng)用等領(lǐng)域, 監(jiān)測到事件之后需要確定事件發(fā)生的位置，信息融合后得到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息如果不包含事件位置信息將毫無意義，只有帶有標(biāo)識位置信息的傳感數(shù)據(jù)才有實(shí)際的意義。傳感器節(jié)點(diǎn)自身的正確定位是提供事件位置信息的前提, 因此節(jié)點(diǎn)的精確定位基礎(chǔ)而關(guān)鍵[1] 。
1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的分類及基本方法
節(jié)點(diǎn)定位是指確定傳感器節(jié)點(diǎn)的相對位置或絕對位置，節(jié)點(diǎn)所采集到的數(shù)據(jù)必須結(jié)合其在測量坐標(biāo)系內(nèi)的位置信息才有意義。人工部署傳感節(jié)點(diǎn)和為所有節(jié)點(diǎn)安裝GPS接收器都會受到成本、功耗、節(jié)點(diǎn)體積、擴(kuò)展性等方面的限制，甚至在某些應(yīng)用中是根本無法實(shí)現(xiàn)的。通常是為部分節(jié)點(diǎn)配置定位裝置（如GPS接收器）或事先標(biāo)定其準(zhǔn)確位置，這些節(jié)點(diǎn)稱為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)（也稱錨節(jié)點(diǎn)），再利用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息采用一定的機(jī)制與算法實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的自身定位。目前人們提出了兩類節(jié)點(diǎn)定位算法[2]：基于測量距離的定位算法與測量距離無關(guān)的定位算法。基于距離的定位方法首先使用測距技術(shù)測量相鄰節(jié)點(diǎn)間的實(shí)際距離或方位，然后使用三邊測量法、三角測量法、最小二乘估計法等方法進(jìn)行定位。與測量距離無關(guān)的定位算法主要包括：APIT、質(zhì)心算法、DV-Hop、Amorphous等。
1.1 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身定位系統(tǒng)的分類[1,3-5]
1) 絕對定位與相對定位。絕對定位與物理定位類似，定位結(jié)果是一個坐標(biāo)位置，如經(jīng)緯度。而相對定位通常是以傳感區(qū)域某點(diǎn)為參考，建立整個網(wǎng)絡(luò)的相對坐標(biāo)系統(tǒng)。
2) 物理定位與符號定位。經(jīng)緯度就是物理位置；而某個節(jié)點(diǎn)在某街道的某門牌的建筑物內(nèi)就是符號位置。一定條件下，物理定位和符號定位可以相互轉(zhuǎn)換。與物理定位相比，符號定位在一些特定的應(yīng)用場合更加便于使用。
3) 集中式計算與分布式計算定位。集中式計算是指把所需信息傳送到某個中心節(jié)點(diǎn)，并在那里進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位計算的方式；分布式計算是指依賴節(jié)點(diǎn)間的信息交換和協(xié)調(diào)，由節(jié)點(diǎn)自行計算的定位方式。
4) 移動信標(biāo)與固定信標(biāo)定位。移動信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是一類裝備了GPS或其它定位裝置的可移動節(jié)點(diǎn)，它在移動的過程中周期性自己的位置信息。基于移動信標(biāo)的未知節(jié)點(diǎn)定位有很多優(yōu)點(diǎn)，如定位成本低，容易達(dá)到很高的定位精度、可實(shí)現(xiàn)分布式定位計算、易于實(shí)現(xiàn)三維定位等。而固定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)是一類裝備了GPS或其它定位裝置的不可移動節(jié)點(diǎn)。
1.2 基于距離的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計算基本方法
待定位節(jié)點(diǎn)在獲得與鄰近信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離信息后，通常采用下列方法計算自身的位置[3]。
1) 三邊測量法：利用網(wǎng)絡(luò)中三個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及未知節(jié)點(diǎn)到這三個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離，運(yùn)用幾何方法求出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
2) 三角測量法：利用網(wǎng)絡(luò)中三個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及未知節(jié)點(diǎn)為角頂點(diǎn)角邊分別為三個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的角度，運(yùn)用幾何方法求出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
3) 最小二乘估計法：利用未知節(jié)點(diǎn)的相鄰節(jié)點(diǎn)中的多個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)以及它們與未知節(jié)點(diǎn)的距離或角度，運(yùn)用最小均方差估計方法求出未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。
1.3 常用的測距方法
1) 信號接收強(qiáng)度（RSSI）測距法
已知發(fā)射功率和天線接收增益，在接收節(jié)點(diǎn)測量信號接收功率，計算傳播損耗，使用理論或經(jīng)驗(yàn)的無線電傳播模型由傳播損耗計算出信源與接收者間的距離。通常使用下列對數(shù)-常態(tài)分布模型來計算節(jié)點(diǎn)間的距離[1]。
PL(d)=PL(d0)+10λ?log(d/d0)+X （1）
PL(d0)=32.44+10λ?log(d0)+ 10λ?log(f) （2）
RSSI=發(fā)射功率+天線增益-路徑損耗(PL(d)) （3）
其中PL(d)[dB]是經(jīng)過距離d后的路徑損耗，X是平均值為0的高斯分布隨機(jī)變數(shù)，其標(biāo)準(zhǔn)差取為4至10，λ為取衰減因子通常為2至3.5，f是頻率，取d0=1(m)，這樣根據(jù)上述3式可得節(jié)點(diǎn)間的距離。
2) 到達(dá)時間測距法
到達(dá)時間(TOA)技術(shù)通過測量信號傳播時間來測量距離，若電波從信標(biāo)節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的傳播時間為t，電波傳播速度為c，則信標(biāo)節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)的距離為t×c。
3) 時間差測距法
TDOA測距是通過測量兩種不同信號到達(dá)未知節(jié)點(diǎn)的時間差，再根據(jù)兩種信號傳播速度來計算未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離，通常采用電波和超聲波組合。
4) 到達(dá)角定位法
到達(dá)角(AOA)定位法采用陣列天線或多個接收器組合來獲取相鄰節(jié)點(diǎn)所處位置的方向，從而構(gòu)成從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的方位線。兩條方位線的交點(diǎn)就是未知節(jié)點(diǎn)的位置。
1.4 典型非測距算法
基于距離測量和角度測量的定位算法的缺點(diǎn)是對專用硬件有一定的要求，從而使傳感器節(jié)點(diǎn)成本和體積加大，限制了它的實(shí)用性。非測距的算法不需要測量未知節(jié)點(diǎn)到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離，在成本和功耗方面比基于測距的定位方法具有一定的優(yōu)勢，但是精度相對不足。
1) DV－h(huán)op算法
為了避免對節(jié)點(diǎn)間距離的直接測量， Niculescu等人提出了DV－h(huán)op算法[3]。該算法基本思想是：用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的平均每跳距離和信標(biāo)到待定位節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)乘積來表示待定位節(jié)點(diǎn)到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離，再用三角定位來獲得待定位節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
2) 質(zhì)心法
質(zhì)心法由南加州大學(xué)Nirupama Bulusu等學(xué)者提出[3]，該算法是未知節(jié)點(diǎn)以所有可收到信號的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的幾何質(zhì)心作為自己的估計位置，它是一種基于網(wǎng)絡(luò)連通性的室外節(jié)點(diǎn)定位算法。
3) APIT 算法
一個未知節(jié)點(diǎn)任選3個能夠與之通信的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個三角形，并測試自身位置是在這個三角形內(nèi)部還是在其外部；然后再選擇另外3個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同樣的測試，直到窮盡所有的組合或者達(dá)到所需的精度。
4) Amorphous 算法
Amorphous 定位算法[3]采用與 DV-Hop 算法類似的方法獲得距信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，稱為梯度值。未知節(jié)點(diǎn)收集鄰居節(jié)點(diǎn)的梯度值，計算關(guān)于某個信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的局部梯度平均值。Amorphous 算法假定預(yù)先知道網(wǎng)絡(luò)的密度，然后離線計算網(wǎng)絡(luò)的平均每跳距離，最后當(dāng)獲得3個或更多錨節(jié)點(diǎn)的梯度值后，未知節(jié)點(diǎn)計算與每個錨節(jié)點(diǎn)的距離，并使用三邊測量法和最大似然估計法估算自身位置。
2 基于移動信標(biāo)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)
無論是距離相關(guān)還是距離無關(guān)定位算法，常采用固定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)方式測量距離、相對角度、傳播時間差及傳播時間等進(jìn)行節(jié)點(diǎn)定位[1]。通常參與定位的固定信標(biāo)節(jié)點(diǎn)越多, 定位精度將越高。但是信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通節(jié)點(diǎn)，當(dāng)定位工作完成后，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)成普通的傳感器節(jié)點(diǎn)使用。因此信標(biāo)點(diǎn)越多，布設(shè)整個網(wǎng)絡(luò)的成本將會增大, 定位算法的計算負(fù)荷以及通訊負(fù)荷將會增大[1] ，過多的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)將會造成較大的浪費(fèi)。所以利用移動節(jié)點(diǎn)發(fā)出的虛擬坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行輔助定位的思想將成為節(jié)點(diǎn)定位研究的一個重要研究方向。
假定整個WSN由靜止節(jié)點(diǎn)以及移動節(jié)點(diǎn)(如撒播節(jié)點(diǎn)完畢的飛機(jī)、運(yùn)動的車輛、移動的小型機(jī)器人或普通的能移動的傳感器節(jié)點(diǎn)等) 兩種類型節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大小, 可以配置一個或者多個移動節(jié)點(diǎn)。各移動節(jié)點(diǎn)均配置一個GPS接收器用于定位移動信標(biāo)節(jié)點(diǎn)本身, 并有足夠的能量自我移動或捆綁移動機(jī)器人、移動車輛或三維空間中的飛機(jī)等工具。移動節(jié)點(diǎn)在傳感器區(qū)域內(nèi)按照一定的運(yùn)動路徑移動, 并周期性地發(fā)送坐標(biāo)位置信息, 待定位節(jié)點(diǎn)根據(jù)接收到的坐標(biāo)信息與采用適當(dāng)?shù)亩ㄎ凰惴ㄍ瓿啥ㄎ籟6] 。
近幾年有一些研究者對移動錨節(jié)點(diǎn)路徑規(guī)劃展開研究，提出了一些比較好的路徑規(guī)劃方案。移動錨節(jié)點(diǎn)路徑規(guī)劃主要有兩個目標(biāo)：
1) 移動軌跡能夠覆蓋網(wǎng)絡(luò)中的所有未知節(jié)點(diǎn)；
2) 為未知節(jié)點(diǎn)定位提供質(zhì)量好的信標(biāo)點(diǎn)。
如果滿足網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均勻分布的條件，規(guī)劃路徑通常采用靜態(tài)規(guī)劃路徑，移動錨節(jié)點(diǎn)都按照預(yù)先規(guī)劃的路徑移動，不具有根據(jù)節(jié)點(diǎn)分布狀況靈活變化的性能。文獻(xiàn)[7]針對移動錨節(jié)點(diǎn)的路徑規(guī)劃問題利用空間填充線理論提出了SCAN、DOUBLESCAN以及HILBERT路徑規(guī)劃方法，分別如圖1、圖2和圖3所示。在節(jié)點(diǎn)通信距離小和空間填充線密度大的條件下， SCAN路徑比HILBERT路徑的定位結(jié)果準(zhǔn)確。但是在節(jié)點(diǎn)通信距離大、空間填充線密度較小時，HILBERT路徑明顯優(yōu)于SCAN路徑。
SCAN路徑存在明顯的缺點(diǎn)就是提供了大量共線的信標(biāo)點(diǎn)，HILBERT路徑通過增加移動路徑長度解決了信標(biāo)點(diǎn)共線性的問題，只要達(dá)到一定的密度就可以為定位提供優(yōu)質(zhì)的不共線信標(biāo)點(diǎn)。為了解決信標(biāo)點(diǎn)存在共線性的問題，文獻(xiàn)[8]提出了圓形規(guī)劃路徑和S形規(guī)劃路徑方法，如圖4和圖5所示。圓形規(guī)劃路徑完全覆蓋方形網(wǎng)絡(luò)區(qū)域時必須增加大圓路徑，這很大程度增加了路徑的長度。而圓形的直徑非常大時，在局部帶來了信標(biāo)點(diǎn)的共線性問題。S形路徑通過引入S形曲線代替直線，解決了信標(biāo)點(diǎn)共線性問題。
而對于實(shí)際環(huán)境中節(jié)點(diǎn)非均勻分布的情況，文獻(xiàn)[9]提出了提出了寬度優(yōu)先和回溯式貪婪算法。這種方法能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息自適應(yīng)進(jìn)行路徑規(guī)劃，規(guī)劃路徑不再是規(guī)則的圖形，能夠充分利用節(jié)點(diǎn)分布信息覆蓋所有節(jié)點(diǎn)，保證路徑最短，克服了靜態(tài)路徑規(guī)劃的缺點(diǎn)。文獻(xiàn)[10]提出讓一個攜帶GPS的移動信標(biāo)采用隨機(jī)移動模型的方式盡量遍歷傳感區(qū)域，然后采用分布式算法為未知節(jié)點(diǎn)定位，該方法結(jié)合了基于測距方法的優(yōu)點(diǎn)，并且無需布置固定的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，節(jié)省了成本開銷，但是由于移動信標(biāo)的移動模型采用隨機(jī)的方式，難以讓其移動范圍覆蓋整個傳感區(qū)域，從而有些未知節(jié)點(diǎn)無法定位。
3 定位算法的評價標(biāo)準(zhǔn)
定位算法設(shè)計的優(yōu)劣通常以下列幾個評價標(biāo)準(zhǔn)[11]來評價：
1）定位精度：一般用誤差值與節(jié)點(diǎn)無線射程的比例表示，是定位技術(shù)首要的評價指標(biāo)。
2）定位覆蓋率：指利用定位算法能夠進(jìn)行定位的節(jié)點(diǎn)數(shù)與總的未知節(jié)點(diǎn)個數(shù)之比，它是評價定位算法的另外一個重要的指標(biāo)。
3）信標(biāo)節(jié)點(diǎn)密度：信標(biāo)節(jié)點(diǎn)占所有節(jié)點(diǎn)的比例或者是單位區(qū)域內(nèi)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的數(shù)目。
4）節(jié)點(diǎn)密度：節(jié)點(diǎn)密度通常以網(wǎng)絡(luò)的平均連通度來表示。
5）功耗：功耗是指傳感器節(jié)點(diǎn)在單位時間內(nèi)所消耗的能源的數(shù)量。由于傳感器節(jié)點(diǎn)不會始終在工作的，有時候會處于休眠狀態(tài)，但這同樣也會消耗少量的能量，因此，傳感器節(jié)點(diǎn)的功耗一般會有兩個，一個是工作時的功耗，另一個是待機(jī)時的功耗。
6）成本：包括時間、空間和費(fèi)用。時間指一個系統(tǒng)的安裝、配置和定位所需的時間。空間包括一個定位系統(tǒng)或算法所需的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量、安裝尺寸等。費(fèi)用則包括實(shí)現(xiàn)某種定位系統(tǒng)或算法的基礎(chǔ)設(shè)施、節(jié)點(diǎn)設(shè)備的總費(fèi)用。
7）魯棒性：定位系統(tǒng)和算法必須具有很強(qiáng)的容錯性和自適應(yīng)性，能夠通過自身調(diào)整或重構(gòu)糾正錯誤、適應(yīng)環(huán)境、減小各種誤差的影響，以提高定位精度。
上述的這些評價指標(biāo)不僅是評價WSN自身定位系統(tǒng)和算法的標(biāo)準(zhǔn)，也是其設(shè)計和實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化目標(biāo)。
4 結(jié)束語
使用移動信標(biāo)節(jié)點(diǎn)來完成WSN所有節(jié)點(diǎn)的定位，就必須要足夠的時間讓移動信標(biāo)節(jié)點(diǎn)遍歷完整個網(wǎng)絡(luò), 為了減小所有節(jié)點(diǎn)定位所需的時間以及提高定位效率，如何進(jìn)一步優(yōu)化移動信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動路徑將成為基于移動信標(biāo)的WSN節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)更研究的重要方向。
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