一種基于定位糾偏技術(shù)的通信線路資源采集方法研究

薛偉, 李三百, 譚裴

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

1 概述

隨著3G/4G以及寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，通信運(yùn)營商間的競爭日趨激烈，通信傳輸網(wǎng)絡(luò)正處于高速膨脹式發(fā)展階段，高速的發(fā)展所帶來的通信線路資源管理方面的問題非常突出，主要表現(xiàn)在通信線路資源管理幾乎都以人工為主、計(jì)算機(jī)為輔，定位精度低且資源采集效率低下，缺乏有效系統(tǒng)及工具的支撐，因此如何利用現(xiàn)代化的技術(shù)手段呈現(xiàn)通信線路資源的真實(shí)性、精確性，從而提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)管理效率，是目前通信線路資源管理亟待解決的問題。

同時(shí)，通信線路資源管理對資源的GPS定位精度也有較高要求，資源定位精度在城郊或是農(nóng)村地區(qū)相對較好，而在樓宇密集的城區(qū)定位精度受到樓宇遮擋影響較大。如何提高定位準(zhǔn)確度也成為通信線路資源管理中的一個(gè)關(guān)鍵問題。

2 系統(tǒng)總體架構(gòu)研究

通信線路資源管理系統(tǒng)由運(yùn)行于智能手持終端上的資源采集子系統(tǒng)、運(yùn)行于PC機(jī)的資源管理系統(tǒng)客戶端以及系統(tǒng)服務(wù)器組等部分組成，系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖1所示。

運(yùn)行于智能手持終端的資源采集子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對資源進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集和定位，智能手持終端將資源數(shù)據(jù)進(jìn)行有效格式化、標(biāo)準(zhǔn)化操作，完成通信線路資源管理的第一步，以便后續(xù)資源數(shù)據(jù)的歸檔和管理。

運(yùn)行于PC機(jī)的管理系統(tǒng)客戶端負(fù)責(zé)對通信線路資源在GIS電子地圖上進(jìn)行可視化呈現(xiàn)及管理等工作，管理系統(tǒng)客戶端在GIS電子地圖的支撐下，對通信線路數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地圖呈現(xiàn)，方便對資源數(shù)據(jù)的管理及校正工作。

圖1 通信線路資源管理系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)服務(wù)器由主備數(shù)據(jù)通信服務(wù)器、主備電子地圖服務(wù)器以及主備中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成，數(shù)據(jù)通信服務(wù)器負(fù)責(zé)處理由智能手持終端以及系統(tǒng)客戶端提交的資源數(shù)據(jù)存取事務(wù)；電子地圖服務(wù)器負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)PC客戶端提交的GIS地圖呈現(xiàn)請求及相關(guān)操作事務(wù)；中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器負(fù)責(zé)完成對GIS地圖數(shù)據(jù)和資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存取和管理等工作。

3 資源采集方法研究

3.1 通信線路資源采集技術(shù)

通信線路資源采集技術(shù)是利用智能手持終端技術(shù)對資源數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的采集技術(shù)。利用通信線路資源采集子系統(tǒng)為資源數(shù)據(jù)制定標(biāo)準(zhǔn)化模板，錄入標(biāo)準(zhǔn)化資源數(shù)據(jù)，該資源采集子系統(tǒng)基于Windows Mobile 6.5操作系統(tǒng)，其總體軟件框架設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 通信線路資源采集子系統(tǒng)軟件框架圖

通信線路資源采集子系統(tǒng)軟件框架設(shè)計(jì)分為視圖層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)訪問層。視圖層通過標(biāo)準(zhǔn)化的視圖界面錄入工程、資源、用戶訪問等數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)層將視圖層錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行工程、資源、用戶等數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)處理、分析等操作；數(shù)據(jù)訪問層為業(yè)務(wù)層提供數(shù)據(jù)訪問接口以及定位接口，數(shù)據(jù)訪問接口負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問，定位接口負(fù)責(zé)提供定位經(jīng)緯度數(shù)據(jù)。

3.2 定位糾偏技術(shù)

定位糾偏技術(shù)是一種對定位精度進(jìn)行校正的技術(shù)，考慮到定位精度受到多種因素的影響，定位數(shù)值會(huì)在實(shí)際值附近不斷進(jìn)行擾動(dòng)，利用定位糾偏算法可以有效提高單點(diǎn)定位精度。本文提出的定位糾偏算法是利用改進(jìn)的聚類算法將收集的定位坐標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)聚類，從而達(dá)到去除噪聲點(diǎn)保留較為準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)的效果，具體算法流程如圖3所示。

本文提到的定位糾偏算法中利用的坐標(biāo)點(diǎn)距離為歐氏距離，其計(jì)算函數(shù)可表示為：

根據(jù)上述定位糾偏算法流程，其具體操作步驟如下所述：

（1) 通過智能手持終端對定位點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)采集，獲得一定數(shù)量的坐標(biāo)點(diǎn)，得到數(shù)據(jù)點(diǎn)集合。

圖3 定位糾偏算法流程圖

其中R為地球半徑，設(shè)第一點(diǎn)A的經(jīng)緯度為（LonA, LatA)，第二點(diǎn)B的經(jīng)緯度為（LonB, LatB)，按照0度經(jīng)線的基準(zhǔn)，東經(jīng)取經(jīng)度的正值，西經(jīng)取經(jīng)度負(fù)值，北緯取90-緯度值，南緯取90+緯度值，則經(jīng)過上述處理過后的兩點(diǎn)被計(jì)為（MLonA, MLatA)和（MLonB, MLatB)。

（5) 當(dāng)Dist大于1 m時(shí)，將該最遠(yuǎn)坐標(biāo)點(diǎn)作為第二個(gè)聚類中心加入聚類中心集合，繼續(xù)進(jìn)行下一步；否則跳轉(zhuǎn)到（8）。

（6) 計(jì)算定位數(shù)據(jù)點(diǎn)集合中未被作為聚類中心的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)到各個(gè)聚類中心的歐氏距離，并求出最小值，即

其中k為聚類中心集合成員數(shù)，取集合{di; i=1,2,…, N}中最大值Maxl。

（7) 判斷Maxl是否大于， 如果大于則取坐標(biāo)點(diǎn)作為聚類中心加入聚類中心集合，跳轉(zhuǎn)至（6）；否則繼續(xù)執(zhí)行下一步。

（8) 當(dāng)判斷出不再有新的聚類中心之后，將定位數(shù)據(jù)點(diǎn)集合中的坐標(biāo)按最小歐氏距離原則分配到各類中，從而形成多個(gè)類集合。

（9) 比較各個(gè)類集合中的成員個(gè)數(shù)，從中選取一個(gè)成員個(gè)數(shù)最大的類，并計(jì)算其中心坐標(biāo)，該中心坐標(biāo)為最終結(jié)果坐標(biāo)，本定位糾偏算法結(jié)束。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為驗(yàn)證定位糾偏算法的有效性，取實(shí)際點(diǎn)定位位置值為[117.27725465, 31.88191289]，利用高精度定位的智能手持終端設(shè)備在該位置點(diǎn)采集50組數(shù)據(jù)，獲得定位坐標(biāo)點(diǎn)樣本集合，并選擇θ值分別為0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，進(jìn)行了多組對比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4和表1所示，其中圖4是各樣本點(diǎn)、樣本中心點(diǎn)、實(shí)際點(diǎn)以及不同θ值獲得的糾偏點(diǎn)在經(jīng)緯度坐標(biāo)軸上的位置圖，表1記錄了不同θ值獲得的糾偏點(diǎn)到實(shí)際點(diǎn)的歐氏距離，樣本集合中心與實(shí)際點(diǎn)的歐氏距離，以及所有樣本點(diǎn)到實(shí)際點(diǎn)的平均歐氏距離。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，未經(jīng)過處理的樣本集合平均中心距離實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)較遠(yuǎn)，且所有樣本點(diǎn)的平均歐式距離較大，并且比較不同θ值實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)參數(shù)值θ為0.9時(shí)，定位糾偏算法所得到的糾偏定位坐標(biāo)距離實(shí)際定位坐標(biāo)最為接近，縮短了定位的誤差距離，有效提高了定位準(zhǔn)確度。

表1 各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)與實(shí)際點(diǎn)的歐式距離表

5 結(jié)束語

本文提出了一種基于定位糾偏技術(shù)的通信線路采集方法，通過智能手持終端技術(shù)使資源數(shù)據(jù)的采集進(jìn)行了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，為通信線路資源后續(xù)管理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，利用定位糾偏算法有效提高智能手持終端的定位精度，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比與分析證明了該定位糾偏算法能夠有效提高了定位準(zhǔn)確度。

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