一種基于定位糾偏技術的通信線路資源采集方法研究

薛偉, 李三百, 譚裴

（中國移動通信集團設計院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

1 概述

隨著3G/4G以及寬帶數據業務的快速發展，通信運營商間的競爭日趨激烈，通信傳輸網絡正處于高速膨脹式發展階段，高速的發展所帶來的通信線路資源管理方面的問題非常突出，主要表現在通信線路資源管理幾乎都以人工為主、計算機為輔，定位精度低且資源采集效率低下，缺乏有效系統及工具的支撐，因此如何利用現代化的技術手段呈現通信線路資源的真實性、精確性，從而提高網絡建設和維護管理效率，是目前通信線路資源管理亟待解決的問題。

同時，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村地區相對較好，而在樓宇密集的城區定位精度受到樓宇遮擋影響較大。如何提高定位準確度也成為通信線路資源管理中的一個關鍵問題。

2 系統總體架構研究

通信線路資源管理系統由運行于智能手持終端上的資源采集子系統、運行于PC機的資源管理系統客戶端以及系統服務器組等部分組成，系統總體架構圖如圖1所示。

運行于智能手持終端的資源采集子系統負責對資源進行基礎數據采集和定位，智能手持終端將資源數據進行有效格式化、標準化操作，完成通信線路資源管理的第一步，以便后續資源數據的歸檔和管理。

運行于PC機的管理系統客戶端負責對通信線路資源在GIS電子地圖上進行可視化呈現及管理等工作，管理系統客戶端在GIS電子地圖的支撐下，對通信線路數據進行有效地圖呈現，方便對資源數據的管理及校正工作。

圖1 通信線路資源管理系統總體架構圖

系統服務器由主備數據通信服務器、主備電子地圖服務器以及主備中心數據庫服務器組成，數據通信服務器負責處理由智能手持終端以及系統客戶端提交的資源數據存取事務；電子地圖服務器負責處理系統PC客戶端提交的GIS地圖呈現請求及相關操作事務；中心數據庫服務器負責完成對GIS地圖數據和資源基礎數據進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

通信線路資源采集技術是利用智能手持終端技術對資源數據進行規范化、標準化的采集技術。利用通信線路資源采集子系統為資源數據制定標準化模板，錄入標準化資源數據，該資源采集子系統基于Windows Mobile 6.5操作系統，其總體軟件框架設計如圖2所示。

圖2 通信線路資源采集子系統軟件框架圖

通信線路資源采集子系統軟件框架設計分為視圖層、業務層、數據訪問層。視圖層通過標準化的視圖界面錄入工程、資源、用戶訪問等數據，業務層將視圖層錄入的數據進行工程、資源、用戶等數據的業務處理、分析等操作；數據訪問層為業務層提供數據訪問接口以及定位接口，數據訪問接口負責對數據庫進行訪問，定位接口負責提供定位經緯度數據。

3.2 定位糾偏技術

定位糾偏技術是一種對定位精度進行校正的技術，考慮到定位精度受到多種因素的影響，定位數值會在實際值附近不斷進行擾動，利用定位糾偏算法可以有效提高單點定位精度。本文提出的定位糾偏算法是利用改進的聚類算法將收集的定位坐標進行適當聚類，從而達到去除噪聲點保留較為準確的定位數據的效果，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點距離為歐氏距離，其計算函數可表示為：

根據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進行定點采集，獲得一定數量的坐標點，得到數據點集合。

圖3 定位糾偏算法流程圖

其中R為地球半徑，設第一點A的經緯度為（LonA, LatA)，第二點B的經緯度為（LonB, LatB)，按照0度經線的基準，東經取經度的正值，西經取經度負值，北緯取90-緯度值，南緯取90+緯度值，則經過上述處理過后的兩點被計為（MLonA, MLatA)和（MLonB, MLatB)。

（5) 當Dist大于1 m時，將該最遠坐標點作為第二個聚類中心加入聚類中心集合，繼續進行下一步；否則跳轉到（8）。

（6) 計算定位數據點集合中未被作為聚類中心的各個坐標點到各個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，取集合{di; i=1,2,…, N}中最大值Maxl。

（7) 判斷Maxl是否大于， 如果大于則取坐標點作為聚類中心加入聚類中心集合，跳轉至（6）；否則繼續執行下一步。

（8) 當判斷出不再有新的聚類中心之后，將定位數據點集合中的坐標按最小歐氏距離原則分配到各類中，從而形成多個類集合。

（9) 比較各個類集合中的成員個數，從中選取一個成員個數最大的類，并計算其中心坐標，該中心坐標為最終結果坐標，本定位糾偏算法結束。

4 實驗結果與分析

為驗證定位糾偏算法的有效性，取實際點定位位置值為[117.27725465, 31.88191289]，利用高精度定位的智能手持終端設備在該位置點采集50組數據，獲得定位坐標點樣本集合，并選擇θ值分別為0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，進行了多組對比實驗。實驗結果如圖4和表1所示，其中圖4是各樣本點、樣本中心點、實際點以及不同θ值獲得的糾偏點在經緯度坐標軸上的位置圖，表1記錄了不同θ值獲得的糾偏點到實際點的歐氏距離，樣本集合中心與實際點的歐氏距離，以及所有樣本點到實際點的平均歐氏距離。

從實驗結果可以看出，未經過處理的樣本集合平均中心距離實際坐標點較遠，且所有樣本點的平均歐式距離較大，并且比較不同θ值實驗結果可以發現：當參數值θ為0.9時，定位糾偏算法所得到的糾偏定位坐標距離實際定位坐標最為接近，縮短了定位的誤差距離，有效提高了定位準確度。

表1 各實驗點與實際點的歐式距離表

5 結束語

本文提出了一種基于定位糾偏技術的通信線路采集方法，通過智能手持終端技術使資源數據的采集進行了規范化、標準化管理，為通信線路資源后續管理奠定了堅實基礎，利用定位糾偏算法有效提高智能手持終端的定位精度，并通過實驗結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確度。

[1]趙曉秋.3G/B3G網絡核心技術及應用[M].北京：機械工業出版社.2010.

[2]U.Varshney.4G Wireless Networks[J].IT Professional, IEEE Computer Society.2012（14): 34-39.

[3]楊濤.4G網絡發展的關鍵技術及前景探討[J].信息通信.2013（1): 49-50.

[4]閆瑞.現代移動通信技術研究[J].科技資訊.2011（25): 23-24.

[5]姚海鑫，王倩倩.我國移動通信市場運營商之間的階段性競爭博弈分析[J].遼寧大學學報.2012（1):84-92.

[6]Rashmi Bajaj, Samanth Lalinda Ranaweera, and Dhara P.Agrawal.GPS: Location Tracking Technology[J].IEEE Computer.2002, 35（4):92-94.

[7]胡伍生，高成發.GPS測量原理及其應用[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]劉娣，薄煜明，鄒衛軍.基于時間序列的GPS 誤差建模及單點定位精度研究[J].工兵學報.2009, 30（6): 825-828.

[9]顧元平，何群，武學旭.GPS技術在城市坐標數據采集中的應用[J].礦山測量.2005（2): 39-42.