一种基于定位纠偏技术的通信线路资源采集方法研究

薛伟, 李三百, 谭裴

（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230041）

1 概述

随着3G/4G以及宽带数据业务的快速发展，通信运营商间的竞争日趋激烈，通信传输网络正处于高速膨胀式发展阶段，高速的发展所带来的通信线路资源管理方面的问题非常突出，主要表现在通信线路资源管理几乎都以人工为主、计算机为辅，定位精度低且资源采集效率低下，缺乏有效系统及工具的支撑，因此如何利用现代化的技术手段呈现通信线路资源的真实性、精确性，从而提高网络建设和维护管理效率，是目前通信线路资源管理亟待解决的问题。

同时，通信线路资源管理对资源的GPS定位精度也有较高要求，资源定位精度在城郊或是农村地区相对较好，而在楼宇密集的城区定位精度受到楼宇遮挡影响较大。如何提高定位准确度也成为通信线路资源管理中的一个关键问题。

2 系统总体架构研究

通信线路资源管理系统由运行于智能手持终端上的资源采集子系统、运行于PC机的资源管理系统客户端以及系统服务器组等部分组成，系统总体架构图如图1所示。

运行于智能手持终端的资源采集子系统负责对资源进行基础数据采集和定位，智能手持终端将资源数据进行有效格式化、标准化操作，完成通信线路资源管理的第一步，以便后续资源数据的归档和管理。

运行于PC机的管理系统客户端负责对通信线路资源在GIS电子地图上进行可视化呈现及管理等工作，管理系统客户端在GIS电子地图的支撑下，对通信线路数据进行有效地图呈现，方便对资源数据的管理及校正工作。

图1 通信线路资源管理系统总体架构图

系统服务器由主备数据通信服务器、主备电子地图服务器以及主备中心数据库服务器组成，数据通信服务器负责处理由智能手持终端以及系统客户端提交的资源数据存取事务；电子地图服务器负责处理系统PC客户端提交的GIS地图呈现请求及相关操作事务；中心数据库服务器负责完成对GIS地图数据和资源基础数据进行集中存取和管理等工作。

3 资源采集方法研究

3.1 通信线路资源采集技术

通信线路资源采集技术是利用智能手持终端技术对资源数据进行规范化、标准化的采集技术。利用通信线路资源采集子系统为资源数据制定标准化模板，录入标准化资源数据，该资源采集子系统基于Windows Mobile 6.5操作系统，其总体软件框架设计如图2所示。

图2 通信线路资源采集子系统软件框架图

通信线路资源采集子系统软件框架设计分为视图层、业务层、数据访问层。视图层通过标准化的视图界面录入工程、资源、用户访问等数据，业务层将视图层录入的数据进行工程、资源、用户等数据的业务处理、分析等操作；数据访问层为业务层提供数据访问接口以及定位接口，数据访问接口负责对数据库进行访问，定位接口负责提供定位经纬度数据。

3.2 定位纠偏技术

定位纠偏技术是一种对定位精度进行校正的技术，考虑到定位精度受到多种因素的影响，定位数值会在实际值附近不断进行扰动，利用定位纠偏算法可以有效提高单点定位精度。本文提出的定位纠偏算法是利用改进的聚类算法将收集的定位坐标进行适当聚类，从而达到去除噪声点保留较为准确的定位数据的效果，具体算法流程如图3所示。

本文提到的定位纠偏算法中利用的坐标点距离为欧氏距离，其计算函数可表示为：

根据上述定位纠偏算法流程，其具体操作步骤如下所述：

（1) 通过智能手持终端对定位点进行定点采集，获得一定数量的坐标点，得到数据点集合。

图3 定位纠偏算法流程图

其中R为地球半径，设第一点A的经纬度为（LonA, LatA)，第二点B的经纬度为（LonB, LatB)，按照0度经线的基准，东经取经度的正值，西经取经度负值，北纬取90-纬度值，南纬取90+纬度值，则经过上述处理过后的两点被计为（MLonA, MLatA)和（MLonB, MLatB)。

（5) 当Dist大于1 m时，将该最远坐标点作为第二个聚类中心加入聚类中心集合，继续进行下一步；否则跳转到（8）。

（6) 计算定位数据点集合中未被作为聚类中心的各个坐标点到各个聚类中心的欧氏距离，并求出最小值，即

其中k为聚类中心集合成员数，取集合{di; i=1,2,…, N}中最大值Maxl。

（7) 判断Maxl是否大于， 如果大于则取坐标点作为聚类中心加入聚类中心集合，跳转至（6）；否则继续执行下一步。

（8) 当判断出不再有新的聚类中心之后，将定位数据点集合中的坐标按最小欧氏距离原则分配到各类中，从而形成多个类集合。

（9) 比较各个类集合中的成员个数，从中选取一个成员个数最大的类，并计算其中心坐标，该中心坐标为最终结果坐标，本定位纠偏算法结束。

4 实验结果与分析

为验证定位纠偏算法的有效性，取实际点定位位置值为[117.27725465, 31.88191289]，利用高精度定位的智能手持终端设备在该位置点采集50组数据，获得定位坐标点样本集合，并选择θ值分别为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9，进行了多组对比实验。实验结果如图4和表1所示，其中图4是各样本点、样本中心点、实际点以及不同θ值获得的纠偏点在经纬度坐标轴上的位置图，表1记录了不同θ值获得的纠偏点到实际点的欧氏距离，样本集合中心与实际点的欧氏距离，以及所有样本点到实际点的平均欧氏距离。

从实验结果可以看出，未经过处理的样本集合平均中心距离实际坐标点较远，且所有样本点的平均欧式距离较大，并且比较不同θ值实验结果可以发现：当参数值θ为0.9时，定位纠偏算法所得到的纠偏定位坐标距离实际定位坐标最为接近，缩短了定位的误差距离，有效提高了定位准确度。

表1 各实验点与实际点的欧式距离表

5 结束语

本文提出了一种基于定位纠偏技术的通信线路采集方法，通过智能手持终端技术使资源数据的采集进行了规范化、标准化管理，为通信线路资源后续管理奠定了坚实基础，利用定位纠偏算法有效提高智能手持终端的定位精度，并通过实验结果对比与分析证明了该定位纠偏算法能够有效提高了定位准确度。

[1]赵晓秋.3G/B3G网络核心技术及应用[M].北京：机械工业出版社.2010.

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

[3]杨涛.4G网络发展的关键技术及前景探讨[J].信息通信.2013（1): 49-50.

[4]闫瑞.现代移动通信技术研究[J].科技资讯.2011（25): 23-24.

[5]姚海鑫，王倩倩.我国移动通信市场运营商之间的阶段性竞争博弈分析[J].辽宁大学学报.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，高成发.GPS测量原理及其应用[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]刘娣，薄煜明，邹卫军.基于时间序列的GPS 误差建模及单点定位精度研究[J].工兵学报.2009, 30（6): 825-828.

[9]顾元平，何群，武学旭.GPS技术在城市坐标数据采集中的应用[J].矿山测量.2005（2): 39-42.