应用案例 | 地下光缆“龙脉”何处寻?手机高精度定位助手来帮忙

案例简介:星舆手机高精度定位助手在地下光缆维护中的应用

应用时间:2019年上半年

应用地点:华中某市移动通信运营商

项目简讯

由于地下光缆规模持续扩张,光缆维护及故障处理等问题面临巨大挑战,星舆科技北斗高精度定位能力结合运营商已有的光缆维护软件及平台,可以精准记录光缆在地下经纬度等高精度位置信息,对于定期巡检、工程施工及整体规划管理有着莫大的帮助。

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一、光缆发展现状

随着基础网络建设的不断加快,FTTB(光纤到楼)和FTTH(光纤到户)的广泛应用也让运营商持续不断进行光缆的铺设和链接,在城镇尤其是大型城市形成了复杂的地下管网。根据工信部2018年通信业统计公报显示:2018年,我国新建光缆线路长度578万公里,全国光缆线路总长度达4358万公里。

互联网宽带接入端口“光进铜退”趋势更加明显,截至12月底,互联网宽带接入端口数量达到8.86亿个,比上年末净增1.1亿个。其中,光纤接入(FTTH/0)端口比上年末净增1.25亿个,达到7.8亿个,占互联网接入端口的比重由上年末的84.4%提升至88%。


二、地下光缆维护管理现状

由于地下光缆规模持续扩张,光缆维护及故障处理等问题面临巨大挑战,加之地下光缆的不可见性,极易遭到破坏。通信光缆故障,有多方面的原因:如电力腐蚀、鼠害、外力破坏(如施工挖断等),据不完全统计,有一半以上的通信光缆事故是因为缺少精准位置信息而受到第三方破坏。

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图中灰色为公路,黑色为地下光缆

从图中可以看出,道路和光缆并非完全重合,行车路程并不等于地下光缆长度,光缆有着自身的位置和走向。目前,通信地下光缆大多使用传统的GPS定位方式,在建设初期就完成管道的标定,甚至存在不使用GPS、直接在地图上简单完成标线的情况,这对地下光缆日常维护、重点区域监管、危险车辆监控等带来极大不利。

一旦遇到施工,市政道路、建筑的施工人员虽然知道这片区域地下有管道,但并不知道地下光缆具体埋藏的位置,移动通信运营商虽然知道光缆的大概位置和走向,但由于GPS定位存在5-20米的定位误差,无法精准指出光缆具体所在的高精度位置,这就给施工人员带来了极大不便和埋下了安全隐患。

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光缆中断需紧急抢修
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第三方施工容易挖到光缆

在实际施工作业过程中,受限于光缆位置的不够精准,施工人员不可能保证在绕开光缆5-20米的安全范围内施工,一方面,他们要保证完成工程进度,另一方面,又不得不小心翼翼提防随时可能出现的光缆,这不仅会大大影响施工效率,同时也存在极大的安全风险,可以说,现在挖掘机挖断地下光缆基本都是在这种情况下发生的。这样一来,就迫切需要能确定知道光缆精准位置的高精度定位技术,把施工的安全距离缩短到1米以内。

从目前的现有技术来看,使用传统RTK打点的方式,也可以实现这个功能,但单台RTK设备的成本高达在万元以上,且操作复杂,没有一定的测绘知识无法轻易上手,而且因为价格贵,无法很好推广到基层进行使用。如果使用操作方便、高性价比的高精度定位技术,就可以更好地解决这个问题。


三、星舆城市地下光缆标定解决方案构成

主推产品:手机高精度定位助手+安卓手机

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星舆手机高精度定位助手StarMouse,一个手掌轻盈在握,携带方便,直接用线连接上安卓手机即可使用,价格仅在百元级别。而传统的RTK打点设备体积较大,还要配专用的手簿,价格需万元以上。

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星舆StarMouse
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传统RTK打点设备


来看看工作人员是怎么在现场用它来进行标定的:

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工作原理:手机高精度定位标定原理

基于星舆北斗高精度定位网络,外置手机高精度定位助手终端StarMouse,实现移动终端定位精度达到亚米级甚至厘米级的优化,可以在运营商已有的光缆运维手机软件上进行SDK的嵌入,通过外置助手终端就可快捷实现手机软件的高精度定位,运营商的运维和网络人员即可采集光缆的精准位置信息。

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手机高精度定位标定工作原理图

怎么看懂这张图呢?主要来看以下4个步骤:

1、手机终端与StarMouse相连后,StarMouse接受卫星信号,将低精度GGA数据通过手机安装的APP及手机移动通信网络,上传至星舆云平台;

2、云平台根据所获信息下发RTCM差分数据给手机终端;

3、手机终端通过移动通信网络接受RTCM数据,通过APP转发至StarMouse;

4、StarMouse进行高精度位置解算,最终将高精度GGA数据上传至手机终端的APP,实现高精度定位。


方案特点:定位精度高、即插即用、适配性广

定位精度高

使用星舆的手机高精度定位标定方案,可以将原先在三维空间使用传统卫星定位的标定误差5-20米大大缩小,提升至亚米级甚至厘米级定位精度;

即插即用

星舆解决方案的产品硬件体积小,携带使用都很方便,外置手机高精度定位助手终端StarMouse可直接通过USB口接入手机,安装相应APP后即可使用;

适配性广

可自动适配不同型号安卓手机,应用范围广,适配性强。


用星舆手机高精度定位助手StarMouse进行标定,我们来看看标定出来的成效图:

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光缆高精度定位成效图,绿色点为标定位置  
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光缆高精度定位成效图,绿色点为标定位置  
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光缆高精度定位成效图,绿色点为标定位置


四、使用星舆手机高精度定位助手注意事项

StarMouse需要水平摆放、正面朝向上、并在空旷的环境下使用,其中手机必须保持网络正常连接。如果StarMouse无法输出定位解,存在如下几种原因:

1、StarMouse设备摆放错误,设备存在正反面,如果反面向上很难得到定位解;

2、定位不能立刻得到,是由于设备冷启动时间大约为15-40 秒,热启动时间大约为3-10 秒;

3、网络连接异常的情况下,无法得到高精度定位解,只能获取单点解。


五、星舆城市地下光缆解决方案价值

通过星舆科技北斗高精度定位能力结合运营商已有的光缆维护软件及平台,可以精准记录光缆在地下经纬度信息,对于定期巡检,工程施工及整体规划管理有着莫大的帮助。

在运营商已有的光缆运维手机软件上进行SDK的嵌入,通过外置StarMouse就可快捷实现手机软件的高精度定位,运营商的运维和网络人员即可采集光缆的精准位置信息。

价值一:

精确获取光缆坐标,准确绘制地下光缆分布信息图,实现运维管理精细化;

价值二:

有效避免事故发生,第三方施工有据可依,避开光缆位置,并可实现基于GIS的网络及设备档案数据库保存,为后续维护抢修提供数字化档案依据;

价值三:

可实现精准巡查,并针对突发事件,实现基于精准位置的及时上报,快速地将巡检数据、位置、现场照片等信息实时采集上传后台管理系统,确保一线人员按计划完成工作任务,使网络运行质量、运行效率得到较大提升,并为异常监控和管理提供可靠的精准位置数据基础。

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