尹林 張鋒 顧向鋒 孫宜軍

【摘要】 移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)常常面臨站點(diǎn)進(jìn)入困難的問題，分析和實踐表明，將無人機(jī)應(yīng)用于基站勘察和工程檢查，可以顯著提高工作效率，改善工程質(zhì)量，節(jié)約建設(shè)成本，值得推廣使用。

【關(guān)鍵詞】 無人機(jī) 移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 基站勘察Study on Application of UAV in Mobile Network construction

Zhang Feng1 Gu Xiangfeng2 Sun Yijun2

（1.China Telecom， Nanyang Branch，Henan ，Nanyang 473000；

2. China International Telecommunication Construction Group Design Institute Co. Ltd，The Fourth Branch， Zhengzhou 450052） Abstract： Mobile network construction often faces site access problems. Analysis and practice indicates that using Unmanned Aerial Vehicle （UAV） in site survey and engineering quality inspection can not only help improve work efficiency and engineering quality， but also decrease the cost of network construction. It is worthy to be widely used in mobile network construction project. Key Words： UAV； Mobile network construction； Site survey

一、引言

無人駕駛飛機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle）簡稱“無人機(jī)”，英文縮寫為“UAV”，是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，從技術(shù)角度可分為無人直升機(jī)、無人固定翼機(jī)、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機(jī)等。無人機(jī)最早在20世紀(jì)20年代出現(xiàn)，早期無人機(jī)主要用作軍事訓(xùn)練的靶機(jī)，之后隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)在擔(dān)任偵查任務(wù)的角色上開始展露他的彈性與重要性，到20世紀(jì)晚期，無人機(jī)開始飛速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，出現(xiàn)了攜帶武器的無人戰(zhàn)斗機(jī)，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著極其重要的作用。

隨著GPS，IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測量裝置），數(shù)碼相機(jī)，計算機(jī)與無線通信等技術(shù)的進(jìn)步，無人機(jī)也開始廣泛應(yīng)用于地質(zhì)遙感、空中測繪、森林防火、環(huán)境監(jiān)測、空中執(zhí)法、高空拍攝、貨物運(yùn)輸?shù)让裼妙I(lǐng)域，“無人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用”，已成為無人機(jī)真正的剛需，具有廣闊的市場前景。

二、移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的困難

隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，對移動通信基站的電磁輻射愈加敏感，雖然各設(shè)備廠家的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均符合國家電磁輻射安全標(biāo)準(zhǔn)，但運(yùn)營商的基站選址和工程施工還是經(jīng)常遭遇業(yè)主及周圍居民的各種阻撓，經(jīng)常遇到工程技術(shù)人員無法到達(dá)天面勘察的現(xiàn)象，導(dǎo)致規(guī)劃人員無法精確識別預(yù)覆蓋區(qū)域的無線環(huán)境和獲取必要的站址數(shù)據(jù)，因而無法根據(jù)現(xiàn)場情況規(guī)劃合理的建設(shè)方案。另外，為搶占市場先機(jī)，形成競爭優(yōu)勢，各運(yùn)營商大力開展LTE基站建設(shè)，規(guī)模大，任務(wù)重，工期緊，而工程施工隊伍能力良莠不齊，導(dǎo)致工程質(zhì)量難以保障。因基站建設(shè)有相當(dāng)一部分工程位于鐵塔之上，比如天饋安裝及接地，射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備的上塔安裝等，這部分設(shè)備的工程質(zhì)量檢查、巡檢、維護(hù)等相比機(jī)房設(shè)備更加困難。這些都成為困擾運(yùn)營商及相關(guān)合作單位的難題，嚴(yán)重影響了工作效率和工程質(zhì)量。

三、無人機(jī)在移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的通信勘察工具比如筆記本電腦，數(shù)碼相機(jī)，GPS定位儀，羅盤，卷尺等，雖然可以滿足一般近距離勘察測量的需要，但是在一些場合，比如需要核實鐵塔上已安裝的天線數(shù)量和類型，或空余支臂數(shù)量時，僅靠肉眼有時無法辨別，使用傳統(tǒng)的相機(jī)則分辨率有限，遠(yuǎn)距離無法獲取高質(zhì)量的圖像，給勘察工作帶來一定的不便。這時，一般需要人工上塔進(jìn)行詳細(xì)的勘察和記錄，費(fèi)時費(fèi)力，成本高，且安全風(fēng)險大。

如果利用無人機(jī)上搭載的高清云臺，就可以操縱無人機(jī)近距離拍攝天面、塔桅、設(shè)備、天線和無線環(huán)境等，為制定合理的建設(shè)方案提供依據(jù)。在當(dāng)前4G建設(shè)初期，需要將大量的現(xiàn)網(wǎng)2G和3G站點(diǎn)升級改造成4G站點(diǎn)，或者共享其他運(yùn)營商的站址建設(shè)4G基站，但是在前期進(jìn)行現(xiàn)網(wǎng)資源核查的過程中，很多站點(diǎn)由于各種原因，比如業(yè)主不在家，業(yè)主阻撓等，無法到達(dá)天面，而采用無人機(jī)，則可以從空中近距離多角度拍攝現(xiàn)網(wǎng)站址塔桅及空間資源使用情況和周圍環(huán)境，以此來判斷是否具備4G改造建設(shè)條件。

另外，監(jiān)理公司使用無人機(jī)進(jìn)行施工質(zhì)量監(jiān)督，運(yùn)營商使用無人機(jī)進(jìn)行塔上施工質(zhì)量的檢查和督促整改，維護(hù)部門利用無人機(jī)進(jìn)行塔上設(shè)備的狀態(tài)檢查，故障檢查等，都可在不增加人工登高成本的情況下，提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量和運(yùn)行質(zhì)量，提升網(wǎng)絡(luò)的競爭力。

四、無人機(jī)應(yīng)用的效益分析

4.1提高勘察效率

以常見的大疆Phantom 3微型無人機(jī)為例，其具備高清攝像頭，GPS定位，智能操控，一鍵返航等常用功能，價格約8000元，假設(shè)每年維護(hù)費(fèi)用20%，使用年限5年，實際使用按200*5=1000天計算，平均每天的成本僅16元，相比高昂的人員和車輛費(fèi)用，基本可忽略不計。假定勘察工程師每天可勘察4個基站，其中有1個站點(diǎn)因各種原因無法到達(dá)天面，需另擇日期重復(fù)勘察，則每天實際勘察站點(diǎn)數(shù)量為3個。而如果使用無人機(jī)協(xié)助空中拍照，則當(dāng)天可以完成所有站點(diǎn)勘察，工作效率提升33%，平均單站勘察成本也降低33%。

4.2降低建站成本

自2014年鐵塔公司成立以來，各運(yùn)營商都采用大量租賃鐵塔的方式，來降低建網(wǎng)成本。而鐵塔租賃價格往往隨天線高度的增加而升高。如果能在滿足覆蓋指標(biāo)的前提下，設(shè)計最合理的天線高度，就能減少因為設(shè)計掛高不合理造成的覆蓋不足或者投資浪費(fèi)。以南陽市區(qū)水針刀站點(diǎn)為例，原計劃租用鐵塔公司景觀塔25米天線平臺和一體化機(jī)柜建站4G站點(diǎn)，根據(jù)鐵塔公司塔類產(chǎn)品基準(zhǔn)價，需付鐵塔公司租金31954元/年，后期經(jīng)過無人機(jī)現(xiàn)場勘察定高后，確定天線安裝在第二平臺23米即可滿足覆蓋需求，采用新方案只需支付租金29273元/年，節(jié)約成本2681元/年。

五、結(jié)論

實踐表明，將無人機(jī)用于通信工程勘察設(shè)計和工程建設(shè)，可以有效提高工作效率，節(jié)省人力資源，保障工程質(zhì)量，節(jié)約建設(shè)成本，減少作業(yè)風(fēng)險。但目前市場上的微型無人機(jī)，普遍存在續(xù)航時間短，飛行環(huán)境要求嚴(yán)格，不能自主躲避障礙物，使用公共頻段容易遭受干擾等不足，未來隨著這些方面的逐步改進(jìn)，相信無人機(jī)將會在通信工程建設(shè)及其他領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，得到更廣泛的應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張樂，張東陽，周浚哲.淺談無人機(jī)的發(fā)展[J].科技信息，2008，（18）

[2] 李傳謹(jǐn)，李振平.電力系統(tǒng)中無人機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展探討[J].城市建設(shè)理論研究，2008，（2）

[3] 黃澤滿，劉勇，周星，陳天偉，梁毅東.民用無人機(jī)應(yīng)用發(fā)展概述[J].赤峰學(xué)院學(xué)報，2014年12月

[4] 韓文軍，雷遠(yuǎn)華，周學(xué)文.無人機(jī)航測技術(shù)及其在電網(wǎng)工程建設(shè)中的應(yīng)用探討[J].電力勘測設(shè)計，2010年6月