王艷艷　李君麗

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測(cè)繪地理信息院，河南鄭州　450006）

基于CORS的采集數(shù)據(jù)在基站管理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

王艷艷李君麗

（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測(cè)繪地理信息院，河南鄭州450006）

本文介紹了通過河南省地質(zhì)信息連續(xù)采集運(yùn)行系統(tǒng)獲得全省移動(dòng)基站的精確位置坐標(biāo)及野外多種數(shù)據(jù)信息，利用CORS、GIS技術(shù)進(jìn)行三維地形/基站建模，展現(xiàn)各個(gè)基站、傳輸設(shè)備相關(guān)位置信息和屬性信息，實(shí)現(xiàn)基站選址等功能，并輔助管理者進(jìn)行決策。建立基站信息管理系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)資源的有效整合，對(duì)基站信息進(jìn)行有效管理。

CORS網(wǎng)基站信息系統(tǒng)

1　引言

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平的不斷提高，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源越來(lái)越需要一套簡(jiǎn)潔而強(qiáng)大的集成管理，將基站的信息管理、定位以及數(shù)字地理信息管理等集成為一體，為現(xiàn)代化的管理運(yùn)營(yíng)工作帶來(lái)方便和快捷。建立基站管理信息系統(tǒng)，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為依托，以現(xiàn)代化開發(fā)工具為集成平臺(tái)而建立的一套智能化的管理平臺(tái)。在移動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域，用戶資源管理及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)資源中的軟硬件設(shè)施，包括通信設(shè)備、光纖、電纜、基站，以及附加的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)、故障排除等數(shù)據(jù)資源量不斷增加，而且在各項(xiàng)業(yè)務(wù)發(fā)展中，都與空間信息有很大關(guān)聯(lián)。而野外基站的坐標(biāo)數(shù)據(jù)成為基站信息管理中首要因素，是基站管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

2　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

通過網(wǎng)絡(luò)資源行整合，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源信息的空間屬性及物理屬性進(jìn)行有效組織與存儲(chǔ)，移動(dòng)傳輸、基站的分布、選址及運(yùn)行情況的相關(guān)信息進(jìn)行管理與維護(hù)；使用地理信息技術(shù)、連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)、報(bào)表、圖表等展現(xiàn)手段進(jìn)行全面展現(xiàn)，結(jié)合GIS、三維建模等進(jìn)行圖形并茂地展現(xiàn)各個(gè)基站、傳輸設(shè)備相關(guān)位置信息和屬性信息，并輔助管理者進(jìn)行決策，便于靈活查詢與展現(xiàn)、高效維護(hù)與數(shù)據(jù)更新，即時(shí)掌握所管理的設(shè)施現(xiàn)狀及資源配備情況，輔助決策的過程，達(dá)到最大限度的靈活性。

本系統(tǒng)整體架構(gòu)采用三層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層分為B/S和C/S兩種方式分別為用戶提供業(yè)務(wù)功能；B/S方式為用戶提供查詢、瀏覽、統(tǒng)計(jì)分析、專題圖等功能。C/S方式，為用戶提供專題圖、查詢、瀏覽、統(tǒng)計(jì)分析，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除等功能。中間的業(yè)務(wù)邏輯層包括各業(yè)務(wù)模塊的業(yè)務(wù)邏輯封裝，通過GIS產(chǎn)品所提供的各種服務(wù)的基礎(chǔ)上結(jié)合腳本語(yǔ)言、COM技術(shù)、Service等技術(shù)實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)訪問和應(yīng)用調(diào)用，完成系統(tǒng)核心功能位于底層的數(shù)據(jù)層包括支持本系統(tǒng)運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，包括共享基本地圖空間數(shù)據(jù)、專業(yè)空間數(shù)據(jù)，用戶可通過數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效安全的訪問和管理。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以河南省區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)基站為研究對(duì)象，并對(duì)各類基站的位置屬性、告警、性能等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及全方位的組合分析和計(jì)算；使用三維GIS、報(bào)表、圖表等展現(xiàn)手段進(jìn)行分析對(duì)象、分析范圍、分析模式進(jìn)行交叉全面展現(xiàn)；結(jié)合三維GIS技術(shù)，立體的展現(xiàn)各個(gè)基站、傳輸設(shè)備相關(guān)位置信息和屬性信息。

3.1基站數(shù)據(jù)采集

以往，GPS手持機(jī)等GIS野外采集系統(tǒng)，不能很好的滿足作業(yè)人員的要求，是因其不能在野外實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度數(shù)據(jù)采集。作業(yè)人員需要將野外采集數(shù)據(jù)帶回到辦公室后，進(jìn)行后差分處理才能得到高精度的成果。不能在野外獲得數(shù)據(jù)給使用人員帶來(lái)極大不便，而依靠差分技術(shù)是衛(wèi)星定位終端達(dá)到高精度的保證。所以，實(shí)時(shí)差分功能成為GPS手持機(jī)大范圍推廣使用的技術(shù)瓶頸。當(dāng)連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱CORS）作為衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新潮流發(fā)展起來(lái)時(shí)，它集成了衛(wèi)星導(dǎo)航定位、數(shù)字通訊、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，可以為移動(dòng)設(shè)備提供精準(zhǔn)穩(wěn)定的實(shí)時(shí)差分改正信息。

借助于河南省連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)可以大大數(shù)據(jù)精度并降低野外數(shù)據(jù)采集的工作量。各基準(zhǔn)站不直接向移動(dòng)用戶發(fā)送任何改正信息，而是將所有的原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊線發(fā)給系統(tǒng)管理中心。同時(shí)，移動(dòng)用戶在工作前，先通過GSM的短信息功能向管理中心發(fā)送一個(gè)概略坐標(biāo)，管理中心收到這個(gè)位置信息后，根據(jù)用戶位置，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)選擇最佳的一組固定基準(zhǔn)站，根據(jù)這些站發(fā)來(lái)的信息，整體的改正GPS的軌道誤差，電離層，對(duì)流層和大氣折射引起的誤差，將高精度的差分信號(hào)發(fā)給移動(dòng)站。這個(gè)差分信號(hào)的效果相當(dāng)于在移動(dòng)站旁邊，生成一個(gè)虛擬的參考基站，從而解決了RTK作業(yè)距離上的限制問題，并保證了用戶的精度需求。

3.2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

地理信息系統(tǒng)最基本的組成部分是空間數(shù)據(jù)，系統(tǒng)建立、運(yùn)行維護(hù)過程中70%左右的工作是空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)與維護(hù)?；拘畔⒐芾硐到y(tǒng)也不例外。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)主要涉及空間數(shù)據(jù)庫(kù)與非空間數(shù)據(jù)庫(kù)兩部分，空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)和各種專題數(shù)據(jù)庫(kù)；非空間數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括各種文檔、報(bào)表以及多媒體信息等。

3.3三維地形/基站建模

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是三維建模的基礎(chǔ)，主要包括基站、本地市區(qū)、郊區(qū)、全省各比例尺的矢量電子地圖。通過對(duì)野外采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)地形/基站進(jìn)行三維建模，真實(shí)的反映建筑的外貌特征以及基站周邊地形地貌綠化景觀，用戶可以在一個(gè)虛擬的環(huán)境中獲得真實(shí)的空間感知，更易被不同人群所接受和理解。

三維地形/基站模型為用戶提供豐富的交互式操作手段，用戶可以在虛擬的三維環(huán)境中行走、飛行、漫游，從各個(gè)角度與視點(diǎn)進(jìn)行觀察，深刻形象的了解建筑與周邊環(huán)境的空間關(guān)系，并通過基站密度、建筑密度、覆蓋范圍等信息查詢與統(tǒng)計(jì)以及空間分析等，進(jìn)行基站設(shè)施的管理與配置，也可通過城市環(huán)境評(píng)估，為用戶網(wǎng)點(diǎn)與基站等未來(lái)規(guī)劃提供決策輔助作用，實(shí)現(xiàn)方案的輔助審批。

3.4基站選址

在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，由于各種原因的影響，網(wǎng)絡(luò)不可能達(dá)到完全的無(wú)縫隙覆蓋，時(shí)常會(huì)遇到盲區(qū)和弱區(qū)，如地下商場(chǎng)、樓道、車站、高速公路、山區(qū)等場(chǎng)所。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說，有時(shí)出于成本、傳輸條件等考慮，在一些覆蓋盲區(qū)很難建設(shè)開通基站。但是這些盲區(qū)和弱區(qū)的覆蓋范圍有多大，是否會(huì)對(duì)相鄰區(qū)域的信號(hào)穩(wěn)定造成一定的影響，這就需要借助于軟件對(duì)盲區(qū)或弱區(qū)進(jìn)行站址選擇，估算和分析基站的覆蓋范圍，是否需要在影響較大的區(qū)域放置直放站或者用其它途徑來(lái)解決，合理優(yōu)化和管理基站。

利用河南連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)、GIS技術(shù)進(jìn)行站址位置的選擇，科學(xué)的計(jì)算出通信網(wǎng)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋范圍，選取成本最優(yōu)的基站位置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化等?？茖W(xué)的基站管理能夠有效的擴(kuò)大移動(dòng)通信基站無(wú)線覆蓋范圍，進(jìn)一步降低盲區(qū)或弱區(qū)分布，減少基站的冗余建設(shè)，吸收更多的用戶和話務(wù)量，降低建設(shè)成本，提高收益，無(wú)論在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上還是在市場(chǎng)運(yùn)作上都有很大的意義。

基站選址主要利用三維通視分析功能來(lái)實(shí)現(xiàn)?；具x址一般已知條件是基站發(fā)強(qiáng)度（一般以距離來(lái)量算），同時(shí)給定一個(gè)范圍，尋找覆蓋范圍最廣的點(diǎn)，通過多個(gè)點(diǎn)之間的分析，最終選擇出能一組能全部覆蓋分析區(qū)域，同時(shí)基站數(shù)又最少的組合，這樣的組合就是該區(qū)域范圍內(nèi)的基站選址分布。其是原理利用數(shù)字地形模型，借助三維分析的通視分析功能，在定義視點(diǎn)與可視范圍的基礎(chǔ)上，分析地形的可視區(qū)域和盲區(qū)，用不同方式區(qū)分顯示分析區(qū)域的通視區(qū)和盲區(qū)，最終形成一個(gè)通視區(qū)和盲區(qū)有對(duì)比效果的分析結(jié)果，再輔以二維電子地圖的背景數(shù)據(jù)形成通視分析的專題圖件，在專題圖件上可以很清晰的看到可視區(qū)域和盲區(qū)，而且通過背景數(shù)據(jù)可以知道哪些地方是通視的，哪些是通信的盲區(qū)。

3.5基站信息管理

根據(jù)基站管理的空間特性，利用GIS來(lái)輔助基站的管理，可以及時(shí)、形象直觀地了解基站及其設(shè)備、地形條件、道路交通狀況、居民地分布情況，更加方便了對(duì)基站的管理?；拘畔ɑ净拘畔?、基站主設(shè)備（BTS）信息、基站反饋信息、傳輸信息、鐵塔信息、配套信息等。對(duì)這些基站信息可以方便的在地圖上進(jìn)行增加、刪除、修改、查詢等信息維護(hù)與操作，同時(shí)可以對(duì)基站的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行專題圖分析或圖表分析。其中傳輸信息主要包括光纜、光纜段、光纜附屬設(shè)備、光纜路由、光纜接續(xù)設(shè)備等纜線資源管理維護(hù)。

4　結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等信息處理為一體，通過河南省地質(zhì)信息連續(xù)采集運(yùn)行系統(tǒng)獲得全省移動(dòng)基站的精確位置坐標(biāo)及野外多種數(shù)據(jù)信息，利用CORS、GIS技術(shù)進(jìn)行三維地形/基站建模，實(shí)現(xiàn)無(wú)線基站選址功能，為用戶提供C/S與B/S兩種交互方式，C/ S主要對(duì)信息進(jìn)行維護(hù)與統(tǒng)計(jì)分析，B/S方式對(duì)地圖信息進(jìn)行發(fā)布并可以靈活的進(jìn)行信息的查詢與展現(xiàn)，及時(shí)、形象直觀地了解基站及其分布、設(shè)備、地形條件、道路交通狀況、居民地分布等情況，更加方便的對(duì)基站進(jìn)行管理。

［1］劉書生，趙立鴻，楊磊.基于GIS技術(shù)電信基站管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.江蘇地質(zhì)，2004，28（4），224-227.

［2］王軍見，遠(yuǎn)順立，王金娜，等.河南省地質(zhì)CORS建設(shè)與應(yīng)用［M］.河南：河南人民出版社，2013：27-32.

［3］宿浩.無(wú)線通信基站信息管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)［D］.青島：中國(guó)海洋大學(xué)，2011.

王艷艷（1984—），女，工程師，主要從事地質(zhì)測(cè)繪、地理信息技術(shù)等方面的研究；李君麗（1979—），女，工程師，主要從事地理信息技術(shù)等方面的研究。