无人机基站天线工参的测量方法与流程

1.本发明涉及计算机、航空、无人机、人工智能和自动控制的技术领域，尤其涉及到无人机基站天线工参的测量方法。


背景技术：

2.基站天线的工参包括挂高、下倾角、方位角和经纬度等，这些参数对基站的电磁覆盖有决定性的影响。天线的工参易受天气等影响发生改变，或由于网络优化的需要会不定期的调整，经常需要人工现场测量核查。
3.目前电信运营商对基站天线的方位角、俯仰角的测量和调整还基本依靠传统人工方式。采用指北针、坡度仪、相机等工具对挂高、下倾角、方位角和经纬度等进行测量和采集。
4.其中经纬度和挂高，多采用gps（global positioning system，全球定位系统）和气压计进行测量；俯仰角，测量者首先对坡度仪进行检验、校准，再将其侧面紧靠天线背面的平直面，取上中下三点进行测量，取三个测试数据值的平均值作为测量结果；方位角，测量者首先寻找最佳测试位置，远离铁体和电磁干扰源，将罗盘仪尽量保持水平摆放，且与天线所指的正前方成一条直线，待指针的摆动完全静止后读数，读数时视线要垂直于罗盘仪。
5.这种人工测量天线工参的方式存在以下缺陷：1、测量工具的精密度直接影响测量结果的准确性。
6.2、人工现场测量所耗费的成本较高，高空作业，存在安全隐患。
7.3、测量人员的技巧以及测量方法的差异，带来测量结果的不准确。
8.随着网络规模的不断扩大，基站的数量大幅度增加，且基站站点的分布也越来越广，基站天线巡检消耗了大量的人力和物力，致使日常网络优化工作中获取天线姿态参数的效率非常低、且勘测周期长。


技术实现要素：

9.为了解决上述技术问题，本申请提供无人机基站天线工参的测量方法，采用无人机替代人工测量基站天线的姿态参数，不仅可以降低高空作业的危险系数，也可以避免测量过程中测量工具以及测量人员的差异带来的测量结果的不准确，以及航拍机动灵活，环境适应性强，作业成本低。
10.无人机基站天线工参的测量方法，其特征在于，非人工的方式，所述方法，包括步骤：数据获取、空中三角测量、计算目标天线的经纬度、计算天线的挂高、计算天线的下倾角和计算天线的方位角。
11.进一步地，所述数据获取，通过地面控制端控制无人机启动并飞行到指定位置，在目标天线周围环形绕飞，连续拍摄三张及以上天线图像，并进行存储，连续拍摄的图像要有一定的重叠，如果相邻几张图像所表达的信息相似度较高，可适当剔除，以提高计算效率。
12.进一步地，所述空中三角测量，对无人机拍摄图像进行空中三角测量，获取目标天
线表面控制点的坐标，空中三角测量包含影像特征点提取、 同名特征点匹配、影像外方位元素反算等步骤，空中三角计算完成后，选取天线表面上的任意三点，以及天线基座上的一点，获取其ecef坐标信息。
13.进一步地，所述计算目标天线的经纬度，空中三角计算完成后，选择天线上任意一点，获取其gps信息作为天线的经纬度参数。
14.进一步地，所述计算天线的挂高，根据天线上一点以及天线基座上一点的ecef坐标，计算得到目标天线的挂高。
15.进一步地，所述计算天线的下倾角，根据天线表面上三点的ecef坐标计算天线平面的法向量n，再计算该法向量与地球表面法向量之间的夹角获得天线的下倾角。
16.进一步地，所述计算天线的方位角，以天线上所选的任一控制点为切点作切面，以切点为起点，沿地球经线方向计算天线的指北方向向量p，并计算该指北方向向量p在切面上的投影向量，计算天线法向量n在切面上的投影，计算两个投影向量间的夹角获得方位角。
17.本发明的技术效果在于：在本发明中，提供了无人机基站天线工参的测量方法，其特征在于，非人工的方式，包括步骤：数据获取、空中三角测量、计算目标天线的经纬度、计算天线的挂高、计算天线的下倾角和计算天线的方位角。通过本发明，采用无人机替代人工测量基站天线的姿态参数，不仅可以降低高空作业的危险系数，也可以避免测量过程中测量工具以及测量人员的差异带来的测量结果的不准确，以及航拍机动灵活，环境适应性强，作业成本低。
附图说明
18.图1是无人机基站天线工参的测量方法的示意图。
具体实施方式
19.下面是根据附图和实例对本发明的进一步详细说明：图1是无人机基站天线工参的测量方法的示意图，如图1所示，本发明无人机基站天线工参的测量方法，一种非人工的方式，包括如下步骤：1、数据获取：通过地面控制端控制无人机启动并飞行到指定位置，在目标天线周围环形绕飞，连续拍摄三张及以上天线图像，并进行存储，连续拍摄的图像要有一定的重叠。如果相邻几张图像所表达的信息相似度较高，可适当剔除，以提高计算效率。
20.2、空中三角测量：对无人机拍摄图像进行空中三角测量，获取目标天线表面控制点的坐标。空中三角测量包含影像特征点提取、 同名特征点匹配、影像外方位元素反算等步骤。空三计算完成后，选取天线表面上的任意三点，以及天线基座上的一点，获取其ecef（earth-centered earth-fixed 地球为中心 符合地区）坐标信息。
21.3、计算目标天线的经纬度：空三计算完成后，选择天线上任意一点，获取其gps信息作为天线的经纬度参数。
22.4、计算天线的挂高：根据天线上一点以及天线基座上一点的ecef坐标，计算得到目标天线的挂高。
23.5、计算天线的下倾角：根据天线表面上三点的ecef坐标计算天线平面的法向量，
再计算该法向量与地球表面法向量之间的夹角获得天线的下倾角。
24.6、计算天线的方位角：以天线上所选的任一控制点为切点作切面，以切点为起点，沿地球经线方向计算天线的指北方向向量p，并计算该指北方向向量p在切面上的投影向量。计算天线法向量n在切面上的投影，计算两个投影向量间的夹角获得方位角。
25.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被视为本发明的专利范围所涵盖。


技术特征：
1.无人机基站天线工参的测量方法，其特征在于，非人工的方式，所述方法，包括步骤：数据获取、空中三角测量、计算目标天线的经纬度、计算天线的挂高、计算天线的下倾角和计算天线的方位角。2.如权利要求1所述的无人机基站天线工参的测量方法，所述数据获取，通过地面控制端控制无人机启动并飞行到指定位置，在目标天线周围环形绕飞，连续拍摄三张及以上天线图像，并进行存储，连续拍摄的图像要有一定的重叠，如果相邻几张图像所表达的信息相似度较高，可适当剔除，以提高计算效率。3.如权利要求1所述的无人机基站天线工参的测量方法，所述空中三角测量，对无人机拍摄图像进行空中三角测量，获取目标天线表面控制点的坐标，空中三角测量包含影像特征点提取、 同名特征点匹配、影像外方位元素反算等步骤，空中三角计算完成后，选取天线表面上的任意三点，以及天线基座上的一点，获取其ecef坐标信息。4.如权利要求1所述的无人机基站天线工参的测量方法，所述计算目标天线的经纬度，空中三角计算完成后，选择天线上任意一点，获取其gps信息作为天线的经纬度参数。5.如权利要求1所述的无人机基站天线工参的测量方法，所述计算天线的挂高，根据天线上一点以及天线基座上一点的ecef坐标，计算得到目标天线的挂高。6.如权利要求1所述的无人机基站天线工参的测量方法，所述计算天线的下倾角，根据天线表面上三点的ecef坐标计算天线平面的法向量n，再计算该法向量与地球表面法向量之间的夹角获得天线的下倾角。7.如权利要求1所述的无人机基站天线工参的测量方法，所述计算天线的方位角，以天线上所选的任一控制点为切点作切面，以切点为起点，沿地球经线方向计算天线的指北方向向量p，并计算该指北方向向量p在切面上的投影向量，计算天线法向量n在切面上的投影，计算两个投影向量间的夹角获得方位角。

技术总结
本申请公开了无人机基站天线工参的测量方法，其特征在于，非人工的方式，包括步骤：数据获取、空中三角测量、计算目标天线的经纬度、计算天线的挂高、计算天线的下倾角和计算天线的方位角。通过本发明，采用无人机替代人工测量基站天线的姿态参数，不仅可以降低高空作业的危险系数，也可以避免测量过程中测量工具以及测量人员的差异带来的测量结果的不准确，以及航拍机动灵活，环境适应性强，作业成本低。作业成本低。作业成本低。


技术研发人员：陈尧
受保护的技术使用者：南京迈界遥感技术有限公司
技术研发日：2020.12.07
技术公布日：2022/6/7