无人机航摄测量基站天线工程参数的方法及系统与流程
本发明涉及天线基站参数测量技术领域，具体地，涉及无人机航摄测量基站天线工程参数的方法及系统。
背景技术：
随着人们环境意识的增强，对移动通信基站的电磁辐射愈加敏感，虽然各设备厂家的网络设备均符合国家电磁辐射安全标准，但运营商基站选址和工程施工还是经常遭遇业主及周围居民的各种阻挠，经常遇到工程技术人员无法达到天面勘查的现象，导致规划人员无法精确识别覆盖区域的无线环境和获取必要的站址数据，因而无法根据现场情况规划合理的建设方案。另外，为抢占市场先机，形成竞争优势，各运营商大力开展lte基站建设，规模大、任务重、工期紧，而工程施工队能力良莠不齐，导致工程质量难以保障。因基站建设有相当一部分工程位于铁塔上，比如天馈安装及接地，射频拉远设备的上塔安装等，这部分设备的工程质量检查、巡检、维护等相比机房设备更加困难。这些都成为困扰运营商及相关合作单位的难题，严重影响了工作效率和工程质量。
以无人机为例，因其具备高清摄像头、gps定位、miniatu测试仪表、智能操控、一件返航等常用功能，其成本相比高昂的人员和车辆费用，基本可忽略不计。假定勘察工程师每天勘察4个基站，其中1个站点因各种原因无法到达天面，需另择日期重复勘察，则每天实际勘察站点数量为3个。而如果使用无人机协助空中拍照，则当天可以完成所有站点勘察，工作效率提升33％，平均单站勘察成本也相应降低。
传统天线俯角测量方法：
1.根据设计院的设计文件以及客户优化资料提供的最新数据调整天线俯角，要求调整后的俯角度数与最新数据的误差为正负1度。
2.由于各天线厂家生产的天线型号、规格、形状不尽相同，测量者必须选择天线背面的平直面进行测量。
3.天线机械俯角的测量工具应为斜度测量仪(也称坡度仪)。
4.斜度测量仪(也称坡度仪)必须每年进行一次检验和校准。
5.测量者手握坡度仪安全站在天线的背后，用侧面紧靠在天线背面的平直面，取上、中、下三点进行测量，取三个测试数据值的平均值，精确到小数点后一位。
6.电调天线的俯角是天线机械俯角与天线内置角或电调角之和。
7.天线内置角度需从天线厂家或客户资料中获取；电调角度根据厂家使用说明用专用工具读取。
传统天线方位角测量方法：
1.根据设计院的设计文件以及客户优化资料提供的最新数据调整天线方位角，要求调整后的方位角度数与最新数据的误差为正负5度。
2.由于各地基站的安装环境不同，天线安装方式也不尽相同，大致可分为
3.天线方位角的测量工具应为指北针或地质罗盘仪。指北针或地质罗盘仪必须每年进行一次检验和校准。
天线方位角测量原则如下：
1)指北针或地质罗盘仪应尽量保持在同一水平面上。
2)指北针或地质罗盘仪必须与天线所指的正前方成一条直线。
3)指北针或地质罗盘仪应尽量远离铁体及电磁干扰源(例如各种射频天线、中央空调室外主机、楼顶铁塔、建筑物的避雷带、金属广告牌以及一些能产生电磁干扰的物体)。
建议测量方式(直角拐尺测量法)
1)前方测量：在方位角的测量时，两人配合测量。其中一人站在天线的背面近天线位置，另外一人站在天线正前方较远的位置。靠近天线背面的工程师把直角拐尺一条边紧贴天线背面，另一条边所指的方向(即天线的正前方)来判断前端测试者的站位，这样有利于判断测试者的站位。测试者应手持指北针或地质罗盘仪保持水平，北极指向天线方向，待指针稳定后读数，即为天线的方位角。
2)侧面测量：当正前方无法站位时，可以考虑侧面测量。在方位角的测量时，两人配合测量。其中一人站在天线的侧面近天线位置，另外一人站在天线另一侧较远的位置。靠近天线的工程师把直角拐尺一条边紧贴天线背面，拐尺所指的方向(即天线的平行方向)来判断前端测试者的站位，这样有利于判断测试者的站位。测试者应手持指北针或地质罗盘仪保持水平，北极指向天线方向，待指针稳定后读数，然后加或减90度即为天线的方位角。
不同天线安装方式的方位角测量(结合现场环境)：
1)落地铁塔天线方位角测量，落地铁塔基本上建在地势较平坦、视野较开阔的地方，测量者遵循测量原则，方法如下：测量时寻找天线正前方的最佳测试位置(测量位置选在铁塔底部，罗盘仪与被测天线点对点距离大于20米；罗盘仪与铁塔塔体直线距离大于10米。确保测量者的双眼、罗盘仪、被测天线在一条直线上。在测试时身体一定要保持平衡。罗盘仪应尽量保持在同一水平面上，同时避免手的颤动(使罗盘仪内的气泡保持在中央位置)。保持30秒，待指针的摆动完全静止。读数时视线要垂直罗盘仪，读取当前指针所对应的读数，并及时记录数据。
2)楼顶墙沿桅杆天线方位角测量：测量者遵循测量原则，测量位置选在楼层底部，测量者与被测天线直视距离内无遮挡，指北针或罗盘仪与被测天线点对点距离大于20米，然后参照落地铁塔天线方位角测量方法进行测量。
楼顶铁塔、楼顶简易铁塔、楼顶拉线铁塔、楼顶桅杆塔、楼顶增高架、楼顶炮台桅杆天线方位角测量。这几种天线安装方式天线方位角测量可分为两种：
n寻找一个与被测天线平行的规则状物体作为参照物，然后按照落地铁塔天线方位角测量方法对参照物进行测量，并对测量的数据，注明由测量参照物得到。
n按照落地铁塔天线方位角测量方法，测量者可在楼顶上被测天线的正前方或正后方寻找一个最佳位置，进行测量，但必须遵循测量原则，尽量远离铁体及其它产生磁场的物体。如有可能，可关闭基站发射，避免微波磁场干扰。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种无人机航摄测量基站天线工程参数的方法及系统。
根据本发明提供的无人机航摄测量基站天线工程参数的方法，包括如下步骤：
基站天线方位角获取步骤：按照操作流程控制无人机航拍获取基站天线的图片，依据拍摄的图片计算出基站天线的方位角；
基站天线下倾角获取步骤：按照操作流程控制无人机航拍获取基站天线的图片，依据拍摄的图片计算出基站天线的下倾角。
优选地，所述基站天线方位角获取步骤包括：
步骤a1：通过无人机的控制面板将云台的工作模式切换至fpv模式，使得云台的偏航角和滚转角与无人机机体保持一致，云台的俯仰角为自由状态；
步骤a2：控制无人机的悬停高度与基站天线相同，并使得无人机与基站天线的距离在设定的阈值范围内；
步骤a3：通过无人机的遥控器调节使得云台的俯仰角和滚转角为0度；
步骤a4：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置方位角测量辅助框，微调无人机机体的偏航角或者左右平飞，使得无人机的机体悬停状态为正对基站天线正面且基站天线处于方位角测量辅助框内；
步骤a5：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置方位角测量辅助线，判断基站天线中心是否与方位角测量辅助线重合，若重合则拍摄下基站天线的正面照片，执行步骤a6；若不重合，则返回执行步骤a3；
步骤a6：记录此时云台的偏航角的数值，记为θ，θ即为云台朝向与正北方向的夹角；
步骤a7：通过如下公式计算出基站天线的方位角α，
α＝180-θ。
优选地，所述基站天线下倾角获取步骤包括：
步骤b1：通过无人机的控制面板将云台的工作模式切换至跟随模式，使得云台的偏航角和滚转角与无人机机体保持一致，云台的俯仰角和滚转角为自由状态；
步骤b2：通过无人机的遥控器调节使得云台的俯仰角为0度；
步骤b3：控制无人机的悬停高度与基站天线相同，并使得无人机与基站天线的距离在设定的阈值范围内；
步骤b4：当基站天线侧面出现在无人机的控制面板的实时画面中时，调整云台的俯仰角和滚转角为0度；
步骤b5：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置下倾角测量辅助线a，微调无人机机体的偏航角或者左右平飞，使得无人机的机体悬停状态为正对基站天线侧面且辅助线a与安装抱杆重合；若不重合，则返回执行b4，若重合，则执行步骤b6；
步骤b6：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置下倾角测量辅助线b，其中辅助线b不跟随实时画面运动，调整云台的滚转角，此时实时画面和辅助线a开始倾斜，继续调整云台的滚转角，直到天线侧面的中心与辅助线b重合；拍摄下基站天线的侧面照片；
步骤b7：记录此时云台的滚转角的数值，记为β，β即为被测量天线的下倾角。
根据本发明提供的无人机航摄测量基站天线工程参数的系统，应用在权利要求1至3中任一项所述的无人机航摄测量基站天线工程参数的方法中，包括：无人机、控制面板、遥控器、装有高清摄像头的云台，所述云台安装在无人机上，所述控制面板能够实时显示无人机所拍摄的画面。
优选地，所述控制面板采用具备显示屏的手持智能终端设备，包括ipad、智能手机；控制面板通过数据线与遥控器连接；所述手持智能终端设备中安装有实现无人机控制的app。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中的测量方法使用无人机航摄测量天线工程参数，无需人工上塔测量，比传统人工测量更安全。
2、本发明使用无人机航摄测量天线工程参数，只需一名操作者即可以完成，操作者只需要了解无人机飞行方法，按照软件内的提示进行操作，无需了解移动网优相关知识。
3、本发明使用无人机航摄测量天线工程参数，可以全方位无死角进行拍摄，测量速度快，拍摄完毕立即呈现测量结果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的无人机的截面示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
根据本发明提供的无人机航摄测量基站天线工程参数的方法，包括如下步骤：
基站天线方位角获取步骤：按照操作流程控制无人机航拍获取基站天线的图片，依据拍摄的图片计算出基站天线的方位角；
基站天线下倾角获取步骤：按照操作流程控制无人机航拍获取基站天线的图片，依据拍摄的图片计算出基站天线的下倾角。
所述基站天线方位角获取步骤包括：
步骤a1：通过无人机的控制面板将云台的工作模式切换至fpv模式，使得云台的偏航角和滚转角与无人机机体保持一致，云台的俯仰角为自由状态；
步骤a2：控制无人机的悬停高度与基站天线相同，并使得无人机与基站天线的距离在设定的阈值范围内；
步骤a3：通过无人机的遥控器调节使得云台的俯仰角和滚转角为0度；
步骤a4：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置方位角测量辅助框，微调无人机机体的偏航角或者左右平飞，使得无人机的机体悬停状态为正对基站天线正面且基站天线处于方位角测量辅助框内；
步骤a5：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置方位角测量辅助线，判断基站天线中心是否与方位角测量辅助线重合，若重合则拍摄下基站天线的正面照片，执行步骤a6；若不重合，则返回执行步骤a3；
步骤a6：记录此时云台的偏航角的数值，记为θ，θ即为云台朝向与正北方向的夹角；
步骤a7：通过如下公式计算出基站天线的方位角α，
α＝180-θ。
所述基站天线下倾角获取步骤包括：
步骤b1：通过无人机的控制面板将云台的工作模式切换至跟随模式，使得云台的偏航角和滚转角与无人机机体保持一致，云台的俯仰角和滚转角为自由状态；
步骤b2：通过无人机的遥控器调节使得云台的俯仰角为0度；
步骤b3：控制无人机的悬停高度与基站天线相同，并使得无人机与基站天线的距离在设定的阈值范围内；
步骤b4：当基站天线侧面出现在无人机的控制面板的实时画面中时，调整云台的俯仰角和滚转角为0度；
步骤b5：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置下倾角测量辅助线a，微调无人机机体的偏航角或者左右平飞，使得无人机的机体悬停状态为正对基站天线侧面且辅助线a与安装抱杆重合；若不重合，则返回执行b4，若重合，则执行步骤b6；
步骤b6：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置下倾角测量辅助线b，其中辅助线b不跟随实时画面运动，调整云台的滚转角，此时实时画面和辅助线a开始倾斜，继续调整云台的滚转角，直到天线侧面的中心与辅助线b重合；拍摄下基站天线的侧面照片；
步骤b7：记录此时云台的滚转角的数值，记为β，β即为被测量天线的下倾角。
根据本发明提供的无人机航摄测量基站天线工程参数的系统，应用上述任一项所述的无人机航摄测量基站天线工程参数的方法中，包括：无人机、控制面板、遥控器、装有高清摄像头的云台，所述云台安装在无人机上，所述控制面板能够实时显示无人机所拍摄的画面。
所述控制面板采用具备显示屏的手持智能终端设备，包括ipad、智能手机；控制面板通过数据线与遥控器连接；所述手持智能终端设备中安装有实现无人机控制的app。
下面结合具体实施例对本发明中的技术方案做更加详细的说明。
实施例
无人机配置：
机体为大疆matrice600pro，含a3pro飞控(飞行控制模块)，lightbridge2图传，遥控器，控制面板；
云台为禅思z3(或x3)摄像系统，1080，3.5x光变；
控制面板采用ipad(或者其他手持智能终端设备)实现。其中，ipad装有实现无人机控制的app
按照操作流程控制无人机航拍获取基站天线的图片，依据拍摄的图片计算出基站天线的方位角，包括如下步骤：
步骤s101：通过无人机的控制面板将云台的工作模式切换至fpv模式，使得云台的偏航角和滚转角与无人机机体保持一致，云台的俯仰角为自由状态；
步骤s102：控制无人机的悬停高度与基站天线相同，并使得无人机与基站天线的距离在设定的阈值范围内；
步骤s103：通过无人机的遥控器调节使得云台的俯仰角和滚转角为0度；
步骤s104：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置方位角测量辅助框，微调无人机机体的偏航角或者左右平飞，使得无人机的机体悬停状态为正对基站天线正面且基站天线处于方位角测量辅助框内；
步骤s105：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置方位角测量辅助线，判断基站天线中心是否与方位角测量辅助线重合，若重合则拍摄下基站天线的正面照片，执行步骤s6；若不重合，则返回执行步骤s3；
步骤s106：记录此时云台的偏航角的数值，记为θ，θ即为云台朝向与正北方向的夹角；
步骤s107：通过如下公式计算出基站天线的方位角α，
α＝180-θ。
按照操作流程控制无人机航拍获取基站天线的图片，依据拍摄的图片计算出基站天线的下倾角，包括如下步骤：
步骤s201：通过无人机的控制面板将云台的工作模式切换至跟随模式，使得云台的偏航角和滚转角与无人机机体保持一致，云台的俯仰角和滚转角为自由状态；
步骤s202：通过无人机的遥控器调节使得云台的俯仰角为0度；
步骤s203：控制无人机的悬停高度与基站天线相同，并使得无人机与基站天线的距离在设定的阈值范围内；
步骤s204：当基站天线侧面出现在无人机的控制面板的实时画面中时，调整云台的俯仰角和滚转角为0度；
步骤s205：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置下倾角测量辅助线a，微调无人机机体的偏航角或者左右平飞，使得无人机的机体悬停状态为正对基站天线侧面且辅助线a与安装抱杆重合；若不重合，则返回执行s4，若重合，则执行步骤s6；
步骤s206：在无人机的控制面板的实时画面中水平居中的位置设置下倾角测量辅助线b，其中辅助线b不跟随实时画面运动，调整云台的滚转角，此时实时画面和辅助线a开始倾斜，继续调整云台的滚转角，直到天线侧面的中心与辅助线b重合；拍摄下基站天线的侧面照片；
步骤s207：记录此时云台的滚转角的数值，记为β，β即为被测量天线的下倾角。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
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