4G通信定位和GIS系统在电力光缆抢修中的应用

4G通信定位和GIS系统在电力光缆抢修中的应用

李兆宇

（中国铁塔股份有限公司菏泽市分公司274000）

摘要：本文介绍了一种可以快速定位并且查找光缆故障的方法，首先需要将应用的矢量地图移植到移动终端上，并且利用移动终端来对通信光缆的位置进行排查，从而确定其准确的地理位置。当光缆终端启用的时候，就可以得出光缆终端的地理位置，从而进一步的缩短故障查找的时间。通信定位技术在很多行业都有所应用，并且取得了一定的成果，其技术特点主要体现在便携性以及精准性两方面，GPS通信定位技术在我国应用已经有较长时间，通常只需要进行手机操作就可以完成。在光缆抢修的过程中，应该着重对时间段进行精准把握，尽量在短时间内完成抢修，以免影响电力通讯光缆的正常传输工作。基于此，本文针对4G通信定位以及GIS系统在电力光缆抢修中的应用进行了分析，根据现阶段行业内发展的实际情况以及多年来工作经验给出了自己的看法。

关键词：4G通信定位；GIS系统；电力光缆抢修；具体应用

近几年来，随着我国电力通讯行业的不断发展，电力通讯光缆抢修的工作质量也在不断的提升。新投运的变电站越来越多，配电自动化的建设规模在不断的增大，光纤通信对变电站通信的信号传输质量起着决定性的作用。但是随着市政工程建设的不断深入，地下光缆被刨断的情况经常会发生，这给抢修人员在来了一定的工作压力，如何精准的确定故障的位置，并且怎样在最短的时间内完成抢修，这已经成为了行业内急需攻克的技术难题[1]。本文将以电力4G通信技术的地理信息系统的应用作为切入点，对电力光缆的抢修进行了技术方法上的分析，深入研究了4G通信技术在手持终端上的定位测距功能，并且在一定程度上实现了功能原理的创新，对如何绘制矢量格式的电子地图进行了分析，通信光缆的资源将地图移植在手持终端系统内，利用电子测距的功能以及地图的直观性来进行操作，在光缆中断时使用光时域反射仪可以对光缆的终端长度进行测量，并且可以在地图上实现故障地点的精准定位，从而在很大程度上缩短了找到故障点的时间，给实际抢修工作的展开带来了很大的帮助。

一、移动通信定位原理

现阶段，移动通信中的安卓系统最为常见的应为方法主要有GPS定位、AGPS定位、WIFI定位以及基站定位四种方法，这四种方法根据使用的地理环境不同以及磁场强度的不同都会体现出不同的效果，由于AGPS定位与WIFI定位并不符合电力安全生产的要求，所以在实际工作展开的时候可应用的范围相对较小，基于此，本文重点讨论其它两项技术[2]。

（一）GPS定位

对于GPS定位技术来说，大家可能都不陌生，这是安卓手机较为常用的定位技术。

1、GPS卫星发出的电波信号

现阶段，在全世界共有30颗GPS卫星在围绕地球运行，如果在没有遮挡的情况下，地球的任何一个地方都会接收到来自4个以上卫星的信号，这使得信号的传输变得很方便。

2、计算出本地到卫星的大体距离

GPS定位技术主要是通过对本地到卫星的距离计算来完成定位的。安装有导航仪的人接受来自现在时刻的电波信号，这时候，手机内的GPS芯片就会较为精准的计算出电波发出到接受所需要的时间，然后将其与电波相乘，从而计算出卫星到GPS接收者之间的距离。之后，再以卫星为顶点，并且以此距离为母线，在地面上规划出相对的范围，这时就可以大体确定接收者在这个范围之内。

3、用第二颗卫星，把当前的位置缩小到两点

当从另一个卫星B接受现在的位置以及信号的时候，应该先计算出卫星B到手持GPS者之间的距离，并且会在地上规划出一定的范围，这个范围通常会呈现出枣核的形状，只有两点能和卫星A以及卫星B保持距离，并且这两点应该相互对应。

4、用第三颗卫星，确定当前所在的位置

当手持GPS者从第三个卫星C接收现在位置以及当前时刻的信号，并且计算出卫星到手持GPS者的距离，在地面上会画出一个圆形，以此来确定范围[3]。

5、把当前的为位置在移动终端中显示出来

在当前的位置对经纬度进行测试，测试完成之后与地图上的数据进行对比，然后将准确的位置显示在屏幕地图上。

（二）基站定位

在进行基站定位的时候，要注意对基站之间的距离测算准确，移动终端的测量往往会受到一些不确定因素的影响，从而导致不同基站的下行导频信号质量存在差异。在对基站下行导频信号到达的时间差进行计算的时候，通常都是采用三角公式估算法，这种方法的应用已经有很长一段时间了，并且取得了一定的效果，可以较为精准的计算出位置。当手机同时搜索到至少三个基站的信号时，要根据三点的原理，以基站为圆心，通过圆的焦点来最终确定移动终端的位置[4]。

二、光缆故障点的定位方法

现阶段，较为常用的光缆故障点定位方法主要包括OTDR检查光缆故障距离的长度测试以及通过矢量地图中的测量距离计算原理从而判断出故障点的大概位置。在利用OTOR进行故障检查的时候，首先打开OTOR在故障光纤的空余光纤进行测试，然后根据测试对故障距离长度进行判定。在利用矢量地图进行故障点位置判定的时候，首先要通过鼠标点击自己当前所处的位置，并且以当前位置为出发点，然后按照光缆的方向点击地图的上点，从而使各点连成线段，线段是按照一定比例缩小后的实际距离，当完成这些操作之后，再双击鼠标，这时候就会显示出光缆的实际总长度。现阶段，这种定位方法应用较为普遍，并且也已经取得了较为理想的应用效果。

三、误差的评估

对于GPS定位来说，出现误差是非常常见的情况，通常会由于当前天气的情况或者地理环境情况而导致评估出现一定的误差，有时候卫星也可能是被其它天体暂时遮盖住了，因为GPS卫星是始终处于运行的状态，经常会遇到各种各样的天体遮盖，导致信号的耗传输能力变弱[5]，但是这种情况一般不会持续较长时间。再加上GPS卫星表面的时间流逝速度与地面上时间的流逝速度有一定的区别，因为卫星的运转速度相对较快，这也就导致时间的流逝比地面上要慢，所以在对时间差进行计算的时候，与地面的时间误差很难精准的计算出来。对于重力较小的物体来说，在时间的流逝方面又比地面上要快很多，随着科技发展速度的不断加快，很多先进的科学设备都是借助了这一原理而研发的，其中原子钟的设计就是很好的一个例子。在对误差进行评估的时候，应该尽量考虑到较多方面的影响因素，根据这些因素可能造成的干扰来进行提前预防，尽量将误差减小到可控的范围之内。

结束语

综上所述，经过对此种应用方法的研究表明，通过OTOR的测距以及4G手持移动终端的精准定位，可以呈现出光缆与站点之间的连接关系，这种连接关系是非常重要的，通信资源在地图上的定位会直接关系到最终位置选择的准确性，同时，应用这种技术方法也在很大程度上缩短了光缆故障点的寻找时间，有效的提升了对于故障线路的抢修效率，这对提升电力光纤通信网的整体维护水平有很大的帮助。总之，4G通信定位和GIS系统在电力光缆抢修中的应用在一定程度上提升了电力光纤抢修的整体效率以及质量。

参考文献：

[1]齐志.4G通信定位和GIS系统在电力光缆抢修中的应用[J].中国新通信，2018，14（1）：83.

[2]夏帅，王善义，何蓓，等.电力通信光缆运行与维护分析[J].信息通信，2018，20（2）：120-122.

[3]杨尊习.铁路通信光缆线路的施工防护及故障[J].建材与装饰，2017，6（3）：128-129.

[4]王锣丹.浅析如何缩短光缆故障点消缺时间[J].科技展望，2016，24（25）：283，285.

[5]黄丹宇.分析光缆维护现状及建立光缆集中监测系统[J].科技视界，2013，19（27）：212-213.