基于激光雷达点云应用的通信勘察技术研究
石镤
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石镤,. 基于激光雷达点云应用的通信勘察技术研究[J]. 无线电研究,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157077.
摘要:
本文首先介绍了激光雷达的工作原理及其在通信勘察中的优势。然后,阐述了激光雷达在通信勘察中的实际应用场景,并结合国内外相关研究成果,深入分析了激光雷达的通信勘察应用。最后,对激光雷达在通信勘察领域的发展前景进行了展望。
关键词: 激光雷达点云通信勘察
DOI:10.12721/ccn.2024.157077
基金资助:

早期激光雷达产品主要用于航空航天和航空项目。随着成本的降低,它们逐渐转向民用项目,并被广泛应用于高铁、电力和公共安全等行业。通信行业尚未实现大规模使用。基于激光雷达产品勘察的便利性和产品应用的普及性,现在是通信行业引入激光雷达产品进行勘察技术研究和升级的好时机。

1通信勘察需求

通过整合、分析各专业的勘察需求,可发现勘察活动的主要目的是在进行工程新建或改造活动前,通过查勘了解拟建工程的现网设备现状及新增设备的安装信息、线缆路由信息等。以无线网室内覆盖勘察为例,在勘察需求分析中,勘察活动主要有以下关键节点。

1.1站点基础信息勘查

1.1.1勘察需求

(1)现场勘察站点基础信息:包含建筑物类型、特性;记录详细地址、经纬度;站点周围基站分布情况、距离远近。

(2)记录楼宇基础信息:楼层功能区情况;客梯、货梯的位置和数量;弱电井位置、数量;吊顶材质;核实图纸是否准确,绘制建筑物平面草图,并了解每个楼层的详细功能。

1.1.2需求分析

基础信息勘察主要收集建筑物外部环境信息和建筑物内部环境信息,可以通过勘察人员携带勘测设备完成信息收集。

1.2现场信号测试

1.2.1勘察需求

按测试要求对需要覆盖的建筑物内原有的信号状况进行测试,并测试建筑物周边区域的信号情况。根据现场测试情况,明确建筑物是否需要进行室内覆盖以及需覆盖的区域,以调整、确认拟建规模。

1.2.2需求分析

该部分为覆盖测试要求,通过勘察人员同步携带网络测试设备,可实现与勘察行为并列,也可独立进行,互不冲突。

1.3环境拍照

1.3.1勘察要求

楼宇外观照片,正面及侧面均要拍照;楼宇平层内部照片,按功能区拍摄;设备拟安装位置照片,如弱电间、设备机房等。

1.3.2需求分析

拍照的目的是记录、还原覆盖目标现场信息,为进一步的方案设计提供基础。拍照活动可以收集建筑物外部环境信息和建筑物内部环境信息,同时对设备安装的机柜或弱电间环境进行数据收集。

1.4建设方案拟定

1.4.1勘察要求。

(1)拟定覆盖方案:确定分布系统的整体结构,主干走线路由,并在草图上标示出来。

(2)拟定系统分布方式:根据站点建筑物的特点,确定采用无源分布系统、数字化分布系统、直放站分布系统、泄漏电缆分布系统或混合分布系统。

(3)拟定天馈线平面布置方案:根据需要覆盖的楼层,初步确定每个楼层的天线分布情况,并在草图上标示出来。

(4)拟定信源配置:根据现场分布方案初步确定信源类型与数量。

1.4.2需求分析

指现场拟定分布建设方案,需要具备方案设计经验的专业人员进行,传统勘察设计行为需要勘察人员与设计人员相同,才能最大程度地保证方案的正常设计。通过上述案例分析可知,通信行业勘察主要需获取室外环境信息、室内环境信息和机房环境信息。

2激光雷达点云在通信行业中的应用

2.1无线网室内覆盖勘察

无线网室内覆盖勘察主要分为站点基础信息勘查、测试、拍照和分布系统方案拟定。在未采用激光雷达设备前,室内覆盖勘察工作大多是由室分设计人员承担的,因此勘察与设计工作叠加,对相关人员的技术水平要求较高,工作效率较低。采用激光雷达设备后,站点基础信息勘察、测试及拍照工作均可交由专职勘察人员负责,勘察人员可通过激光雷达采集目标建筑物的室内环境信息,并通过DEM点云形式交由设计人员进行分布系统方案设计。设计人员可在点云复刻出目标建筑物,以进行漫游、勘察,并设计和绘制图纸。

2.2无线网室外覆盖勘察

无线网室外覆盖勘察与室内覆盖勘察类似,主要分为站点基础信息勘查、测试、拍照和建设方案拟定。由于室外覆盖采用的宏站覆盖方式站型相对统一(绝大多数为三扇区站型),因此覆盖设计相对简单,一般先在Mapinfo或Google Earth地图上根据周边站址进行预选址,勘察人员根据预选址结果赴现场进行核实、定址工作,定址完成后进行站址查勘与方案设计工作。在未采用激光雷达设备前,定址工作主要由勘察人员负责,由于预选址工作不精准,在实际定址工作中,一般允许50m以内的偏差。采用激光雷达设备后,可通过DEM点云还原现场,使设计人员更便捷地观察预选址环境,从而从网络全局角度更方便地进行定址工作。

2.3数据机房勘察

数据机房勘察的主要目的是通过勘察确认机房内拟建设备的环境安装信息,如机柜位置、设备位置、电源引入、线缆路由等。原有勘察模式为初步方案拟定后,携带机房图纸及拟建设备清单对目标机房进行查勘,与机房维护人员共同确认并标记机柜、设备建设位置,随之确认电源及网络引入位置,确定电源线、光纤或网线的路由途径,然后对现场环境进行拍照并在图纸上进行标注。应用激光雷达设备,则可有效采集机房的空间数据(需要专门采集方案涉及的机柜的信息,由于采用架站式设备,数据采集速度较慢,同时还需要对机柜进行拍照)。

3结语

在通信勘察领域,激光雷达产品的引入使勘察结果能够从纸张转移到点云。通过用激光雷达数字建模产品取代传统的卷尺和测距仪,通信调查活动实现了数字化转型。在优化调查活动人员结构的同时,提高了设计调查的准确性,使调查结果能够跨专业、跨行业使用。随着激光雷达设备价格的下降和采集精度的提高,激光雷达点云在通信勘察活动中的应用将不可避免地越来越广泛。

参考文献:

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