基于BIM实景与卫星定位技术的光缆断点精确定位方法与流程

基于bim实景与卫星定位技术的光缆断点精确定位方法
技术领域：
1.本发明属于光缆维护技术领域，涉及一种基于bim实景与卫星定位技术的光缆断点精确定位方法，用于维护中光缆出现断点精确定位断点的实际位置。


背景技术：

2.通信技术的高速发展，光缆传输应用广泛，且传输这重要数据，如果出现断缆情况，需要快速修复，每秒带来的经济损失和社会风险都是巨大的，所以对于断缆快速修复提出了很高的要求。目前常用方法是光时域反射仪(英文名称：optical time
‑
domain reflectometer，otdr)，能够计算出光缆断点距离测量点的光缆长度，由于光缆敷设过程中，存在弯曲、拐弯、高度落差、盘长等复杂情况，光缆长度并不代表实际位置，无法确定断点的实际位置，即使有部分功能能够对电缆的起点终点做了定位，然后用插值法计算，由于实际地形以及复杂的环境因素，但精度依然达不到精准，维护人员需要对沿线一个比较大的范围进行排查，排查过程中的资源和时间的耗费都非常大，维护维护周期长，由于时间耽搁造成的损失不可小觑。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种基于bim实景与卫星定位技术的光缆断点精确定位方法，其克服了现有技术中存在的无法精确确定光缆断点的实际位置的问题，本发明在光缆出现断点的时候，结合光缆断点长度位置定位技术与北斗定位技术能够快速定位到光缆断点的精确位置，使光缆断点寻找变得简单，缩短断点定位时间和难度。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
5.一种基于bim实景与卫星定位技术的光缆断点精确定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
6.步骤一：光缆信息采集点规划；
7.步骤二：光缆信息采集及数字化；
8.步骤三：使用光时域反射仪光缆断点距离测量；选择合适的测量长度，从近距离到远距离或从远距离到近距离进行断点长度测量，最终获取断点距离l；
9.步骤四：依据数字化光缆信息，结合断点距离l，使用分段插值多项式，计算断点精确位置；
10.步骤五：根据断点经纬度及海拔高程值，在bim实景平台上显示断点实际位置。
11.步骤一中，光缆信息采集点规划时，
12.(1)光缆转折点设定采样点；
13.(2)曲线位置多设置些采样点；
14.(3)光缆盘长点前后就近位置设置采样点；
15.(4)采样点之间的光缆径路为直线；
16.(5)曲线处采样点尽可能密集。
17.步骤二中，在采样点位置，从光缆标签信息中获取长度米标值，同时在该位置通过卫星高精度定位获取采样点的经纬度坐标及海拔高度信息；设定光缆添加唯一标识，并结合定位及海拔高度信息，存入数据库中。
18.步骤四中，使用光缆起点米标sm与断点距离l相加，计算出光缆实际断点米标lm：
19.lm＝sm l；
20.在光缆信息表中查找出lm米标前面第一个米标flm和后面第一个米标blm，获取flm点的经度fljd、纬度flwd及海拔高度flh和blm点的经度bljd、纬度b及海拔高度，然后计算出相对于米标flm距离及经纬度及海拔高度的偏移比例：
21.dt＝(lm
‑
flm)/(blm
‑
flm)；
22.最后flm各项属性增加相应的偏移量，得到lm的经度ljd、纬度lwd及海拔高度lh；
23.经度：ljd＝fljd dt*(bljd
‑
fljd)；
24.纬度：lwd＝flwd dt*(blwd
‑
flwd)；
25.高程：lh＝flh dt*(blh
‑
flh)。
26.与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
27.1、本发明通过光缆数字化，结合bim实景及卫星定位技术，解决精确定位光缆断点实际位置的问题。本发明在光缆出现断点的时候，结合光缆断点长度位置定位技术与北斗定位技术能够快速定位到光缆断点的精确位置，使光缆断点寻找变得简单，缩短断点定位时间和难度，降低资源和时间的消耗，为光缆快速修复节省时间，大大减少断缆造成的经济损失和社会风险。
28.2、本发明针对光缆维护中光缆断点定位的需求，提供以下功能：方便程序的设计开发；灵活的采样机制，保证光缆径路与实际一致；将光缆数字化，便于存储及应用；能够快速定位光缆断点位置，让光缆维护人员能够快速找到断点，进行修复处理。
29.3、本发明光缆数据采样方法便捷，能够简便快速的将光缆数字化；采样数据完整，对数据进行验证，保证数据准确性；数字化光缆为二进制或字符型数据，方便存储；能够快速计算出光缆精确位置，并在三维空间直观展示。
附图说明：
30.图1是为本发明光缆采样点规划图；
31.图2是本发明断点bim实景定位显示图。
具体实施方式：
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
33.光缆种类繁多，每个生产厂商都有自己的型号，但所有的光缆都为线型的，且在光缆外皮上都映上了光缆的相关属性，如类型、项目名称、编号、长度米标等信息，通过这些信息结合经纬度信息，使用智能图像识别及高精度定位，能够对光缆数据精确采集，再结合合理的插值算法，即可计算出光缆断点的具体位置。
34.本发明基于bim实景与卫星定位技术的光缆断点精确定位方法通过以下步骤实
现：
35.步骤一：光缆信息采集点规划。
36.光缆采样点规划。根据光缆敷设复杂程度，规划光缆敷设径路上的采样点，遵照以下几个原则：
37.(1)光缆转折点应当设定采样点；
38.(2)曲线位置应当多设置些采样点；
39.(3)光缆盘长点前后就近位置应当设置采样点；
40.(4)采样点之间的光缆径路应当为直线；
41.(5)曲线处采样点尽可能密集。
42.步骤二：光缆信息采集及数字化。
43.在采样点位置，从光缆标签信息(包括类型、项目名称、编号、长度米标)中获取长度米标值，同时在该位置通过卫星高精度定位获取采样点的经纬度坐标及海拔高度信息(经纬度为度单位值)。设定光缆添加唯一标识，并结合定位及海拔高度信息，存入数据库中。
44.光缆信息表
45.序号光缆唯一标识光缆米标经度纬度海拔高度备注
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
46.步骤三：使用光时域反射仪(otdr)光缆断点距离测量。选择合适的测量长度，也可以从近距离到远距离或从远距离到近距离进行断点长度测量，最终获取断点距离l。
47.步骤四：依据数字化光缆信息，结合断点距离l，使用分段插值多项式(分段线型插值)，计算断点精确位置。
48.具体计算过程：
49.使用光缆起点米标sm与断点距离l相加，计算出光缆实际断点米标lm：
50.lm＝sm l；
51.在光缆信息表中查找出lm米标前面第一个米标flm和后面第一个米标blm，获取flm点的经度fljd、纬度flwd及海拔高度flh和blm点的经度bljd、纬度b及海拔高度，然后计算出相对于米标flm距离及经纬度及海拔高度的偏移比例：
52.dt＝(lm
‑
flm)/(blm
‑
flm)；
53.最后flm各项属性增加相应的偏移量，得到lm的经度ljd、纬度lwd及海拔高度lh。
54.经度：ljd＝fljd dt*(bljd
‑
fljd)；
55.纬度：lwd＝flwd dt*(blwd
‑
flwd)；
56.高程：lh＝flh dt*(blh
‑
flh)；
57.以上计算各项属性值时，公式中使用各米标点对应的属性值经纬度单位为度，海拔高程单位为米。
58.步骤五：根据断点经纬度及海拔高程值，在bim实景平台上显示断点实际位置，参见图2。
59.实施例：
60.参见图1，光缆采样点数据采集，采集10个采样点，p1～p10。
61.在采样点通过北斗卫星定位仪测得经纬度及海拔高度，同时记录该点的光缆标签
信息(见表1)。
62.表1采样点信息
63.序号光缆唯一标识光缆米标经度纬度海拔高度备注p11号缆0109.00043534.236822503.15 p21号缆240109.00273534.237762518.23 p31号缆435109.00405534.239053522.68 p41号缆603109.0047234.240448528.07 p51号缆907109.00777434.241518512.38 p61号缆1102109.00858334.240183503.09 p71号缆1332109.01073934.241112504.61 p81号缆1635109.01062234.24185509.04 p91号缆1645109.01065334.241854509.13 64.光缆出现断断缆情况，使用otdr测得断点距离光缆起点距离为1002.3m，通过查询，找出从距离起点1002.3米距离前面的一个点为p5，后面的一个点为p6；然后使用计算公式计算pd1点经纬度及海拔高程：
65.dt＝(1002.3
‑
907)/(1102
‑
907)
66.＝0.489；
67.经度：
68.ljd＝109.007774 0.489*(109.008583
‑
109.007774)
69.＝109.00817；
70.纬度：
71.lwd＝34.241518 0.489*(34.240183
‑
34.241518)
72.＝34.240865；
73.高程：
74.lh＝512.38 0.489*(503.09
‑
512.38)
75.＝507.84；
76.本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的技术方案所涵盖。