成果名称: 一种基于双北斗或双GPS定位模块差分算法天线定姿工参装置
完成单位: 成都华亿万通科技有限公司
研究起止时间: 2017.03 至2020.08 转让范围: 仅限国内转让
成果评价单位: 中科高博(北京)科学技术服务中心
成果推荐单位: 中科高博(北京)科学技术服务中心
所处阶段: 成熟应用阶段 评价方式: 机构评价
成果简介
①课题来源与背景
目前,由于5G的蓬勃发展,5G天线开始大量安装。2G、3G、4G、NB天线、5G天线变得越来越多,天线的工参数据也变得越来越多,天面资源愈发紧张,准确的数据获取也变得愈发重要。但是现阶段运营商的天线工程参数的获取,主要通过代维人员现场使用手持式天线姿态检测仪、指北针及坡度仪等工具进行人工采集,存在以下一些问题:
1)传统方式完全靠人工手动完成,无法核实数据的有效性,数据采集慢。
2)手持姿态检测仪采用地磁技术测量天线方位角,设备受地磁不均匀分布影响,而基站现场条件复杂,磁场错乱,导致测量结果不准确,存在很大的误差。
3)无法获取天线挂高数据,只能根据海拔高度来预估,但是地形数据变化差异极大,导致挂高数据误差很大。
4)天线工参数据大都来源于设计时的规划数据,且测量间隔时间长,无法实时监控,上报流程复杂缓慢,导致资管数据不准确,对于大规模统一规划和整改不利。
5)因基站附近居民或其他原因,协调难度大,进站风险大,不利于频繁的上站采集,上塔测量存在安全风险。
6)面对恶劣天气及其他因素对天线造成的不良影响,例如:脱落、松动、下倾等安全隐患,无法通过工参平台进行实时判断和预警,只能等待投诉后才能处理。
7)现网资源管理平台针对天线工参数据的变化,无法进行实时的数据更新和校准。
②技术原理及性能指标
本项目为天线工参自动获取采集技术,该技术采用工业级芯片,运行稳定可靠,保障天线工参数据的精准性、实时性,且不会对基站天线造成任何的干扰。
1)数据传输技术;采用NB-IOT无线通信协议,实现数据自动采集,数据自动传输的方式,安装即用。另外,设备预留了AISG接口,也可以复杂条件下实现与主设备厂家的OMC网管进行传输。安装即用,可实现:天线顶端安装—> 无线传输—>天线工参自动采集大数据平台。
数据采集技术;天线工参中方位角的测量技术难点极大,设备采用的是精确度极高的双北斗或双GPS载波相位差分检测技术,方位角的波动精度在3度以内,数据在上电后3分钟内返回,数据精准性、稳定性远远优于其他采集方案。
类别 参数
产品类型 天线工参采集器
实现功能 远程自动采集方位角、下倾角 、海拔、经纬度、天线挂高
接口类型 AISG-in(选配)
工作温度 -40℃—+70℃
工作电压 DC 10V-30V(选配)
方位角精度 ±3°
下倾角精度 ±1°
海拔误差 ±5米
经纬度误差 ±5米
产品尺寸 20*11*3cm
安装方式 支架安装天线背面
取电方式 电池供电(5年)
数据传输方式 NB-Iot、4G、OMC
平台支持 天线工参自动采集大数据管理平台
③技术的创造性与先进性
1)核心算法使用双GPS或者双北斗差分定姿技术,通过两组北斗或者GPS模组,获取到的卫星星历数据,计算出位卫星的位置,再计算出接收机的位置和卫星的高度,通过获取到信号强度和信噪值,选择主星,使用主星和辅星做载波相位双差,再通过确定整周模糊度,通过浮点运算求解矩阵,得出设备的姿态数据。
2)软件算法使用了差分定姿和陀螺仪以及气压数据的融合算法,通过屏蔽方案,再加上陀螺仪检测设备运动来相互校准设备的姿态数据,从而消除多径干扰。同时,配合高精度气压计芯片,通过数据融合求解,得出准确的挂高数据。
3)创新的使用电子陀螺仪来计算天线的倾角数据,通过检测天线在9轴上的加速度和角速度,可以达到毫秒级响应,快速计算出天线的倾角数据。
4)经纬度数据通过设备自身的模组获取,精度高,可以达到正负10米。海拔高度通过差分定姿技术计算获得。
5)设备电路主板上集成了低功耗CPU、低功耗存储器、低功耗陀螺仪、低功耗高精度气压计等低功耗电子元器件,通过高容量电池,保证设备的长时间运行,外部使用太阳能电池板为电池充电,确保设备超长时间使用。
6) 开创性地使用了两种传输模式,一种是通过NB-IOT无线网络,直接将数据传回大数据管理平台。另外一种是通过运营商现有核心网传输网络将数据回传到运营商OMC网管系统(整个系统需遵循AISG2.0版本协议进行编程),通过与OMC网管系统北向接头对接,再将天线工参数据回传到天线工参自动采集大数据平台。
④技术的成熟程度,适用范围和安全性;
公司历时四年多,已积累并掌握开发设计天线工参项目所需各类参数与指标,及应用实践方面,无论在国内外,均属领先地位!整体解决方案的技术水平与应用不仅是全球首创,且处于国际领先地位。
公司已有成果转化上市多种产品的技术能力调条件,2018年通过了APMS普通型工参采集设备的产品安全效能检测,2019年通过了ZT_NB01型工参采集设备的产品安全效能检测,已掌握完整的天线工参成熟的关键技术,例如:
A-通过NB-IOT物联网技术,可实现系统无线部署
B-载波相位差分定向技术,数据采集准确度高
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