專利名稱：一種傳輸管線系統中點設施的定位方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種傳輸管線系統中點設施的定位方法與
直O
背景技術：
對于電信運營商來說，傳輸管線系統是最基礎也是最為重要的設施，傳輸管線系統管理的優劣性直接會影響網絡的運營情況。由于傳輸管線系統具有規模大、覆蓋面積廣、 變化頻繁、不易維護的特點，所以每個電信運營商都會投入大量的資源用于傳輸管線系統的建設。傳輸管線系統可以被抽象為一系列的點設施與線設施，所述點設施包括人手井、 電桿、標石等，所述線設施是指以點設施作為起點和終點的一段傳輸管線。因此，在傳輸管線系統中，只有對點設施進行了正確的定位，正確確定點設施的位置信息，傳輸管線系統的其它信息，如線設施相關信息的準確性才會得到保證。目前點設施的位置定位方法有以下幾種方案一、在傳輸管線系統中參照地理信息系統(Geography InformationSystem, GIS)地圖中的建筑參照物，結合傳輸管線系統設計文件，確定點設施的位置信息。方案二、直接采用全球定位系統(GlcAal Position System，GPS)定位的方法確定點設施的經緯度位置信息。方案三、采用GPS與測繪相結合的方式確定點設施的經緯度位置信息。在上述方案一中，城市地區由于建筑物比較多，GIS地圖中的參照物相對容易找至IJ，對點設施的定位精度較高，但在郊區等空曠的地區，在地標物較少的情況下，對點設施的定位精度會大幅下降，有時誤差甚至會達到數百米，因此，采用方案一無法真正精確定位點設施的位置，其定位的點設施位置只能是大致信息。而且，采用這種方法需要將點設施與相對參照物的位置關系輸入GIS地圖后才能得到點設施的位置信息，由于點設施數量龐大，位置關系的錄入也會耗費大量的人力資源。方案二采用GPS直接采集點設施所在位置的經緯度信息可以獲得點設施的位置信息。但由于GPS存在靜止時的飄移問題，且在城市地區由于周圍建筑物所造成的干擾會造成GPS采集精度嚴重下降，所采集的點設施的位置誤差最大可達到100米，且由于道路周邊建筑物的不規律性，使得這種誤差單純依靠GPS本身無法預測和消除。因此，采用方案二所獲得的定位結果通常會存在大量不確定性的誤差。如果在利用GPS采集點設施的位置信息后人工用方案一的方法進行修正，不但會有效率較低的問題，而且由于人為的因素也會引入新的誤差。方案三所得到的定位結果比較精確，但這一定位方法實現復雜、耗時較長。因此，尋找一種簡單可靠，又可將誤差控制在可以接受的范圍的方法來確定點設施的位置信息成為一個亟需解決的問題。
發明內容
本發明實施例提供一種傳輸管線系統中點設施的定位方法與裝置，用于解決現有技術中對傳輸管線點設施的定位誤差大和實現復雜的問題。一種傳輸管線系統中點設施的定位方法，所述方法包括在沿待定位點設施的軌跡運行時，采集該軌跡上各采樣點的軌跡信息，以及經過待定位點設施的時間信息，所述軌跡信息包括采樣點的位置信息、運行時經過該采樣點的時間信息；根據采集到的信息，針對每一待定位點設施執行確定與經過該待定位點設施的時間信息相鄰的時間信息對應的采樣點；根據確定的相鄰的采樣點的位置信息，確定該待定位點設施的位置信息。一種傳輸管線系統中點設施的定位裝置，所述裝置包括采集模塊，用于在沿待定位點設施的軌跡運行時，采集該軌跡上各采樣點的軌跡信息，以及經過待定位點設施的時間信息，所述軌跡信息包括采樣點的位置信息、運行時經過該采樣點的時間信息；相鄰采樣點確定模塊，用于根據采集到的信息，針對每一待定位點設施，確定與經過該待定位點設施的時間信息相鄰的時間信息對應的采樣點；定位模塊，用于根據確定的相鄰的采樣點的位置信息，確定該待定位點設施的位
直fe息。本發明實施例的方案中，沿著一條經過待定位點設施的軌跡運行，通過該軌跡上采樣點的時間信息及經過軌跡上待定位點設施時的時間信息，查找出待定位點設施周圍的采樣點，進而利用查找出的周圍的采樣點的位置信息來確定待定位點設施的位置信息，確保待定位點設施的位置信息能夠真實地反映點設施的位置，從而提高對點設施定位的精度。
圖1為本發明實施例一提供的一種傳輸管線系統中點設施的定位方法流程示意圖；圖2為本發明實施例二提供的一種傳輸管線系統中點設施的定位方法流程示意圖；圖3(a)為本發明實施例三提供的一種傳輸管線系統中點設施的定位裝置的結構示意圖；圖3(b)為本發明實施例三提供的一種傳輸管線系統中點設施的定位裝置的結構示意圖；圖3(c)為本發明實施例三提供的一種傳輸管線系統中點設施的定位裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例的方案中，為了更好的消除點設施定位過程中的誤差，在定位點設施時，并不直接查找點設施的位置信息，而是沿著一條經過待定位點設施的軌跡運行，通過該軌跡上采樣點的時間信息及經過軌跡上待定位點設施時的時間信息，查找出待定位點設施周圍的采樣點，進而利用查找出的周圍的采樣點的位置信息來確定待定位點設施的位置信息，確保待定位點設施的位置信息能夠真實地反映點設施的位置，從而提高對點設施定位的精度。下面結合說明書附圖和實施例對本發明技術方案進行詳細說明。實施例一、本發明實施例一提供一種對傳輸管線系統中的點設施進行定位的方法，如圖1所示，所述方法包括以下步驟步驟101 在沿待定位點設施的軌跡運行時，采集該軌跡上各采樣點的軌跡信息。本步驟中確定軌跡的方式有多種，如通過車載或手持GPS的方式，沿點設施運行形成一條軌跡。在沿軌跡運行時，可通過GPS周期性地采樣，并記錄每次采樣時采樣點的軌跡信息，包括但不限于采樣點的位置信息、運行時經過該采樣點的時間信息和運行時經過該采樣點的速度信息。步驟102 采集經過待定位點設施的時間信息。在運行過程中，當經過待定位點設施時，記錄經過該待定位點設施的時間信息。需要說明的是，步驟101和步驟102都是在沿軌跡運行時執行的，因此，步驟101 和步驟102可同時執行。步驟103 根據采集到的信息，針對每一待定位點設施，確定與經過該待定位點設施的時間信息相鄰的時間信息對應的采樣點。由于采樣點和待定位點設施的時間先后順序與運行時經過采樣點和待定位點設施的先后順序相同，因此，通過本步驟可以確定每個待定位點設施周圍相鄰的采樣點。步驟104 根據確定的相鄰的采樣點的位置信息，確定該待定位點設施的位置信肩、ο由于本實施例中采樣點的位置信息是在運行過程中實時采樣得到的，克服了靜態采集位置信息時由漂移問題引起的測量誤差，而待定位點設施的位置信息又是根據周圍相鄰的采樣點的高精度位置信息計算確定的，因此，在步驟104中，根據周圍的采樣點的位置信息計算出的待定位點設施的位置信息的精度較高。下面通過實施例二對本發明實施例一進行詳細說明。實施例二、如圖2所示，為本發明實施例二提供的一種傳輸管線系統中點設施的定位方法流程示意圖，具體步驟包括步驟201、沿待定位點設施的軌跡運行，采集該軌跡上各采樣點的軌跡信息，以及經過所述待定位點設施的時間信息。本步驟中采集的采樣點的數量為多個。軌跡信息可以是通過GPS定位系統或者其他系統，如北斗定位系統獲得的，本發明實施例中以利用GPS確定軌跡信息為例進行說明。在利用GPS確定軌跡信息時，軌跡信息中的位置信息和時間信息可以是經緯度信息和經過該采樣點的世界協調時間(Universal Time Coordinated，UTC)。
GPS可以以1秒為周期，沿軌跡依次采集采樣點的軌跡信息。由于GPS以 NMEA-0183格式記錄軌跡信息，若將每次采集的所有信息全部記錄，需要的存儲空間約為每小時數兆字節。本實施例方案中，為了減少對采集信息的存儲空間的壓力，可以對采集到的采樣點的軌跡信息進行壓縮編碼，減少數據的存儲量。所述壓縮編碼方案可以但不限于以下兩種第一種壓縮方案保存第一個采樣點的完整軌跡信息，對其他采樣點只保存該采樣點相對于第一個或前一個采樣點的變化量，從而減少數據存儲所需的空間。第二種壓縮方案只保存采集到的軌跡信息中有用的信息，如可以對采集的經緯度信息進行長度截取，確保長度截取后的經緯度信息能夠滿足定位精度的要求即可，還可以根據設定的GPS數據采集的周期，在連續采集的情況下，只保存一個采樣點的時間信息， 其他采樣點的時間信息根據周期間隔確定時間信息。如果在本步驟中對采集的軌跡信息進行了壓縮，則在后續采用對應的解壓縮方式得到軌跡信息。所述待定位點設施的時間信息是在沿軌跡運行時，在經過待定位點設施時通過手持GPS設備或車載GPS設備采集的UTC時間，該UTC時間精確到十分之一秒。在步驟201中通過動態方式采集到各采樣點的位置信息，為了提高采樣點的采樣精度，本實施例的步驟202對位置信息的精確度較低的采樣點進行篩選，優化采樣點的位置信息，以便于最終得到的點設施的位置信息精度較高。步驟202、確定采樣點中的有效采樣點。確定有效采樣點的方法包括但不限于以下兩種方法一、由于在GPS使用過程中，不同的速度對應不同的誤差種類。在GPS高速運動時， 誤差主要來自運動的法線方向，且誤差相對較小；而GPS靜止或低速運動時，誤差主要來自 GPS飄移產生的誤差，誤差相對較大。因此，可以根據軌跡信息中各采樣點對應的速度信息， 對速度較低的采樣點進行篩選。具體的篩選方式包括但不限于以下兩種第一種篩選方式確定速度信息小于速度門限值的采樣點，并刪除確定的采樣點。 通過第一種篩選方式刪除位置信息誤差較大的采樣點，避免了通過位置信息誤差較大的采樣點來計算點設施的位置信息，從而影響點設施的位置信息精度的問題。第一種篩選方式首先，確定速度信息小于速度門限值的采樣點，將確定出的采樣點按照時間信息進行排序。例如速度信息小于速度門限值的采樣點的數量為10，并按照時間信息排列為 采樣點1、采樣點2......采樣點10。然后，將第一個采樣點作為有效采樣點，并執行以下操作根據采樣點的位置信息，確定位于有效采樣點之后、與有效采樣點的距離大于第一距離門限值的首個采樣點，將所述首個采樣點作為有效采樣點，并重復執行所述操作，直至所有速度信息小于速度門限值的采樣點執行所述操作。假設所述第一距離門限值為25m，將采樣點1作為有效采樣點后，如果采樣點2和采樣點3與采樣點1的距離不大于25m，且采樣點4與采樣點1的距離大于25m，則將采樣點4作為有效采樣點；繼續執行本操作，確定與采樣點4的距離大于25m的首個采樣點為采樣點7。若采樣點8 采樣點10與采樣點7的距離都不大于25m，則完成本操作，確定采樣點1、采樣點4和采樣點7為有效采樣點。最后，刪除速度信息小于速度門限值的采樣點中除有效采樣點之外的其他采樣
點ο具體的，在本發明實施例中，可以將速度門限值設定為5km/h，將速度高于5km/h 的采樣點作為有效采樣點，將速度低于5km/h的采樣點執行上述第一種篩選方式或第二種蹄選方式。方法二、由于點設施通常是建立在道路的兩側，因此，經過各待定位點設施的軌跡中的大部分采樣點也應該分布在道路的兩側，而GIS矢量地圖中提供了大量的標準道路信息，因此，可以利用GIS矢量地圖對GPS采集的采樣點進行篩選。具體的篩選方式為首先，讀取GIS矢量地圖中全部的道路中心線數據，將確定的每個采樣點的位置信息轉換為與GIS地圖相同坐標系下的位置信息。然后，針對每一采樣點的位置信息，判斷是否存在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線。最后，根據判斷結果執行以下操作若不存在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線，則確定該采樣點是有效點。若存在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線，則進一步確定在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線的數量；若確定的道路中心線的數量為 1，則將道路中心線上與該采樣點距離最近的點位置信息替換該采樣點的位置信息，位置信息替換后的采樣點作為有效采樣點；若確定的道路中心線的數量大于1且任意兩條道路中心線不相交，則將所有道路中心線中，與該采樣點距離最近的點位置信息替換該采樣點的位置信息，位置信息替換后的采樣點作為有效采樣點；若確定的道路中心線的數量大于1 且存在至少兩條道路中心線相交，則刪除該采樣點。在本發明實施例中，可以將第二距離門限值設定為25m。上述確定有效采樣點的方法一和方法二可以分別用于確定采樣點中的有效采樣點，也可以同時用于確定采樣點中的有效采樣點，若同時利用方法一和方法而確定有效采樣點，則可以先利用方法一刪除誤差較大的采樣點后，再利用方法二對采樣點做進一步優化，從而進一步提高采樣點位置信息的準確性。在利用步驟202的方法刪除了采樣點中誤差較大的采樣點之后，可以直接跳轉至步驟204，也可以進一步利用步驟203對刪除的采樣點進行補充，補充后的采樣點數量與刪除的采樣點數量相同。步驟203、對刪除的采樣點進行補充。針對步驟202中方法一中確定有效采樣點的方法，則本步驟補充刪除的采樣點的方式具體包括
在刪除了速度信息小于速度門限值的全部采樣點時，針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法和速度信息不小于速度門限值的采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。在刪除了速度信息小于速度門限值的采樣點中除有效采樣點之外的其他采樣點時，針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法、速度信息不小于速度門限值的采樣點以及有效采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。針對步驟202中方法二中確定有效采樣點的方法，則本步驟具體包括針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法和未刪除的采樣點的位置信息， 為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。下面對三次樣條曲線算法進行詳細說明。設確定出的有效采樣點序列中各采樣點對應的時間信息序列為t”t2，……tn，對于每一個整數i，i > = 2且i < n-1，如果滿足ti+1-ti > 1 (t的單位為秒)，則需要在第i 個有效采樣點Ui, Yi)和第i+Ι個有效采樣點(xw，yi+1)之間補m個有效采樣點，且m =
ti+1 1。設j為[l，m]之間的整數，則根據三次樣條曲線算法，所補點坐標(x' j;y'」)的計算方程為
權利要求
1.一種傳輸管線系統中點設施的定位方法，其特征在于，所述方法包括在沿待定位點設施的軌跡運行時，采集該軌跡上各采樣點的軌跡信息，以及經過待定位點設施的時間信息，所述軌跡信息包括采樣點的位置信息、運行時經過該采樣點的時間 fn息；根據采集到的信息，針對每一待定位點設施執行確定與經過該待定位點設施的時間信息相鄰的時間信息對應的采樣點；根據確定的相鄰的采樣點的位置信息，確定該待定位點設施的位置信息。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述軌跡信息還包括運行時經過采樣點的速度信息；在采集軌跡信息之后，且確定所述相鄰的采樣點之前，所述方法還包括 確定速度信息小于速度門限值的采樣點，并刪除確定的采樣點； 或者確定速度信息小于速度門限值的采樣點，將確定的采樣點按照時間信息進行排序，將第一個采樣點作為有效采樣點，并執行以下操作根據采樣點的位置信息，確定位于有效采樣點之后、與有效采樣點的距離大于第一距離門限值的首個采樣點，將所述首個采樣點作為有效采樣點，并重復執行所述操作，直至所有速度信息小于速度門限值的采樣點執行所述操作；刪除速度信息小于速度門限值的采樣點中除有效采樣點之外的其他采樣點。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，刪除速度信息小于速度門限值的采樣點，且確定所述相鄰的采樣點之前，所述方法還包括針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法和速度信息不小于速度門限值的采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息； 或者在刪除速度信息小于速度門限值的采樣點中除有效采樣點之外的其他采樣點之后，且確定所述兩個采樣點之前，所述方法還包括針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法、速度信息不小于速度門限值的采樣點以及有效采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在采集軌跡信息之后，且確定所述相鄰的采樣點之前，所述方法還包括將確定的每個采樣點的位置信息轉換為與GIS地圖相同坐標系下的位置信息； 針對每一采樣點的位置信息，判斷是否存在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線；若不存在，則確定該采樣點是有效點；若存在，則進一步確定在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線的數量；若確定的道路中心線的數量為1，則將道路中心線上與該采樣點距離最近的點位置信息替換該采樣點的位置信息；若確定的道路中心線的數量大于1且任意兩條道路中心線不相交，則將所有道路中心線中，與該采樣點距離最近的點位置信息替換該采樣點的位置信息；若確定的道路中心線的數量大于1且存在至少兩條道路中心線相交，則刪除該采樣點。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，刪除采樣點之后，且確定所述相鄰的采樣點之前，所述方法還包括針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法和未刪除的采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。
6.如權利要求1 5任一所述的方法，其特征在于，通過以下公式確定待定位點設施的位置信息
7.一種傳輸管線系統中點設施的定位裝置，其特征在于，所述裝置包括采集模塊，用于在沿待定位點設施的軌跡運行時，采集該軌跡上各采樣點的軌跡信息， 以及經過待定位點設施的時間信息，所述軌跡信息包括采樣點的位置信息、運行時經過該采樣點的時間信息；相鄰采樣點確定模塊，用于根據采集到的信息，針對每一待定位點設施，確定與經過該待定位點設施的時間信息相鄰的時間信息對應的采樣點；定位模塊，用于根據確定的相鄰的采樣點的位置信息，確定該待定位點設施的位置信息。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述采集模塊，還用于采集運行時經過采樣點的速度信息； 所述裝置還包括第一有效采樣點確定模塊，用于確定速度信息小于速度門限值的采樣點，并刪除確定的采樣點； 或者確定速度信息小于速度門限值的采樣點，將確定的采樣點按照時間信息進行排序，將第一個采樣點作為有效采樣點，并執行以下操作根據采樣點的位置信息，確定位于有效采樣點之后、與有效采樣點的距離大于第一距離門限值的首個采樣點，將所述首個采樣點作為有效采樣點，并重復執行所述操作，直至所有速度信息小于速度門限值的采樣點執行所述操作；刪除速度信息小于速度門限值的采樣點中除有效采樣點之外的其他采樣點。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第一采樣點補充模塊，用于針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法和速度信息不小于速度門限值的采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息；或者針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法、速度信息不小于速度門限值的采樣點以及有效采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。
10.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第二有效采樣點確定模塊，用于將確定的每個采樣點的位置信息轉換為與GIS地圖相同坐標系下的位置信息，并針對每一采樣點的位置信息，判斷是否存在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線；若不存在，則確定該采樣點是有效點；若存在，則進一步確定在與該采樣點的距離小于第二距離門限值的道路中心線的數量；若確定的道路中心線的數量為1，則將道路中心線上與該采樣點距離最近的點位置信息替換該采樣點的位置信息；若確定的道路中心線的數量大于1且任意兩條道路中心線不相交，則將所有道路中心線中，與該采樣點距離最近的點位置信息替換該采樣點的位置信息；若確定的道路中心線的數量大于1且存在至少兩條道路中心線相交，則刪除該采樣點。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第二采樣點補充模塊，用于針對每一刪除的采樣點，根據三次樣條曲線算法和未刪除的采樣點的位置信息，為刪除的采樣點生成補充的采樣點的位置信息，并將該刪除的采樣點的時間信息和速度信息作為補充的采樣點的時間信息和速度信息。
12.如權利要求7 11任一所述的裝置，其特征在于，所述定位模塊，具體用于通過以下公式確定待定位點設施的位置信息
全文摘要
本發明提供一種傳輸管線系統中點設施的定位方法與裝置，具體內容包括沿著一條經過待定位點設施的軌跡運行，通過該軌跡上采樣點的時間信息及經過軌跡上待定位點設施時的時間信息，查找出待定位點設施周圍的采樣點，進而利用查找出的周圍的采樣點的位置信息來確定待定位點設施的位置信息，確保待定位點設施的位置信息能夠真實地反映點設施的位置，從而提高對點設施定位的精度。
文檔編號G01S19/50GK102455428SQ20101052624
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者李安平, 李永春, 楊芳芳, 王晟, 王真, 賈鵬 申請人:中國移動通信集團天津有限公司