移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统及其使用方法

技术领域

本发明属于监测装置技术领域，涉及移动通信基站天线用检测装置，尤其是移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统及其使用方法。

背景技术

移动通信基站天线的方位角和下倾角的传统测量要求工程技术人员使用罗盘和坡度仪等设备，人为地确定方位角(测量过程中先要保持罗盘水平，天线、标尺和罗盘镜面平分线要三点一线难度大，干扰因素多)，还要求工程技术人员通过可视地检查在天线的安装架上标示的低精度的刻度标记，识别倾斜度，工程人员的技巧及人工测量方法方面的差异，会产生不正确或不稳定的测量结果，无法精确的达到设计要求。

地质罗盘现场使用时定向难度大，精度不高且很大程度上受个人因素影响大；坡度尺现场使用时测量误差较大，精度不高；现有基站的铁塔上的天线由于现场环境复杂，机械罗盘在高空测量上限制非常多导致站点测量不方便，难以准确测量；同时多种测量工具携带不方便、操作步骤烦琐工作效率低。

随着网络规模的扩大传统测试方式极大地限制了网络规划、维护、优化等工作的效率及质量提升，迫切需要研制一套便携式综合自动化的方位角、俯仰角综合测试仪，通过在大张客运专线工程实际使用校准，提高以后工程网优的效率进行本次研究。

发明内容

本发明提供了一种集成式，兼具实时检测，远程通信，图像采集，人机交互功能的移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统，并依据该测试系统衍生出相应的测试方法，采用该系统和相应的测试方法取代传统测试方法，兼具多种数据采集功能，操作过程简便，测试参数精度更高。

移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统，其特征在于：包括管理平台和至少一台测试仪，所述管理平台和每台测试仪均通过以太网显示数据的双向互通，其中管理平台包括任务下发单元，数据分析单元和服务器，分别用于将测试任务下发至终端的测试仪，并对测试仪上传的数据进行保存和管理；所述测试仪则用于采集天线的方位角、俯仰角、经纬度以及测试天线的姿态参数。

进一步的，每台所述的测试仪均内置有处理器、磁力传感器、压力传感器、重力加速度传感器和定位传感器，所述磁力传感器、压力传感器、重力加速度传感器和定位传感器的信号输出端与处理器相连接。

进一步的，所述定位传感器可采用北斗也可采用GPS传感器，用于采集测试仪的经纬度；所述重力加速度传感器用于采集测试仪的下倾角，并配合磁力传感器采集测试仪的方位角；所述压力传感器用于采集测试仪的挂高，即高度。

进一步的，所述定位传感器的型号为BCM47531，重力加速度传感器的型号为BMI160，磁力传感器的型号为QMC5883L，压力传感器的型号为BMP180；所述处理器包括相应接口，通过相应接口与所述的定位传感器、重力加速度传感器、磁力传感器和压力传感器相连接。

进一步的，每台所述的测试仪内均安装有显示屏，控制面板和采集镜头，测试仪内置有与采集镜头适配的图像处理模块；所述采集镜头采用高像素摄像头和长焦镜头。

进一步的，所述测试仪内置有相应的软件处理系统。

应用移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统的使用方法，其特征在于：包括塔下基准定位，塔下测试和上塔测试；

所述塔下基准定位需获取待测天线的GIS信息；

所述上塔测试包括如下步骤：

步骤1.1：将测试仪放置于天线塔的地基位置，获取挂高的基准零值；

步骤1.2：将测试仪悬置于天线塔上，确保测试仪处于竖直状态；

步骤1.3：匀速移动测试仪并将其贴至天线中部；

步骤1.4：操作测试仪进行数据采集直至测试结束；

所述塔下测试包括如下步骤：

步骤2.1：开启采集镜头，并通过采集镜头录入天线位置，以只看见天线一侧面板为标准；

步骤2.2：预设垂直距离，该垂直距离指测试仪镜头位置与被测天线所在最低点位置的垂直高度；

步骤2.3：将测试仪录入的位置移动至天线塔塔底，锁定经纬度；

步骤2.4：将测试仪录入的位置瞄准待测天线，并使边线水平居中，调整画面的移动光标调整至天线侧面边线平行时进行锁定；此时即可根据采集的图像测量天线方位角、下倾角、挂高，直至完成所有参数的测试和采集。

而且，所述步骤1.1中，需同侧测试仪判定测试位置有无磁场干扰，当磁场干扰强度位于30ut-55ut状态下，确认无强磁场干扰情况即可进行测试；

所述步骤1.2中，将测试仪手持进行多次划八字消磁动作，之后将其设置在偏离抱杆等铁件的位置伸直手臂并竖直举起；所述竖直举起可通过测试仪显示的俯仰角在±5°以内为标准，此时需再次确认磁场干扰强度低于55ut，如高于则需再次进行划八字法消磁并寻找天线附近的其它位置进行竖直举起动作；

所述步骤1.3中，将测试仪平移滑动并最终将设备贴至天线背面中部位置；

所述步骤1.4中，所述的数据包括方位角经度、纬度、下倾角及挂高值。

而且，所述步骤2.1中，以天线的面板，背板均不出现，只显示侧面板为标准。

本发明的优点和积极效果是：

本发明中，采用管理平台和多台测试仪形成一套针对移动通信基站天线使用的方位角、俯仰角测试系统。其中管理平台用于将测试任务下发至终端的测试仪，并对测试仪上传的数据进行保存和管理；测试仪则由人工手持携带至待测的天线位置进行塔下或上塔测量。

本发明中，测试仪内置有处理器、磁力传感器、压力传感器、重力加速度传感器和定位传感器。其中定位传感器可采用北斗也可采用GPS传感器，用于采集测试仪的GIS信号，准确定位待测天线所在位置的经纬度；重力加速度传感器用于采集测试仪的下倾角，并配合磁力传感器采集测试仪的方位角；所述压力传感器用于采集测试仪的挂高，即高度。

本发明中，处理器包括多种开放物理接口，如TTL、SPI、IIC等，并可通过相应的接口与多个传感器进行连接，其中处理器统一协调接收对应的传感器数据，进行集中计算和处理后转换为我们所熟知的方位角、下倾角、挂高和经纬度等数据。

本发明中，测试仪内置显示屏，控制面板和采集镜头，显示屏用于读取测试仪采集的数据，控制面板用于操作人员与测试仪进行人机交互，采集镜头具有对自定义图像完成拍摄的技术功能。所述的显示屏和控制面板可采用触摸式显示屏进行统一。

本发明中，基于所述的硬件结构配套相应软件处理系统，该系统采用智能开放式平台系统，支持各种实用功能的定制化开发。在实际应用过程中有其它便捷功能时可快速进行实现和部署。

基于本发明所用的测试系统衍生出对应的操作方法，该方法与现有使用的设备和方法相比免去了罗盘，标尺和罗盘镜面等装置。不但降低了原有测试方法的操作难度，也降低了认为误差的干扰，大大提升测试结果的稳定性和精确度。除此之外，还衍生出了塔下测试的新方式，进一步提升了测试系统使用的便利性。与此同时除测试仪外，本测试系统还包括相应的管理平台，提升了对于不同位置的多台通信基站的协同管理的便利性。

所述操作方法中，采用消磁动作主要是为了消除设备在接触各类带磁性的金属、又或由于异常电磁环境导致的软磁干扰，降低此类软磁干扰导致方位角测试精度下降。每次测试前进行消磁操作可以有效降低设备的软磁干扰，确保方位角测试精度。消磁后需偏离天线位置竖直举起设备，偏离天线的目的也是为了降低测试时的软磁干扰；同时此时竖直举起设备并保持，之后平移至天线中部，此时设备已锁定该位置的初始方位角。

附图说明

图1为本发明的模块示意图；

图2为本发明中测试仪部分的模块示意图；

图3为测试仪上塔测试的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统，其特征在于：包括管理平台和至少一台测试仪，所述管理平台和每台测试仪均通过以太网显示数据的双向互通，其中管理平台包括任务下发单元，数据分析单元和服务器，分别用于将测试任务下发至终端的测试仪，并对测试仪上传的数据进行保存和管理；所述测试仪则用于采集天线的方位角、俯仰角、经纬度以及测试天线的姿态参数。

本实施例中，每台所述的测试仪均内置有处理器、磁力传感器、压力传感器、重力加速度传感器和定位传感器，所述磁力传感器、压力传感器、重力加速度传感器和定位传感器的信号输出端与处理器相连接。

本实施例中，所述定位传感器可采用北斗也可采用GPS传感器，用于采集测试仪的经纬度；所述重力加速度传感器用于采集测试仪的下倾角，并配合磁力传感器采集测试仪的方位角；所述压力传感器用于采集测试仪的挂高，即高度。

本实施例中，所述定位传感器的型号为BCM47531，重力加速度传感器的型号为BMI160，磁力传感器的型号为QMC5883L，压力传感器的型号为BMP180；所述处理器包括相应接口，通过结构与所述的定位传感器、重力加速度传感器、磁力传感器和压力传感器相连接。

本实施例中，每台所述的测试仪内均安装有显示屏，控制面板和采集镜头，测试仪内置有与采集镜头适配的图像处理模块；所述采集镜头采用高像素摄像头和长焦镜头。

本实施例中，测试仪除包括所述的各类功能性的传感器外，还包括相应的通信模块，所述通信模块可选用WIFI通信模块，4G通信模块或其他市面可采购，并具有与外部网络进行通信功能的通信模块或模组。

本实施例中，除所述各传感器和模块外，测试仪还内置有电源模块，电源模块为测试仪提供所需的负载，优选采用锂电池或电池组供电。

本实施例中，所述测试仪内置多台传感器测试仪用于获取天线方位角、俯仰角、挂高、经纬度等参数；测试现场获取方位角转动、俯仰角转动角度并实现语音通知；天线参数测试后可进行对应要求拍照参数和图像现场测试获取后再终端上进行存储和控制；其它如休眠设置、密码修改、wifi连接、一键呼救、俯仰角校准、提示音类型设置等辅助功能。

采用本实施例所述的测试仪的主要技术参数如下表所示：

本实施例中，所述测试仪内置有相应的软件处理系统，

软件名称：方位角俯仰角综合系统

版本号：V1.0

硬件环境：Windows/Linux安卓

软件环境：Mysql5.6,tomcat8.5

编程语言：系统基于J2EE、js开发，移动端基于Android平台开发。WEB应用部分采用B/S方式来进行软件部署，移动应用部分采用C/S方式来进行软件部署。

应用移动通信基站天线用方位角、俯仰角综合测试系统的使用方法，包括塔下基准定位，塔下测试和上塔测试；

所述塔下基准定位需获取待测天线的GIS信息；

所述上塔测试包括如下步骤：

步骤1.1：将测试仪放置于天线塔的地基位置，获取挂高的基准零值；所述步骤1.1中，需同侧测试仪判定测试位置有无磁场干扰，当磁场干扰强度位于30ut-55ut状态下，确认无强磁场干扰情况即可进行测试；

步骤1.2：将测试仪悬置于天线塔上，确保测试仪处于竖直状态；所述步骤1.2中，将测试仪手持进行多次划八字消磁动作，之后将其设置在偏离抱杆等铁件的位置伸直手臂并竖直举起；所述竖直举起可通过测试仪显示的俯仰角在±5°以内为标准，此时需再次确认磁场干扰强度低于55ut，如高于则需再次进行划八字法消磁并寻找天线附近的其它位置进行竖直举起动作；

步骤1.3：匀速移动测试仪并将其贴至天线中部；所述步骤1.3中，将测试仪平移滑动并最终将设备贴至天线背面中部位置；

步骤1.4：操作测试仪进行数据采集直至测试结束；所述步骤1.4中，所述的数据包括方位角经度、纬度、下倾角及挂高值；

步骤1.5：待对天线的数据进行采集之后，可对天线覆盖场景、天线铭牌等照片拍摄进行现场环境和天线信息的记录，待记录完成后可通过软件系统编辑天线所属基站的名称或所在区域的名称，并将信息进行储存和上传；所述步骤1.5中，照片所选场景可沿完成站点周边0°、120°、360°取景拍照；

步骤1.6：采集上述的参数和图片信息后可将其上传至管理平台进行存储。之后，在需要调用信息时，则可通过管理平台进行搜索查询和编辑。

所述塔下测试包括如下步骤：

步骤2.1：开启采集镜头，并通过采集镜头录入天线位置，以只看见天线一侧面板为标准；所述步骤2.1中，以天线的面板，背板均不出现，只显示侧面板为标准。

步骤2.2：预设垂直距离，该垂直距离指测试仪镜头位置与被测天线所在最低点位置的垂直高度；

步骤2.3：将测试仪录入的位置移动至天线塔塔底，锁定经纬度；

步骤2.4：将测试仪录入的位置瞄准待测天线，并使边线水平居中，调整画面的移动光标调整至天线侧面边线平行时进行锁定；此时即可根据采集的图像测量天线方位角、下倾角、挂高，直至完成所有参数的测试和采集。

本发明中，采用管理平台和多台测试仪形成一套针对移动通信基站天线使用的方位角、俯仰角测试系统。其中管理平台用于将测试任务下发至终端的测试仪，并对测试仪上传的数据进行保存和管理；测试仪则由人工手持携带至待测的天线位置进行塔下或上塔测量。

本发明中，测试仪内置有处理器、磁力传感器、压力传感器、重力加速度传感器和定位传感器。其中定位传感器可采用北斗也可采用GPS传感器，用于采集测试仪的GIS信号，准确定位待测天线所在位置的经纬度；重力加速度传感器用于采集测试仪的下倾角，并配合磁力传感器采集测试仪的方位角；所述压力传感器用于采集测试仪的挂高，即高度。

本发明中，处理器包括多种开放物理接口，如TTL、SPI、IIC等，并可通过相应的接口与多个传感器进行连接，其中处理器统一协调接收对应的传感器数据，进行集中计算和处理后转换为我们所熟知的方位角、下倾角、挂高和经纬度等数据。

本发明中，测试仪内置显示屏，控制面板和采集镜头，显示屏用于读取测试仪采集的数据，控制面板用于操作人员与测试仪进行人机交互，采集镜头具有对自定义图像完成拍摄的技术功能。所述的显示屏和控制面板可采用触摸式显示屏进行统一。

本发明中，基于所述的硬件结构配套相应软件处理系统，该系统采用智能开放式平台系统，支持各种实用功能的定制化开发。在实际应用过程中有其它便捷功能时可快速进行实现和部署。

基于本发明所用的测试系统衍生出对应的操作方法，该方法与现有使用的设备和方法相比免去了罗盘，标尺和罗盘镜面等装置。不但降低了原有测试方法的操作难度，也降低了认为误差的干扰，大大提升测试结果的稳定性和精确度。除此之外，还衍生出了塔下测试的新方式，进一步提升了测试系统使用的便利性。与此同时除测试仪外，本测试系统还包括相应的管理平台，提升了对于不同位置的多台通信基站的协同管理的便利性。

所述操作方法中，采用消磁动作主要是为了消除设备在接触各类带磁性的金属、又或由于异常电磁环境导致的软磁干扰，降低此类软磁干扰导致方位角测试精度下降。每次测试前进行消磁操作可以有效降低设备的软磁干扰，确保方位角测试精度。消磁后需偏离天线位置竖直举起设备，偏离天线的目的也是为了降低测试时的软磁干扰；同时此时竖直举起设备并保持，之后平移至天线中部，此时设备已锁定该位置的初始方位角。