无人机在通信行业的巨大应用空间
应用1:基站巡检
提到基站巡检,无疑是一线运维人员最为头痛的,不仅站点多,而且有些站点地处山区,巡检便意味着要不断爬山。这不仅拖慢了巡检速度,而且还让一线运维人员工作十分辛苦。
为此,中国铁塔黔西南州分公司进行了将无人机引入到基站巡检的尝试。结果显示采用无人机巡检提升效率达到90%。

据了解,黔西南州属珠江水系南北盘江流域,属典型的低纬度高海拔山区,州境内约3500个农村基站在高度大于1000米的高山上。
据悉,此次无人机高空拍摄巡检耗时约70分钟,深入巡检陡峭高险基站6个,相比传统方式巡检共节省时间约11小时。

其中,选取高度约150米的丰都基站进行高空拍摄,无人机从景峰大道万峰林会展中心起飞,高空直线飞行1.6KM,约53秒后到达丰都基站(传统巡检上下山约耗时95分钟),并对丰都基站进行高视角拍摄、环绕拍摄,通过近端控制实时采集丰都基站铁塔、高压线路、绿植覆盖图片;为便于观察无人机飞行高度和基站细节实况,选取万峰林景区基站、册亨县部分农村基站进行飞行拍摄实验,以获取各类站点站房、铁塔、变压器等设施的细节情况。

据铁塔相关人员介绍,无人机巡检打破传统基站巡检方式耗时耗资模式,有效提高工作效率,在地形地貌凶险复杂的基站的线路巡检、站点查勘、隐患排查等方面效果尤胜。


实际案例:
2017年,山西省通信工程质监中心在通信工程质监过程中,为了对基站、架空线路高空部位以及复杂地形施工情况进行全方位检查,探查过去项目检查中的“盲区”,在全国率先运用无人机对太原等3个地市的11个建设项目进行实体工程检查,发现问题42处。在对高空和复杂地形中的建设项目检查时,无人机上安装的高清摄像头,通过无线连接,将拍摄到的画面实时传送到地面的平板电脑上并同步存储,便于检查人员随时查看、后期可检查取证。对螺丝松动、未加装垫片、金属件锈蚀、地线连接不规范、馈线安装不规范等细节问题,都能够准确捕捉,实现了全方位无死角检查,以前无法完成的检查,运用无人机只需十几分钟就可实现,检查效率和深度得到全面提升。
无人机的引入,极大弥补了常规检查方法的不足,填补了对基站塔上设备、复杂地形中的架空线路等安全风险较大的通信工程建设项目检查的空白。这是山西省通信工程定额质量监督中心在引入手机APP质监系统后,又一次有益的尝试。在新技术、新手段的帮助下,通信工程质量监督检查不断走向现代化,对推动山西省通信工程建设质量提升和安全生产发挥了积极作用。
应用2:干扰源排查
日前,大疆推出全新的SkyCells通信应用解决方案,分别是通信巡检系统和无人机载干扰排查系统。
SkyCells通信巡检系统包括无人机、智能地面站与云服务平台,可实现安全、高效、零阻挠的精细巡检。SkyCells干扰排查系统专业、高效和精细的优势则能够快速定位、找到干扰源。
两款系统将大幅提高网络优化与维护环节的工作质量与效率,助力解决信息通信行业的痛点。

SkyCells无人机载干扰排查系统和SkyCells通信巡检系统大幅提高了网络优化与维护环节的工作质量与效率,解决了目前信息通信行业的痛点。
目前,网络公共环境日趋复杂,一些密集城区私装信号放大器等干扰源,成为运营商亟待解决的难题。而依靠人工排查的传统作业方式,无法迅速、准确地查明隐蔽的干扰源。此外,依靠传统人工爬山巡检山区基塔,容易对工作人员的人身安全造成威胁,且时间跨度长。
SkyCells通信巡检系统包括无人机、智能地面站与云服务平台,售价40余万元,不包括培训费用。该套系统配置了禅思Z30远摄变焦云台相机,可清晰识别设备标签、天线馈线接口、卡件及杆路编号等细节,实现安全精细巡检。
即便是偏远山区、灾后倒塌、物业受阻等复杂场景也可实现安全、高效、零阻挠巡检,智能地面站可控制无人机自动巡检基站与光缆设施。云服务平台可统一管理基站巡检报告。
审核人员只需一台智能手机就能掌握全网基站现状,实现规划区域地貌还原,快速查看基站现场是否有空余杆塔,覆盖环境是否阻挡,核查楼宇天面空余资源,快速锁定选址位置。工作人员可通过无人机快速完成杆塔资源摸查,检查设备老化隐患、光缆盘留情况、线路路由障碍等日常巡检。
SkyCells干扰排查系统是“会飞的频谱仪”,具有三大优势:
1、专业,将频谱仪设备与飞行平台深度融合,可以自主进行无人机数据采集,具有多项专利算法分析信号,续航时间达28分钟,频谱仪数据传输距离1公里,传输时延低于20ms,频谱仪软件界面丰富。
2、精准,该系统具有通过空间遍历巡检,三线定位,地面站实时显示干扰信息,实时高清图传等特点。
3、高效,系统可快速定位干扰源,比传统人工作业提高3至30倍效率。干扰排查后,受干扰基站小区接收信号强度指示(RSSI)指标提升5%至10%。
SkyCells干扰排查系统则是将频谱仪设备融合在无人机上,可创新性实现空域信号测试。排查人员在手机端设定飞行路线,地面端远程操作及实时分析干扰,可快速定位干扰位置,通过无人机实时图传,快速找到干扰源。
目前,SkyCells干扰排查系统已在广州市海珠区大塘街成功完成测试
应用3:网优测试
伴随着轻微的马达声,一台小型的四轴无人机在中国电信桂林分公司网优人员的操控下,在灵川海洋乡大桐木湾银杏景区上空盘旋,地面控制遥控器上实时显示着无人机通过2.4G公共频段回传的高清画面。
这是桂林分公司首次应用无人机进行无线网络通信保障。据了解,无人机通过多媒体采集系统,负责完成航拍现场高质量的视频采集以及音频的实时采集,通过无线传输方式,传输到地面的接收机,并通过对视频数据进行编码压缩,以图像方式呈现视频数据。
在本次海洋乡银杏景区通信保障过程中,技术人员通过使用无人机在海洋乡主要银杏观赏村落的150米高空进行高视角拍摄、环绕拍摄,近端控制实时采集,根据获取回传的图像信息,技术人员对现场基站和游客分布情况、车流量状况、路面拥塞情况等现场综合情况分析更加及时、准确,反应更迅速,相应的调整更为正确和及时,极大地提升了通信保障工作效率。
自2015年10月起,桂林分公司正式组建“无人机战队”,继承了传统网规网优手段,结合无人飞行器内置的电子罗盘、陀螺仪、GPS、摄像头等精密电子硬件,充分利用无人机的灵活、高效以及低成本的优点,摸索出了一套高效、实时、可靠的现场网规网优方法,在基站勘测、准确选址、射频优化、通信保障等无线网优工作中借助无人机的有效运用,弥补了传统站点勘测必须上站进行现场优化指导、耗时耗资、安全系数较低的不足,极大地提升了工作效率。
龙胜龙脊梯田地处海拔 1916米的崇山峻岭深处,其间分布有龙脊寨、平安寨、中六寨、大寨、田头寨、小寨等若干村寨,梯田分布在海拔300米至1100米之间,地势较为险峻。为有效获取龙胜龙脊景区用户模型数据,桂林分公司使用无人机在龙胜龙脊景区进行高空勘测,颠覆性地在传统方式无法到达或较难到达的区域航拍预判覆盖效果,更科学、准确地对景区无线网络进行了评估和规划。
闻名世界的漓江岩溶山水游览区,全长437公里,其中以桂林至阳朔段风景尤佳,吸引着众多游客。桂林分公司使用无人机准确校准漓江风景区沿线4G站点规划,直接在地面对无人飞行器拍摄的视频文件中读取所勘测站址的经纬度、落差、高程、无线传播环境等信息,即时判断并有效提升站址可用性和定址工作的科学性,加快勘测速度的同时缩短了选址时间,整体上减少了相关基站项目的建设周期,利于抢占市场先机,形成对前端的有效支撑。
截至目前,“无人机战队”共针对市区、县城、景区、工业园共24处扩建区域实施了航拍采样,比对规划站点41个,涉及土地面积33平方千米;累计勘测高山站16个,险峻站址5处,景区跨江站址33处,疑难站址4处,其中50个站点提前了15个工作日开通。无人机的运用是高空勘测、传播模型信息获取和研究、用户模型确定、准确选址和射频优化等无线网优工作的有效手段。无人机作为现场勘测的有效补充手段,相比传统的勘测方式具有突破性的里程碑意义。桂林分公司将进一步探索无人机在多种复杂环境和天气下的站点勘察、快速选址、基站巡检、通信保障等功用,借助高科技手段更科学有效地开展无线网络规划和优化工作。(钟怡华/文)
应用4:应急系留
系留无人机是将无人机和系留综合缆绳结合起来实现的无人机系统,系留无人机通过光电综合缆绳传输电能,使无人机可以不受电能限制而长时间停留在空中,其结构大小、制作材料可以根据应用需求来灵活设计,且机动性能强,根据系泊系统的固定位置不同可分为地面固定式、车载移动式和舰载移动式三种工作方式以适应各种工作环境的需求。
我国幅员辽阔,由于地理环境和气候的多样性,洪水、龙卷风、地震、泥石流等自然灾害时有发生。在灾害中心区域内的公共通信网络在数天内一般会全面中断且难以快速恢复,而应急卫星通信系统因抢险现场的抢险单位和人员通信过多而负荷过重,以致不能保证实时通信。因此抢险现场的图像资料往往不能有效及时地传输到抢险指挥部门和后方应急中心,指挥部门的行动指令不能第一时间下达到抢险指挥现场。
大多数电动无人机仅能飞行30分钟至1个小时,系留型无人机系统通过地面电源供电,并由系留线缆输送至无人机升空平台,则可以实现连续不间断飞行,搭载通信设备后,可有效解决地形对电磁波的影响,保障一定区域内的连续通信覆盖。

系留无人机可实现24小时滞空 、大载荷、安全稳定性极强,广泛适用于救灾抢险、边界巡视、基地安全、景区监测、地质勘测、野外作业、森林防火、应急通信、公安反恐、交通监管、新闻采访、工程监控、环境监测、影视拍摄、科学研究、国防军工等多个广泛领域。 切实解决了在面临特大自然灾害时应急救灾通信监测手段缺乏的问题,经济和社会效益很是显著。
系留无人机作为通信平台,具有快速部署、轻便灵活、起降环境要求低、操作简单等特点,能实现大范围快速、稳定、可靠、低廉的宽带通信,在突发自然灾害、通信基础设施受到破坏、通信环境恶劣等条件下,其应急通信通讯能力优势明显,已经获得行业范围的大力认可。
近年来,,全国多地遭受暴雨袭击,对当地通信网络造成不同程度的影响,截至2017年7月10日,受汛情影响,全国累计共有4.2万个基站退服,7808公里通信线路受损。针对历史罕见的特大雨情汛情灾情,在工业和信息化部的统筹部署下,各地通信行业及时应对,顽强抗灾,相关通信管理局靠前指挥,奔赴各抗洪抢险一线督导调度;各基础电信企业迅速行动,出动大量人员与装备抢修受损通信设施,做好应急通信保障。
在应急通信中为了争分夺秒抢救灾情使损失降到最低大都用上了高科技产品系留无人机。将系留无人机作为现场应急通信高空基站平台,具有快速部署、轻便灵活、起降环境要求低、操作简单等特点,能实现十几公里范围内建设一个快速、可靠、稳定的指挥中心平台,在突发自然灾害、通信基础设施受到破坏、通信环境恶劣等条件下,其应急指挥平台对现场指挥,灾情监测、应急通信能力等优势尤为明显。
事实上,世界各国很早就开始了使用无人机进行高空基站尝试,受限于无人机的飞行搭载能力、滞空时间等因素,无人机平台早期主要选用大中型固定翼无人机和无人直升机作为高空基站平台,这些平台虽然载荷能力强、飞行高度大、飞行距离远,但同样存在着体积大、系统复杂、维护保养复杂、训练成本高、回收条件要求高、操作灵活性不够、需协调飞行空域、尤其是定点指挥滞空时间短等诸多限制,这些不足决定了其很难在应急平台应用中得到广泛推广。
较之大中型固定翼无人机和无人直升机,多旋翼系留无人机具有体积小、重量轻、便于携行、操作简单、训练保障要求低、起降环境要求低,维护保养简单、飞行状态改变灵活,可稳定悬停等优势,特别是采用系留无人机平台可长时间悬停在空中某一区域,可实现高空基站应急通信通讯的保障。
浙江省应急通信高空基站测试应用场景。智能系留无人机应急高空基站覆盖范围可达50平方公里,可同时为6000多个手机用户提供即时通讯。可以在5分钟内快速升空至100-200米,24小时不间断为灾区提供数据业务等通信保障,具有响应迅速、操作便捷、覆盖灵活、滞空时间长、扩展性强等特点。
福建省应急通信高空基站测试应用场景。系留多旋翼无人机采用地面系留电动飞行,安全可靠、性能稳定、使用方便,可以拥有几公斤乃至10几公斤的任务载荷,具有不低于6级风的抗风能力和优秀的姿态自我控制能力。采用全碳纤维机身结构,安装有飞控导航电路、无刷电机、结合三维磁力计的GPS/INS导航系统,支持2.0BCAN总线,支持全自动导航自动驾驶飞行。 主要功能:50米至200米高空方圆30公里信号覆盖;与自由移动基站车辆位置精确跟随;一键车上自动起降。地面发电机进行供电,24小时不间断滞空,系统可由卡车、船舶等平台装载,支持人工控制模式和自动控制模式(人工控制模式时,可通过摇杆控制无人机运动;自动飞行模式时,可实现无人机自动悬停和车载的自动跟随)通过地面站设置飞行高度,支持一键起飞,通过地面站一键降落和回收,运动平台(车辆、船舶等)静止时,无人机悬停在平台上方,运动平台(车辆、船舶等)运动时,无人机自动跟随平台运动。 系留无人机采用地面供电飞行,安全可靠、性能稳定、使用方便,,可以拥有几公斤乃至10-20公斤的任务载荷,具有较强的抗风能力、优秀的姿态控制能力。
不仅如此,系留无人机还可以广泛适用于救灾抢险、边界巡视、基地安全、景区监测、地质勘测、野外作业、森林防火、应急通信、公安反恐、交通监管、新闻采访、工程监控、环境监测、影视拍摄、科学研究、国防军工等多个广阔领域, 切实解决了在实际应用中的诸多问题。系留无人机不仅仅在抢险救灾、应急通信中可发挥巨大的作用,未来在生活的各个领域也将得到积极应用。