设A（X，Y）表示GPS坐标点，X为经度，Y为纬度。从GPS模块中获得的坐标是属于球面坐标，并不是我们平常接触到的平面坐标，所以在计算两点间距离的时候不能简单的利用两点间距离公式来进行计算。因此，需要把GPS坐标转换为我们常用的笛卡尔平面坐标，从而对两点间的距离进行近似计算。对于任意相邻的两点A（Xi，Yi）、B（Xi+1，Yi+1），在经过论文中的投影方法进行平面投影后，得到平面坐标点A’（Xi′，Yi′）、B′（Xi+1′，Yi+1′），有：

2.2　数据存储

数据存储指的是数据以某种组织形式存储在计算机内部或者外部的存储介质中，以便系统根据自身需要来进行数据调用。本文出于目标数据的特性和经济性方面的考虑，选用了常用的关系数据库MY SQL作为存储方案的基础。MY SQL数据库能够通过长二字节型和面向对象技术，把图形要素作为数据库记录的字段保存起来，结合空间结构化查询等技术，将图形数据和属性数据实现无缝管理，使所有数据实现统一的用户、安全和共享管理。本文要解决的问题是对光缆故障点的定位，需提供故障点的GPS坐标、路名、所属光缆等信息。为了满足需求，分别设计了光缆表、GPS坐标表和光缆分段表三张表，构成了数据库主要的数据结构。

3　光缆故障快速定位实现

3.1　基于GIS的光缆故障定位系统

系统主要实现光缆相关信息的查询以及故障分析结果，以可视化的方式展现在用户面前。因此系统应具备以下四个功能：（1）光缆及其相关信息可视化展示；（2）实现图形数据和光缆属性的统一存储、统计和分析；（3）光缆数据可更新及实时反映更新结果；（4）光缆故障定位自动化、可视化。

系统的UML用例图如图1所示：

系统采用java编程，设计采用面向对象的设计方法，在逻辑层次上分为三层：数据层、处理层和交互层。数据层主要负责数据的存储，它与处理层有一个数据交互接口，处理层通过这个接口来实现数据的读、写。处理层负责信息的运算，最主要的功能定位光缆故障点的位置便在这层进行运算分析。交互层负责数据信息的可视化和接受用户的操作，交互层与处理层有若干接口，分别负责接受用户的操作和信息的反馈。

3.2　故障定位算法

在抢修过程中，我们选择光缆的第一个节点所在的站点进行OTDR距离测量，得出断点离目前测量点的距离S。另外，在每条光缆节点的存储方案中，表Optical cable section table记录了这个节点开始位置离光缆第一个节点的距离，因此断点必然会落在某一分节区间中，记这段区间的开始位置至第一个节点的距离为S1，结束位置至第一个节点的距离为S2，那么必然有：

（4）

求这个分节区间可以在数据库中使用SQL进行查询。而根据式（5）可知，断点必然在这段分节线段上。记断点的坐标为（X，Y），通过数据库查询可知该端分节开始节点和结束节点的坐标，分别记为（XA，YA）、（XB，YB）。根据平行线分线段成比例定理，可得以下方程：