GPS技術在原油長輸管道中的應用

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GPS技術在原油長輸管道中的應用

摘要:介紹了GPS全球定位系統的原理,在原油長輸管道反打孔盜油中要解決的問題,當發生打孔盜油時如何儘快確定盜油點,就近調動巡線車輛趕赴現場,抓捕犯罪分子,減少經濟損失。
  關鍵詞:GPS;原油長輸管道;打孔盜油;巡線
  
  1全球定位系統GPS簡介
  
  全球衛星定位系統GPS是美軍70年代初在“子午儀衛星導航定位”技術上發展而起的具有全球性、全能性(陸地、海洋、航空與航天)、全天候性優勢的導航定位、定時、測速系統。GPS由三大子系統構成:空間衛星系統、地面監控系統、使用者接收系統。
  1.1空間衛星系統
  GPS的空間星座部分由24顆均勻分佈在6個軌道平面內的衛星組成。各軌道平面相對於赤道平面的傾角為55o,軌道平面間距60o。在每一軌道平面內,各衛星升交角距差90o,任一軌道上的衛星比西邊相鄰軌道上的相應衛星超前30o。事實上,空間衛星系統的衛星數量要超過24顆,以便及時更換老化或損壞的衛星,保障系統正常工作。該衛星系統能夠保證在地球的任一地點向使用者提供4顆以上可視衛星。
  空間系統的每顆衛星每12小時(恆星時)沿近圓形軌道繞地球一週,由星載高精度原子鐘控制無線電發射機在“低噪音視窗”附近發射L1、L2兩種載波,向全球的使用者接收系統連續地播發GPS導航訊號。GPS工作衛星組網保障全球任一時刻、任一地點都可對4顆以上的衛星進行觀測(最多可達11顆),實現連續、實時地導航和定位。
  1.2地面監控系統
  地面監控系統由均勻分佈在美國本土和三大洋的美軍基地上的5個監測站、一個主控站和三個注入站構成。該系統的功能是:對空間衛星系統進行監測、控制,並向每顆衛星注入更新的導航電文。
  地面監控系統由監測站主控站和注入站組成。
  監測站用GPS接收系統測量每顆衛星的偽距和距離差,採集氣象資料,並將觀測資料傳送給主控點。5個監控站均為無人守值的資料採集中心。
  主控站接收各監測站的GPS衛星觀測資料、衛星工作狀態資料、各監測站和注入站自身的工作狀態資料。根據上述各類資料,完成以下幾項工作:
  (1)及時編算每顆衛星的導航電文並傳送給注入站。
  (2)控制和協調監測站間、注入站間的工作,檢驗注入衛星的導航電文是否正確以及衛星是否將導航電文發給了GPS使用者系統。
  (3)診斷衛星工作狀態,改變偏離軌道的衛星位置及姿態,調整備用衛星取代失效衛星。注入站接受主控站送達的各衛星導航電文並將之注入飛越其上空的每顆衛星。
  1.3使用者接受系統
  使用者接收系統主要由以無線電感測和計算機技術支撐GPS衛星接收機和GPS資料處理軟體構成。
  GPS衛星接收機的基本結構是天線單元和接收單元兩部分。天線單元的主要作用是:當GPS衛星從地平線上升起時,能捕獲、跟蹤衛星,接收放大GPS訊號。接收單元的主要作用是:記錄GPS訊號並對訊號進行解調和濾波處理,還原出GPS衛星傳送的導航電文,解求訊號在站星間的傳播時間和載波相位差,實時地獲得導航定位資料或採用測後處理的方式,獲得定位、測速、定時等資料。GPS資料處理軟體是GPS使用者系統的重要部分,其主要功能是對GPS接收機獲取的衛星測量記錄資料進行“粗加工”、“預處理”,並對處理結果進行平差計算、座標轉換及分析綜合處理。解得測站的三維座標,測體的座標、運動速度、方向及精確時刻。
  
  2 GPS排程系統的組成
  
  完整的GPS排程系統應該包括以下幾部分:
  監控中心、移動監控席、移動智慧終端、無線通訊網路,這是一套能夠生成路徑資訊,時間表和其他後勤應用的多用途工具,它能把人員排程,交通工具,線路組合,車隊編組等大量單調、複雜的資料轉成直觀、視覺化的圖形資料,使排程系統的工作更有效.
  2.1監控中心