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GPS技术在原油长输管道中的应用

  摘要:介绍了GPS全球定位系统的原理,在原油长输管道反打孔盗油中要解决的问题,当发生打孔盗油时如何尽快确定盗油点,就近调动巡线车辆赶赴现场,抓捕犯罪分子,减少经济损失。
  关键词:GPS;原油长输管道;打孔盗油;巡线
  
  1全球定位系统GPS简介
  
  全球卫星定位系统GPS是美军70年代初在“子午仪卫星导航定位”技术上发展而起的具有全球性、全能性(陆地、海洋、航空与航天)、全天候性优势的导航定位、定时、测速系统。GPS由三大子系统构成:空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。
  1.1空间卫星系统
  GPS的空间星座部分由24颗均匀分布在6个轨道平面内的卫星组成。各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55o,轨道平面间距60o。在每一轨道平面内,各卫星升交角距差90o,任一轨道上的卫星比西边相邻轨道上的相应卫星超前30o。事实上,空间卫星系统的卫星数量要超过24颗,以便及时更换老化或损坏的卫星,保障系统正常工作。该卫星系统能够保证在地球的任一地点向使用者提供4颗以上可视卫星。
  空间系统的每颗卫星每12小时(恒星时)沿近圆形轨道绕地球一周,由星载高精度原子钟控制无线电发射机在“低噪音窗口”附近发射L1、L2两种载波,向全球的用户接收系统连续地播发GPS导航信号。GPS工作卫星组网保障全球任一时刻、任一地点都可对4颗以上的卫星进行观测(最多可达11颗),实现连续、实时地导航和定位。
  1.2地面监控系统
  地面监控系统由均匀分布在美国本土和三大洋的美军基地上的5个监测站、一个主控站和三个注入站构成。该系统的功能是:对空间卫星系统进行监测、控制,并向每颗卫星注入更新的导航电文。
  地面监控系统由监测站主控站和注入站组成。
  监测站用GPS接收系统测量每颗卫星的伪距和距离差,采集气象数据,并将观测数据传送给主控点。5个监控站均为无人守值的数据采集中心。
  主控站接收各监测站的GPS卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据。根据上述各类数据,完成以下几项工作:
 。1)及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站。
 。2)控制和协调监测站间、注入站间的工作,检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了GPS用户系统。
 。3)诊断卫星工作状态,改变偏离轨道的卫星位置及姿态,调整备用卫星取代失效卫星。注入站接受主控站送达的各卫星导航电文并将之注入飞越其上空的每颗卫星。
  1.3用户接受系统
  用户接收系统主要由以无线电传感和计算机技术支撑GPS卫星接收机和GPS数据处理软件构成。
  GPS卫星接收机的基本结构是天线单元和接收单元两部分。天线单元的主要作用是:当GPS卫星从地平线上升起时,能捕获、跟踪卫星,接收放大GPS信号。接收单元的主要作用是:记录GPS信号并对信号进行解调和滤波处理,还原出GPS卫星发送的导航电文,解求信号在站星间的传播时间和载波相位差,实时地获得导航定位数据或采用测后处理的方式,获得定位、测速、定时等数据。GPS数据处理软件是GPS用户系统的重要部分,其主要功能是对GPS接收机获取的卫星测量记录数据进行“粗加工”、“预处理”,并对处理结果进行平差计算、坐标转换及分析综合处理。解得测站的三维坐标,测体的坐标、运动速度、方向及精确时刻。
  
  2 GPS调度系统的组成
  
  完整的GPS调度系统应该包括以下几部分:
  监控中心、移动监控席、移动智能终端、无线通讯网络,这是一套能够生成路径信息,时间表和其他后勤应用的多用途工具,它能把人员调度,交通工具,线路组合,车队编组等大量单调、复杂的数据转成直观、可视化的图形数据,使调度系统的工作更有效.
  2.1监控中心

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