北斗衛(wèi)星導航在天然氣管網應急通信中的運用

任海波 陜西省天然氣股份有限公司

1 北斗衛(wèi)星導航應急通信系統(tǒng)的概述

1.1 概述北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自行研發(fā)的導航系統(tǒng)，并且獲得國際上的認可。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基礎是“三個球交會”原理，以衛(wèi)星交叉的區(qū)域為中心，工作衛(wèi)星到測定目標距離為半徑，從而劃分為兩個球面，用戶終端要始終處于其弧面當中。而北斗中心站電子高程地圖庫的中心就是地心，半徑就是地心到地表的距離，形成了不規(guī)則的球面，計算出地表和圓弧線的焦點，再加上確定了目標物處于赤道北邊，就可以將目標的三維坐標計算出來。北斗系統(tǒng)的建設實踐，實現(xiàn)了在區(qū)域快速形成服務能力、逐步擴展為全球服務的發(fā)展路徑，豐富了世界衛(wèi)星導航事業(yè)的發(fā)展模式。一是北斗系統(tǒng)空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座，與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區(qū)性能特點更為明顯。二是北斗系統(tǒng)提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。三是北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導航與通信能力，具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。

1.2 主要功能

目前，正在運行的北斗二號系統(tǒng)發(fā)播B1I和B2I公開服務信號，免費向亞太地區(qū)提供公開服務。服務區(qū)為南北緯55度、東經55度到180度區(qū)域，定位精度優(yōu)于10米，測速精度優(yōu)于0.2米/秒，授時精度優(yōu)于50納秒。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的服務方式包括開放服務和授權服務，開放服務主要是針對廣大居民和非商用，實施免費的定位和測速，可以縮小距離精度，也幾乎不會產生測速誤差。授權服務主要負責提供加密式單位定位和目標物理運動速度快慢測試等。這兩種服務方式的主要功能是不會發(fā)生變化的，具有快速定位功能，北斗衛(wèi)星以一定原理為基礎，對于目標位置給予精確的計算，可以在最短時間當中鎖定三維坐標，使廣大使用者可以獲得快速、高效的定位服務；還具有精密授時功能，主要就是利用雙向時差傳遞和廣播授時；利用短報文通信功能可以準確的計算出目標位置，并且可以將目標的實時位置準確的傳送出去。

2 北斗衛(wèi)星導航應急通信運用領域

2.1 使用現(xiàn)狀

我國近些年不斷發(fā)展應急通信技術，當前我國建設了多級應急指揮中心，結合每個指揮網點，建立信息傳輸網絡。北斗衛(wèi)星導航技術和緊急通訊，在航海和陸路交通以及救援營救等領域的應急通行方面發(fā)揮著十分重要的作用。

2.2 航海和氣象領域的應用

在航海等活動當中，利用被動系統(tǒng)實施遠程監(jiān)控，可以提高我國海軍裝備遠程監(jiān)控的準確度和及時性，利用北斗系統(tǒng)建設的氣象監(jiān)測站，可以實現(xiàn)實時短報文通信功能，其頻率調節(jié)非常方便，可以有效的抵抗各種噪聲和輻射，并且可以輕易采集各種大氣數據，可以準確、快速的傳輸數據，降低預報誤差。

2.3 在鐵路和自然災害領域

我國鐵路技術比較發(fā)達，列車時速也不斷獲得提升，鐵路應急救援技術條件要求更高。利用北斗系統(tǒng)的實時短報文通信功能和地面實時監(jiān)控功能，可以準確獲取事故位置，確定當地天氣和路面等方面的情況，并且可以在最短的速度傳送到鐵路安全指揮中心。在救援過程中，可以實施傳達救援車輛和物資運行狀態(tài)，這樣可以更好的組織指揮和救援活動。

3 北斗衛(wèi)星導航在天然氣管網應急通信的運用

3.1 天然氣長輸管網應急通信特點

天然氣長輸管網分布于野外，存在通信覆蓋不到或因人為因原破壞和自然災害影響而無法通信的情況下，在調度控制中心故障或發(fā)生戰(zhàn)爭、自然災害等情況下，北斗衛(wèi)星導航應急通信上課以保障后備控制中心接管全線SCADA系統(tǒng)監(jiān)控。各站實施遠距離的數據采集、監(jiān)視控制、安全保護和統(tǒng)一調度管理。

3.2 應急通信技術實現(xiàn)方案

北斗衛(wèi)星導航應急通信，主要是利用RS232串口發(fā)送信息，再利用發(fā)射機傳送到地面控制系統(tǒng)當中，通過這種通信模塊可以準確的檢測目標位置、速度等數據，如果遇到了緊急情況，地面指揮中心可以在最短的時間當中獲得事故數據，建立基于北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)鏈路的應急指揮通信網，結合北斗系統(tǒng)定位功能，可實現(xiàn)指揮中心對突發(fā)事件的位置監(jiān)控、通信播發(fā)、指揮調度等功能，順利保障天然氣長輸管道控制系統(tǒng)。

4 結束語

在應急救援系統(tǒng)下，北斗衛(wèi)星導航應急通信系統(tǒng)在當今我國各個領域都發(fā)揮著非常重要的作用，并且具備巨大的發(fā)展空間，如果遇到突發(fā)事件，可以利用北斗衛(wèi)星導航應急通信系統(tǒng)強大的功能，提供有效的應急通信技術支持，避免遭受巨大的經濟損失。

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