一種基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油天然氣煤氣管道輸送領(lǐng)域的管道內(nèi)檢測(cè)地面標(biāo)記的系統(tǒng)和方法，具體涉及一種基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)石油天然氣煤氣輸送管道存在的幾何形狀異樣、金屬損失和各種裂紋等缺陷。為了獲得管道缺陷在管道中的位置，管道內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)采用在內(nèi)檢測(cè)器上安裝里程輪內(nèi)定位和在地面上設(shè)置地面標(biāo)記器實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的精確定位。目前實(shí)際應(yīng)用的地面標(biāo)記器常用高穩(wěn)定度時(shí)鐘源同步法以保證地面標(biāo)記器的時(shí)間與內(nèi)檢測(cè)器的時(shí)間保持一致，這一方法本身受晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度影響會(huì)使標(biāo)記出現(xiàn)較大誤差。另一方面，地面標(biāo)記器在使用前要人工一個(gè)一個(gè)做上標(biāo)記編號(hào)，在檢測(cè)發(fā)球時(shí)在內(nèi)檢測(cè)器送入管道之前要將其起始時(shí)間與地面標(biāo)記器的起始時(shí)間一一同步，要人工一一記錄地面標(biāo)記器與管線(xiàn)測(cè)試粧粧號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在收球后還要一一導(dǎo)入地面標(biāo)記器的過(guò)球時(shí)間記錄，數(shù)百臺(tái)地面標(biāo)記器重復(fù)勞動(dòng)導(dǎo)致人工操作量過(guò)大，漏記誤判信息多，效率低下。
[0003]目前石油天然氣煤氣輸送管道已安裝固定的管線(xiàn)測(cè)試粧在GIS地理信息系統(tǒng)中已有準(zhǔn)確地址坐標(biāo)。
[0004]北斗(Beidou或BD)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅提供定位導(dǎo)航功能，授時(shí)功能，還具有獨(dú)特的傳送短報(bào)文的通信功能，可以在系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域內(nèi)進(jìn)行雙向短報(bào)文通信，這是其他衛(wèi)星系統(tǒng)如GPS衛(wèi)星系統(tǒng)所沒(méi)有的中國(guó)特色功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)及方法，主要主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問(wèn)題，該系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)自組織、自配置、自維護(hù)等特點(diǎn)，可以準(zhǔn)確測(cè)量記錄實(shí)時(shí)上報(bào)內(nèi)檢測(cè)器經(jīng)過(guò)地面標(biāo)記器正下方的時(shí)間以實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的精確定位，有效的提高了對(duì)地面標(biāo)記系統(tǒng)信息采集檢測(cè)以及數(shù)據(jù)處理的快速性、有效性和靈活性，避免了人工失誤發(fā)生，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于:它包括在輸送管道上已安裝固定的管線(xiàn)測(cè)試粧旁的若干北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)，北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)一臺(tái)，至少一臺(tái)北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī);所述基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)之間通過(guò)北斗衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸連接，所述北斗衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)包括用戶(hù)終端機(jī)側(cè)和系統(tǒng)指揮機(jī)側(cè)，所述用戶(hù)終端機(jī)側(cè)包括所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)、北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)，系統(tǒng)指揮機(jī)側(cè)包括所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)，北斗衛(wèi)星用戶(hù)機(jī)和系統(tǒng)指揮機(jī)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸與北斗衛(wèi)星進(jìn)行雙向通信。
[0008]所述的基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于:所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)包括北斗衛(wèi)星天線(xiàn)、北斗定位模塊、北斗秒脈沖信號(hào)模塊、北斗短報(bào)文模塊、北斗SD卡、微程序控制器、探測(cè)傳感器及信號(hào)處理模塊、TXCO系統(tǒng)時(shí)鐘模塊、顯示和鍵盤(pán)單元、接口單元、電池電源單元，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)都具有唯一的身份標(biāo)識(shí)。
[0009]所述的基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于:所述北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)是包括北斗衛(wèi)星天線(xiàn)、北斗定位模塊、北斗秒脈沖信號(hào)模塊、北斗短報(bào)文模塊、北斗SD卡、微程序控制器等模塊的移動(dòng)通訊終端，所述北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)都具有唯一的身份標(biāo)識(shí)。
[0010]所述的基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)，其特征在于:所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)是包括北斗衛(wèi)星天線(xiàn)、北斗定位模塊、北斗秒脈沖信號(hào)模塊、北斗短報(bào)文模塊、北斗SD卡、微程序控制器等模塊的移動(dòng)通訊終端，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)具有唯一的身份標(biāo)識(shí)，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)安裝有包含管線(xiàn)測(cè)試粧準(zhǔn)確地址坐標(biāo)的GIS地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)。
[0011]一種基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記方法，其特征在于，它采用如上所述的基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng);它包括如下步驟:
[0012](I)北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)安置在管線(xiàn)測(cè)試粧旁，通過(guò)北斗自動(dòng)尋星定位，將定位信息通過(guò)北斗送至北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)；
[0013](2)北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)自動(dòng)配置北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)與管線(xiàn)測(cè)試粧一一對(duì)應(yīng)，自動(dòng)校正各個(gè)北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)的準(zhǔn)確位置，將準(zhǔn)確位置通過(guò)北斗送至北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)；
[0014](3)具有準(zhǔn)確位置的北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)利用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的秒脈沖信號(hào)，結(jié)合TXCO系統(tǒng)時(shí)鐘模塊校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)鐘偏差，所有北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)統(tǒng)一為北斗精確時(shí)間；
[0015](4)北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)和北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)也統(tǒng)一為北斗精確時(shí)間，保證地面標(biāo)記系統(tǒng)按北斗時(shí)準(zhǔn)確一致，避免了晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度的影響；
[0016](5)北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)進(jìn)入發(fā)球筒前通過(guò)北斗發(fā)送啟動(dòng)短信給北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)，記錄發(fā)球時(shí)間；
[0017](6)北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)按距發(fā)球筒位置從近到遠(yuǎn)順序依次設(shè)為AGMn，AGMn+1 (η = I)，北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)通過(guò)北斗發(fā)送啟動(dòng)短信給AGMn，AGMn+l (η =I);
[0018](7)AGMn，AGMn+l(n=l)收到短信后啟動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，AGMn檢測(cè)到內(nèi)檢測(cè)器信號(hào)后記錄過(guò)球時(shí)間，通過(guò)北斗發(fā)送給北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)，同時(shí)向AGMn+Ι發(fā)送北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)即將到達(dá)短信，隨后進(jìn)入休眠模式，節(jié)省電力，以此類(lèi)推，直到全部管線(xiàn)檢測(cè)完畢，北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)從收球筒出來(lái)；
[0019](8)北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)從AGMn運(yùn)行到AGMn+Ι超過(guò)設(shè)定運(yùn)行時(shí)間，北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)沒(méi)有收到AGMn發(fā)送的記錄過(guò)球時(shí)間信息，地面標(biāo)記系統(tǒng)發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，方便檢查卡球位置信息；
[0020](9)北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)一下線(xiàn)，北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)已有完整的北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)發(fā)送的過(guò)球時(shí)間記錄，完整的北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)運(yùn)行軌跡，結(jié)合北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)的缺陷記錄，可以準(zhǔn)確確定管道缺陷所在點(diǎn)的位置，減少最終管道缺陷的定位誤差，節(jié)省人工成本，提高檢測(cè)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明提供的北斗衛(wèi)星傳輸?shù)孛鏄?biāo)記系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
[0022]圖2為本發(fā)明提供的北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]圖中:1-北斗衛(wèi)星；2-管線(xiàn)測(cè)試粧;3-北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī);4-北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī);5-北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī);6-北斗衛(wèi)星天線(xiàn)；7-北斗定位模塊；8-北斗秒脈沖信號(hào)模塊;9-北斗短報(bào)文模塊;10-北斗SD卡；11-微程序控制器;12-探測(cè)傳感器及信號(hào)處理模塊；13-TXC0系統(tǒng)時(shí)鐘模塊；14-顯示和鍵盤(pán)單元；15-接口單元；16-電池電源單元。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0025]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)，包括在輸送管道上已安裝固定的管線(xiàn)測(cè)試粧2旁的北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)3，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)3可以達(dá)數(shù)百臺(tái)，北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)4一臺(tái)，至少一臺(tái)北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)5。所述基于北斗衛(wèi)星的地面標(biāo)記系統(tǒng)之間通過(guò)北斗衛(wèi)星I傳輸系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)傳輸連接，所述北斗衛(wèi)星I傳輸系統(tǒng)包括用戶(hù)終端機(jī)側(cè)和系統(tǒng)指揮機(jī)側(cè)，所述用戶(hù)終端機(jī)側(cè)包括所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)3、北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)5，系統(tǒng)指揮機(jī)側(cè)包括所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)4，北斗衛(wèi)星用戶(hù)機(jī)和系統(tǒng)指揮機(jī)通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸與北斗衛(wèi)星進(jìn)行雙向通信。
[0026]進(jìn)一步，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)3包括北斗衛(wèi)星天線(xiàn)6、北斗定位模塊
7、北斗秒脈沖信號(hào)模塊8、北斗短報(bào)文模塊9、北斗SD卡10、微程序控制器11、探測(cè)傳感器及信號(hào)處理模塊12、TXC0系統(tǒng)時(shí)鐘模塊13、顯示和鍵盤(pán)單元14、與其它設(shè)備連接的接口單元15、電池電源單元16，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記用戶(hù)終端機(jī)3都具有唯一的身份標(biāo)識(shí)。
[0027]進(jìn)一步，所述北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)是包括北斗衛(wèi)星天線(xiàn)6、北斗定位模塊7、北斗秒脈沖信號(hào)模塊8、北斗短報(bào)文模塊9、北斗SD卡10、微程序控制器11等模塊的移動(dòng)通訊終端，所述北斗衛(wèi)星內(nèi)檢測(cè)用戶(hù)終端機(jī)5都具有唯一的身份標(biāo)識(shí)。
[0028]進(jìn)一步，所述北斗衛(wèi)星地面標(biāo)記系統(tǒng)指揮機(jī)4是包括北