Boom Box遥爆系统中GPS功能的实现方法

2014-05-31张小柱

石油管材与仪器 2014年2期

张小柱

（东方地球物理公司装备服务处长庆作业部宁夏银川）

0 引言

将GPS技术应用到遥爆设备中，通过GPS设备实时采集炮点的位置信息，可以实现对炮点的监控，从而减少错炮、漏炮等人为失误。目前在国内炸药震源激发中，Boom Box遥爆系统是常用的设备之一，早期的硬件配置中没有安装GPS接收设备，为了实现上述功能，需要为该系统增加GPS设备（或模块）。

1 Boom Box遥爆系统GPS现状

该系统虽然没有配置GPS设备，但在面板上安装有GPS按钮和GPS工作状态指示灯，用于GPS数据的采集和状态指示，其应用软件也支持GPS设备的应用。在主机箱体内部只有一块主板，有一定的空间内置GPS设备，这使用户增加GPS设备成为可能。

2 Boom Box GPS功能实现方法

用户根据需要可以选择内置或外置GPS模块，常用的模块输出电平有RS232、TTL及两种兼容格式。Boom Box系统默认的电平是RS232电平，如果GPS模块仅输出TTL电平，则必须先在BoomBox主板上做以下设置[1]：

第一步：从主板插座上拔掉集成块IC8（MAX3232或ADM3202）；

第二步：在取掉后的IC8的插孔上分别把12针和13针、11针和14针短路。

只有完成了以上设置，才能够保证输出为TTL电平的GPS模块与Boom Box正常连接，如果GPS模块输出为RS232电平，则不需要做以上设置。美国GARMINGPS是民用GPS业界第一品牌，具有收星快速、信号稳定、功耗小的特点，所以为Boom Box译码器安装GARMIN15LGPS模块是我们的首选，GARMIN15L模块接口定义见表1[2]。

表1 GARMIN15L模块接口定义

2.1 外置GPS设备（以外置GARMIN15L模块为例）

BoomBox遥爆系统有两种插头：FEMALE 37DSUB插头用作当编码器使用时与仪器系统的连接，PT08E12-10S-SR插头用于译码器的使用。图1是Boom Box译码器PT08E12-10S-SR10芯插头功能定义[1]。

PT08E12-10S-SR10芯插头的E脚用于连接GPS设备，外置GARMIN15L模块时按照图2的方法与PT08E12-10S-SR10芯插头进行连接。

图1 PT08E12-10S-SR插头功能定义

2.2 内置GPS设备（以内置GARMIN15L模块为例）

首先将GARMIN15L模块单独固定在一块电路板上，取出BoomBox译码器主板，把固定好GARMIN模块的小板安装在主板的适当位置进行固定，模块接口各脚分别按图3的对应关系与BoomBox主板的X2、JMP4、J3M1插头连接，这样GARMINGPS模块与Boom Box主板就建立了通讯关系。

图3 内置GARMIN15L模块连线图

然后在译码器外部选择合适的位置打孔安装GPS天线，图4是内部安装好GARMINGPS模块的Boom Box译码器。

图4 安装了GARMINGPS15L模块的译码器

3 GPS功能应用

BoomBox译码器GPS功能的操作比较简单，无论是内置或外置GPS模块，译码器参数不需要修改，通过面板上的GPS按钮进行数据采集，GPS接收状态通过指示灯颜色的变化来反映。采集炮点GPS坐标时，炮手将GPS天线对准炮点位置后按下GPS按钮，首先GPS指示灯红灯常亮4秒后（红灯亮的时间与采集GPS数据速度有关，有时长有时短，初次采集时时间较长）变绿灯，说明接收的GPS数据正常，绿灯常亮表示接收的是差分信息，绿灯闪烁表示不是差分信息；若红灯常亮表明无GPS数据[3]。采集结束后炮点的GPS信息自动保存，放炮时随验证TB、井口数据一同发往仪器。

4 GPS状态监控

在仪器上使用Boom Box系统提供的BBView软件可以监视译码器接收的GPS信息，炮手采集完炮点的GPS坐标后，GPS数据随充电信息一同通过电台发往仪器，此时BBView软件界面上显示GPSacquired（GPS已采集），见图5。

图5 BBView软件显示GPS已采集

图6是点火后BBView软件界面显示的炮点GPS坐标信息：N38°26.9583、E106°19.2727

图6 点火后BBView软件显示的炮点GPS坐标

在完成了BoomBox遥爆系统与GPS设备（或模块）的硬件连接后，该系统具有了完善的炮点定位的功能。在实际的生产中，要根据所配套使用的地震仪器，对仪器参数（基准面类型、投影类型）进行相应的设置及SPS文件的导入。具体设置需要阅读所用仪器的用户手册，本文不作论述。有了GPS的实时监控，仪器操作人员能够及时地发现问题并核实井位坐标，避免质量事故的发生。