北斗卫星导航在天然气管网应急通信中的运用

2018-12-25任海波陕西省天然气股份有限公司

数码世界 2018年4期

任海波陕西省天然气股份有限公司

1 北斗卫星导航应急通信系统的概述

1.1 概述北斗卫星导航系统

北斗卫星导航系统是我国自行研发的导航系统，并且获得国际上的认可。北斗卫星导航系统的基础是“三个球交会”原理，以卫星交叉的区域为中心，工作卫星到测定目标距离为半径，从而划分为两个球面，用户终端要始终处于其弧面当中。而北斗中心站电子高程地图库的中心就是地心，半径就是地心到地表的距离，形成了不规则的球面，计算出地表和圆弧线的焦点，再加上确定了目标物处于赤道北边，就可以将目标的三维坐标计算出来。北斗系统的建设实践，实现了在区域快速形成服务能力、逐步扩展为全球服务的发展路径，丰富了世界卫星导航事业的发展模式。一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。二是北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。三是北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

1.2 主要功能

目前，正在运行的北斗二号系统发播B1I和B2I公开服务信号，免费向亚太地区提供公开服务。服务区为南北纬55度、东经55度到180度区域，定位精度优于10米，测速精度优于0.2米/秒，授时精度优于50纳秒。北斗卫星导航系统的服务方式包括开放服务和授权服务，开放服务主要是针对广大居民和非商用，实施免费的定位和测速，可以缩小距离精度，也几乎不会产生测速误差。授权服务主要负责提供加密式单位定位和目标物理运动速度快慢测试等。这两种服务方式的主要功能是不会发生变化的，具有快速定位功能，北斗卫星以一定原理为基础，对于目标位置给予精确的计算，可以在最短时间当中锁定三维坐标，使广大使用者可以获得快速、高效的定位服务；还具有精密授时功能，主要就是利用双向时差传递和广播授时；利用短报文通信功能可以准确的计算出目标位置，并且可以将目标的实时位置准确的传送出去。

2 北斗卫星导航应急通信运用领域

2.1 使用现状

我国近些年不断发展应急通信技术，当前我国建设了多级应急指挥中心，结合每个指挥网点，建立信息传输网络。北斗卫星导航技术和紧急通讯，在航海和陆路交通以及救援营救等领域的应急通行方面发挥着十分重要的作用。

2.2 航海和气象领域的应用

在航海等活动当中，利用被动系统实施远程监控，可以提高我国海军装备远程监控的准确度和及时性，利用北斗系统建设的气象监测站，可以实现实时短报文通信功能，其频率调节非常方便，可以有效的抵抗各种噪声和辐射，并且可以轻易采集各种大气数据，可以准确、快速的传输数据，降低预报误差。

2.3 在铁路和自然灾害领域

我国铁路技术比较发达，列车时速也不断获得提升，铁路应急救援技术条件要求更高。利用北斗系统的实时短报文通信功能和地面实时监控功能，可以准确获取事故位置，确定当地天气和路面等方面的情况，并且可以在最短的速度传送到铁路安全指挥中心。在救援过程中，可以实施传达救援车辆和物资运行状态，这样可以更好的组织指挥和救援活动。

3 北斗卫星导航在天然气管网应急通信的运用

3.1 天然气长输管网应急通信特点

天然气长输管网分布于野外，存在通信覆盖不到或因人为因原破坏和自然灾害影响而无法通信的情况下，在调度控制中心故障或发生战争、自然灾害等情况下，北斗卫星导航应急通信上课以保障后备控制中心接管全线SCADA系统监控。各站实施远距离的数据采集、监视控制、安全保护和统一调度管理。

3.2 应急通信技术实现方案

北斗卫星导航应急通信，主要是利用RS232串口发送信息，再利用发射机传送到地面控制系统当中，通过这种通信模块可以准确的检测目标位置、速度等数据，如果遇到了紧急情况，地面指挥中心可以在最短的时间当中获得事故数据，建立基于北斗卫星通信系统链路的应急指挥通信网，结合北斗系统定位功能，可实现指挥中心对突发事件的位置监控、通信播发、指挥调度等功能，顺利保障天然气长输管道控制系统。