一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域使用的授時(shí)系統(tǒng)，多為GPS授時(shí)系統(tǒng)，GPS授時(shí)系統(tǒng)的主要目的是用以校準(zhǔn)時(shí)間。
[0003]GPS授時(shí)系統(tǒng)是針對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)、控制系統(tǒng)等進(jìn)行校時(shí)的高科技產(chǎn)品，GPS授時(shí)產(chǎn)品從GPS衛(wèi)星上獲取標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)，將這些信息通過(guò)各種接口類型來(lái)傳輸給自動(dòng)化系統(tǒng)中需要時(shí)間信息的設(shè)備(計(jì)算機(jī)、保護(hù)系統(tǒng)、故障錄波器、事件順序記錄系統(tǒng)、安全自動(dòng)系統(tǒng)等等)，這樣就可以達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間同步。
[0004]但是，這種GPS授時(shí)的方案極大的受限于天氣，地球磁場(chǎng)等外部條件影響，會(huì)造成一時(shí)授時(shí)錯(cuò)亂或無(wú)法授時(shí)，做不到實(shí)時(shí)授時(shí)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服依靠GPS授時(shí)易受天氣、地球磁場(chǎng)等因素影響，本實(shí)用新型提供了一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，它基于GPS授時(shí)和慣性授時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。該授時(shí)系統(tǒng)不僅最大限度解決了 GPS授時(shí)易受天氣、地球磁場(chǎng)的影響，而且授時(shí)精度符合長(zhǎng)輸氣管道安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，包括:GPS天線、GPS接收機(jī)、中央處理器和高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器；其中，所述GPS天線和所述GPS接收機(jī)連接，所述GPS天線將衛(wèi)星信號(hào)的電磁波能轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流，并傳輸給所述GPS接收機(jī)；所述GPS接收機(jī)和所述中央處理器連接，所述GPS接收機(jī)將接收到的至少4顆衛(wèi)星的電流傳送給所述中央處理器，并通過(guò)所述中央處理器分析運(yùn)算來(lái)獲得GPS時(shí)間，進(jìn)而進(jìn)行GPS授時(shí)；所述中央處理器和所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器連接，當(dāng)所述GPS授時(shí)收到外界影響時(shí)，所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器連接產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)并傳輸給所述中央處理器，所述中央處理器通過(guò)預(yù)分頻處理產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行慣性授時(shí)。
[0007]優(yōu)選的，所述GPS接收機(jī)的發(fā)送端口 T與所述中央處理器的串口接收接口 RXDO連接，通信波特率為4800b/s ;所述GPS接收機(jī)的端口 P與所述中央處理器的INT4端口連接。
[0008]優(yōu)選的，所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器的OUT引腳和所述中央處理器的XTALl連接。
[0009]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括:外圍匹配電路。
[0010]通過(guò)本實(shí)用新型的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果或者優(yōu)占.V W、.
[0011]本實(shí)用新型提供了一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時(shí)加入GPS授時(shí)系統(tǒng)(由GPS天線、GPS接收機(jī)、中央處理器構(gòu)成)和高精度時(shí)鐘系統(tǒng)(由中央處理器和高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器構(gòu)成)。用高精度時(shí)鐘系統(tǒng)彌補(bǔ)GPS授時(shí)系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時(shí)任務(wù)。當(dāng)GPS系統(tǒng)正常工作時(shí)，用GPS系統(tǒng)進(jìn)行授時(shí)，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場(chǎng)影響造成授時(shí)錯(cuò)亂或無(wú)法授時(shí)時(shí)，用高精度時(shí)鐘作慣性授時(shí)，保證了長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時(shí)統(tǒng)任務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)的模塊不意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)工作流程圖；
[0014]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)的電路連接示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記說(shuō)明:GPS天線1、GPS接收機(jī)2、中央處理器3、高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4、外圍匹配電路5。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型提供了一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時(shí)加入GPS授時(shí)系統(tǒng)(由GPS天線1、GPS接收機(jī)2、中央處理器3構(gòu)成)和高精度時(shí)鐘系統(tǒng)(由中央處理器3和高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4構(gòu)成)。用高精度時(shí)鐘系統(tǒng)彌補(bǔ)GPS授時(shí)系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時(shí)任務(wù)。當(dāng)GPS系統(tǒng)正常工作時(shí)，用GPS系統(tǒng)進(jìn)行授時(shí)，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場(chǎng)影響造成授時(shí)錯(cuò)亂或無(wú)法授時(shí)時(shí)，用高精度時(shí)鐘作慣性授時(shí)，保證了長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時(shí)統(tǒng)任務(wù)。
[0017]為了使本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作詳細(xì)描述。
[0018]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，包括:GPS天線1、GPS接收機(jī)2、中央處理器3、高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4、外圍匹配電路5。
[0019]下面介紹該系統(tǒng)的實(shí)施原理:
[0020]所述GPS天線I和所述GPS接收機(jī)2連接，所述GPS天線I將衛(wèi)星信號(hào)的電磁波能轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流，并傳輸給所述GPS接收機(jī)2 ;所述GPS接收機(jī)2和所述中央處理器3連接，所述GPS接收機(jī)2將接收到的至少4顆衛(wèi)星的電流傳送給所述中央處理器3，并通過(guò)所述中央處理器3分析運(yùn)算來(lái)獲得GPS時(shí)間，進(jìn)而進(jìn)行GPS授時(shí)；所述中央處理器3和所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4連接，當(dāng)所述GPS授時(shí)收到外界影響時(shí)，所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4連接產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)并傳輸給所述中央處理器3，所述中央處理器3通過(guò)預(yù)分頻處理產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行慣性授時(shí)。
[0021]首先，將GPS天線I安裝在室外空曠無(wú)遮擋位置，以便更好地接收天空GPS信號(hào)，GPS天線I的作用是將衛(wèi)星信號(hào)極微弱的電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流。GPS天線I的信號(hào)線與GPS接收機(jī)2相連，GPS接收機(jī)2與中央處理器3的串口相連接。GPS接收機(jī)2必須接受到至少4顆導(dǎo)航星的信號(hào)，計(jì)算出自己所在的三維位置，然后接收I顆衛(wèi)星信號(hào)，就能準(zhǔn)確授時(shí)。
[0022]本實(shí)用新型的系統(tǒng)還采用高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4，該晶體振蕩器與外部匹配電路共同工作，產(chǎn)生穩(wěn)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，在GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場(chǎng)影響造成授時(shí)錯(cuò)亂或無(wú)法授時(shí)的情況下，可以通過(guò)高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4和外圍匹配電路5進(jìn)行慣性授時(shí)。
[0023]本系統(tǒng)工作流程圖如圖2所示:
[0024]SI，利用GS初始授時(shí)。
[0025]S2，判斷 GPS 狀態(tài)。
[0026]若0K，即代表GPS狀態(tài)良好，轉(zhuǎn)入S3:使用GPS授時(shí)。
[0027]若NO，即代表GPS受到干擾，轉(zhuǎn)入S4:使用時(shí)鐘授時(shí)。
[0028]綜上所述，在系統(tǒng)上電工作時(shí)，首先進(jìn)行GPS初始授時(shí)，如果GPS正常，則繼續(xù)GPS授時(shí)，如果GPS狀態(tài)不正常則進(jìn)行時(shí)鐘授時(shí)(即:慣性授時(shí))。
[0029]下面請(qǐng)參看圖3，是本實(shí)用新型中的慣性授時(shí)系統(tǒng)的連接示意圖。
[0030]GPS接收機(jī)2與中央處理器3通過(guò)串口進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)通信，GPS接收機(jī)2的發(fā)送端口 T與中央處理器3的串口接收端口 RXDO相連。其通信波特率4800b/s，中央處理器3通過(guò)解析GPS發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，確定GPS狀態(tài)，并獲取GPS時(shí)間。GPS接收機(jī)2的端口 P產(chǎn)生秒脈沖(PPM)，其與中央處理器3的INT4端口相連，中央處理器3根據(jù)接收的秒脈沖，進(jìn)行GPS時(shí)間數(shù)據(jù)解析。GPS授時(shí)的時(shí)候，必須接受到至少4顆導(dǎo)航星的信號(hào)，計(jì)算出自己所在的三維位置，然后接收I顆衛(wèi)星信號(hào)，就能準(zhǔn)確授時(shí)。但在地球磁爆或者天氣條件惡劣的條件時(shí)，GPS信號(hào)會(huì)不正常，這時(shí)就需要用高精度的時(shí)鐘進(jìn)行授時(shí)。
[0031]高精度時(shí)鐘由高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器4和中央處理器3組成。高精度溫補(bǔ)有源晶振的OUT引腳與中央處理器3的XTALl相連，為其提供基準(zhǔn)頻率。中央處理器3首先通過(guò)內(nèi)部預(yù)分頻處理，產(chǎn)生高精確的時(shí)鐘信號(hào)，在GPS狀態(tài)不正常的情況下完成授時(shí)任務(wù)。
[0032]通過(guò)本實(shí)用新型的一個(gè)或者多個(gè)技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果或者優(yōu)占.V.
[0033]本實(shí)用新型提供了一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時(shí)加入GPS授時(shí)系統(tǒng)(由GPS天線、GPS接收機(jī)、中央處理器構(gòu)成)和高精度時(shí)鐘系統(tǒng)(由中央處理器和高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器構(gòu)成)。用高精度時(shí)鐘系統(tǒng)彌補(bǔ)GPS授時(shí)系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時(shí)任務(wù)。當(dāng)GPS系統(tǒng)正常工作時(shí)，用GPS系統(tǒng)進(jìn)行授時(shí)，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場(chǎng)影響造成授時(shí)錯(cuò)亂或無(wú)法授時(shí)時(shí)，用高精度時(shí)鐘作慣性授時(shí)，保證了長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時(shí)統(tǒng)任務(wù)。
[0034]盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本實(shí)用新型范圍的所有變更和修改。
[0035]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于，包括:GPS天線、GPS接收機(jī)、中央處理器和高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器； 其中，所述GPS天線和所述GPS接收機(jī)連接，所述GPS天線將衛(wèi)星信號(hào)的電磁波能轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電流，并傳輸給所述GPS接收機(jī)； 所述GPS接收機(jī)和所述中央處理器連接，所述GPS接收機(jī)將接收到的至少4顆衛(wèi)星的電流傳送給所述中央處理器，并通過(guò)所述中央處理器分析運(yùn)算來(lái)獲得GPS時(shí)間，進(jìn)而進(jìn)行GPS授時(shí)； 所述中央處理器和所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器連接，當(dāng)所述GPS授時(shí)收到外界影響時(shí)，所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器連接產(chǎn)生基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)并傳輸給所述中央處理器，所述中央處理器通過(guò)預(yù)分頻處理產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行慣性授時(shí)。2.如權(quán)利要求1所述的慣性授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于， 所述GPS接收機(jī)的發(fā)送端口 T與所述中央處理器的串口接收接口 RXDO連接，通信波特率為 4800b/s ； 所述GPS接收機(jī)的端口 P與所述中央處理器的INT4端口連接。3.如權(quán)利要求1所述的慣性授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于， 所述高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器的OUT引腳和所述中央處理器的XTALl連接。4.如權(quán)利要求1所述的慣性授時(shí)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 外圍匹配電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)慣性授時(shí)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時(shí)加入GPS授時(shí)系統(tǒng)(由GPS天線、GPS接收機(jī)、中央處理器構(gòu)成)和高精度時(shí)鐘系統(tǒng)(由中央處理器和高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器構(gòu)成)。用高精度時(shí)鐘系統(tǒng)彌補(bǔ)GPS授時(shí)系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時(shí)任務(wù)。當(dāng)GPS系統(tǒng)正常工作時(shí)，用GPS系統(tǒng)進(jìn)行授時(shí)，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場(chǎng)影響造成授時(shí)錯(cuò)亂或無(wú)法授時(shí)，用高精度時(shí)鐘作慣性授時(shí)，保證了長(zhǎng)輸氣管道分布式監(jiān)測(cè)在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時(shí)統(tǒng)任務(wù)。
【IPC分類】G04R20/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204945644
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520646870
【發(fā)明人】閔希華, 趙敏, 伍奕, 肖連, 楊永和, 饒心, 田野, 幕進(jìn)良, 江玉友, 林小飛, 李坤, 邱姝娟, 馮偉, 王曉航, 許光達(dá), 胡春平, 劉風(fēng)明, 孫冰冰, 楊濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月25日