一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及長輸氣管道分布式監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，在長輸氣管道分布式監(jiān)測技術領域使用的授時系統(tǒng)，多為GPS授時系統(tǒng)，GPS授時系統(tǒng)的主要目的是用以校準時間。
[0003]GPS授時系統(tǒng)是針對自動化系統(tǒng)中的計算機、控制系統(tǒng)等進行校時的高科技產(chǎn)品，GPS授時產(chǎn)品從GPS衛(wèi)星上獲取標準的時間信號，將這些信息通過各種接口類型來傳輸給自動化系統(tǒng)中需要時間信息的設備(計算機、保護系統(tǒng)、故障錄波器、事件順序記錄系統(tǒng)、安全自動系統(tǒng)等等)，這樣就可以達到整個系統(tǒng)的時間同步。
[0004]但是，這種GPS授時的方案極大的受限于天氣，地球磁場等外部條件影響，會造成一時授時錯亂或無法授時，做不到實時授時。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服依靠GPS授時易受天氣、地球磁場等因素影響，本實用新型提供了一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，它基于GPS授時和慣性授時進行改進。該授時系統(tǒng)不僅最大限度解決了 GPS授時易受天氣、地球磁場的影響，而且授時精度符合長輸氣管道安全監(jiān)測系統(tǒng)的需求。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，包括:GPS天線、GPS接收機、中央處理器和高精度溫補型晶體振蕩器；其中，所述GPS天線和所述GPS接收機連接，所述GPS天線將衛(wèi)星信號的電磁波能轉換為對應的電流，并傳輸給所述GPS接收機；所述GPS接收機和所述中央處理器連接，所述GPS接收機將接收到的至少4顆衛(wèi)星的電流傳送給所述中央處理器，并通過所述中央處理器分析運算來獲得GPS時間，進而進行GPS授時；所述中央處理器和所述高精度溫補型晶體振蕩器連接，當所述GPS授時收到外界影響時，所述高精度溫補型晶體振蕩器連接產(chǎn)生基準時鐘信號并傳輸給所述中央處理器，所述中央處理器通過預分頻處理產(chǎn)生時鐘信號進行慣性授時。
[0007]優(yōu)選的，所述GPS接收機的發(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]通過本實用新型的一個或者多個技術方案，本實用新型具有以下有益效果或者優(yōu)占.V W、.
[0011]本實用新型提供了一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時加入GPS授時系統(tǒng)(由GPS天線、GPS接收機、中央處理器構成)和高精度時鐘系統(tǒng)(由中央處理器和高精度溫補型晶體振蕩器構成)。用高精度時鐘系統(tǒng)彌補GPS授時系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時任務。當GPS系統(tǒng)正常工作時，用GPS系統(tǒng)進行授時，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場影響造成授時錯亂或無法授時時，用高精度時鐘作慣性授時，保證了長輸氣管道分布式監(jiān)測在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時統(tǒng)任務。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型實施例提供的一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)的模塊不意圖；
[0013]圖2為本實用新型實施例提供的一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)工作流程圖；
[0014]圖3為本實用新型實施例提供的一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)的電路連接示意圖。
[0015]附圖標記說明:GPS天線1、GPS接收機2、中央處理器3、高精度溫補型晶體振蕩器4、外圍匹配電路5。
【具體實施方式】
[0016]本實用新型提供了一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時加入GPS授時系統(tǒng)(由GPS天線1、GPS接收機2、中央處理器3構成)和高精度時鐘系統(tǒng)(由中央處理器3和高精度溫補型晶體振蕩器4構成)。用高精度時鐘系統(tǒng)彌補GPS授時系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時任務。當GPS系統(tǒng)正常工作時，用GPS系統(tǒng)進行授時，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場影響造成授時錯亂或無法授時時，用高精度時鐘作慣性授時，保證了長輸氣管道分布式監(jiān)測在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時統(tǒng)任務。
[0017]為了使本實用新型所屬技術領域中的技術人員更清楚地理解本實用新型，下面結合附圖，通過具體實施例對本實用新型技術方案作詳細描述。
[0018]參見圖1，本實用新型實施例提供的一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，包括:GPS天線1、GPS接收機2、中央處理器3、高精度溫補型晶體振蕩器4、外圍匹配電路5。
[0019]下面介紹該系統(tǒng)的實施原理:
[0020]所述GPS天線I和所述GPS接收機2連接，所述GPS天線I將衛(wèi)星信號的電磁波能轉換為對應的電流，并傳輸給所述GPS接收機2 ;所述GPS接收機2和所述中央處理器3連接，所述GPS接收機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，并通過所述中央處理器3分析運算來獲得GPS時間，進而進行GPS授時；所述中央處理器3和所述高精度溫補型晶體振蕩器4連接，當所述GPS授時收到外界影響時，所述高精度溫補型晶體振蕩器4連接產(chǎn)生基準時鐘信號并傳輸給所述中央處理器3，所述中央處理器3通過預分頻處理產(chǎn)生時鐘信號進行慣性授時。
[0021]首先，將GPS天線I安裝在室外空曠無遮擋位置，以便更好地接收天空GPS信號，GPS天線I的作用是將衛(wèi)星信號極微弱的電磁波能轉化為相應的電流。GPS天線I的信號線與GPS接收機2相連，GPS接收機2與中央處理器3的串口相連接。GPS接收機2必須接受到至少4顆導航星的信號，計算出自己所在的三維位置，然后接收I顆衛(wèi)星信號，就能準確授時。
[0022]本實用新型的系統(tǒng)還采用高精度溫補型晶體振蕩器4，該晶體振蕩器與外部匹配電路共同工作，產(chǎn)生穩(wěn)定的基準時鐘信號，在GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場影響造成授時錯亂或無法授時的情況下，可以通過高精度溫補型晶體振蕩器4和外圍匹配電路5進行慣性授時。
[0023]本系統(tǒng)工作流程圖如圖2所示:
[0024]SI，利用GS初始授時。
[0025]S2，判斷 GPS 狀態(tài)。
[0026]若0K，即代表GPS狀態(tài)良好，轉入S3:使用GPS授時。
[0027]若NO，即代表GPS受到干擾，轉入S4:使用時鐘授時。
[0028]綜上所述，在系統(tǒng)上電工作時，首先進行GPS初始授時，如果GPS正常，則繼續(xù)GPS授時，如果GPS狀態(tài)不正常則進行時鐘授時(即:慣性授時)。
[0029]下面請參看圖3，是本實用新型中的慣性授時系統(tǒng)的連接示意圖。
[0030]GPS接收機2與中央處理器3通過串口進行GPS數(shù)據(jù)通信，GPS接收機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通過解析GPS發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，確定GPS狀態(tài)，并獲取GPS時間。GPS接收機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，進行GPS時間數(shù)據(jù)解析。GPS授時的時候，必須接受到至少4顆導航星的信號，計算出自己所在的三維位置，然后接收I顆衛(wèi)星信號，就能準確授時。但在地球磁爆或者天氣條件惡劣的條件時，GPS信號會不正常，這時就需要用高精度的時鐘進行授時。
[0031]高精度時鐘由高精度溫補型晶體振蕩器4和中央處理器3組成。高精度溫補有源晶振的OUT引腳與中央處理器3的XTALl相連，為其提供基準頻率。中央處理器3首先通過內(nèi)部預分頻處理，產(chǎn)生高精確的時鐘信號，在GPS狀態(tài)不正常的情況下完成授時任務。
[0032]通過本實用新型的一個或者多個技術方案，本實用新型具有以下有益效果或者優(yōu)占.V.
[0033]本實用新型提供了一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時加入GPS授時系統(tǒng)(由GPS天線、GPS接收機、中央處理器構成)和高精度時鐘系統(tǒng)(由中央處理器和高精度溫補型晶體振蕩器構成)。用高精度時鐘系統(tǒng)彌補GPS授時系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時任務。當GPS系統(tǒng)正常工作時，用GPS系統(tǒng)進行授時，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場影響造成授時錯亂或無法授時時，用高精度時鐘作慣性授時，保證了長輸氣管道分布式監(jiān)測在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時統(tǒng)任務。
[0034]盡管已描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，但本領域內(nèi)的普通技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本實用新型范圍的所有變更和修改。
[0035]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權項】
1.一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，其特征在于，包括:GPS天線、GPS接收機、中央處理器和高精度溫補型晶體振蕩器； 其中，所述GPS天線和所述GPS接收機連接，所述GPS天線將衛(wèi)星信號的電磁波能轉換為對應的電流，并傳輸給所述GPS接收機； 所述GPS接收機和所述中央處理器連接，所述GPS接收機將接收到的至少4顆衛(wèi)星的電流傳送給所述中央處理器，并通過所述中央處理器分析運算來獲得GPS時間，進而進行GPS授時； 所述中央處理器和所述高精度溫補型晶體振蕩器連接，當所述GPS授時收到外界影響時，所述高精度溫補型晶體振蕩器連接產(chǎn)生基準時鐘信號并傳輸給所述中央處理器，所述中央處理器通過預分頻處理產(chǎn)生時鐘信號進行慣性授時。2.如權利要求1所述的慣性授時系統(tǒng)，其特征在于， 所述GPS接收機的發(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接收機的端口 P與所述中央處理器的INT4端口連接。3.如權利要求1所述的慣性授時系統(tǒng)，其特征在于， 所述高精度溫補型晶體振蕩器的OUT引腳和所述中央處理器的XTALl連接。4.如權利要求1所述的慣性授時系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 外圍匹配電路。
【專利摘要】本實用新型公開了一種長輸氣管道分布式監(jiān)測慣性授時系統(tǒng)，在系統(tǒng)中同時加入GPS授時系統(tǒng)(由GPS天線、GPS接收機、中央處理器構成)和高精度時鐘系統(tǒng)(由中央處理器和高精度溫補型晶體振蕩器構成)。用高精度時鐘系統(tǒng)彌補GPS授時系統(tǒng)在不正常工作情況下的授時任務。當GPS系統(tǒng)正常工作時，用GPS系統(tǒng)進行授時，如果GPS系統(tǒng)受天氣、地球磁場影響造成授時錯亂或無法授時，用高精度時鐘作慣性授時，保證了長輸氣管道分布式監(jiān)測在任何外界干擾情況下能完成不間斷的高精度時統(tǒng)任務。
【IPC分類】G04R20/02
【公開號】CN204945644
【申請?zhí)枴緾N201520646870
【發(fā)明人】閔希華, 趙敏, 伍奕, 肖連, 楊永和, 饒心, 田野, 幕進良, 江玉友, 林小飛, 李坤, 邱姝娟, 馮偉, 王曉航, 許光達, 胡春平, 劉風明, 孫冰冰, 楊濤
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月25日