一種基于北斗衛星的地面標記系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油天然氣煤氣管道輸送領域的管道內檢測地面標記的系統和方法，具體涉及一種基于北斗衛星的地面標記系統及方法。
【背景技術】
[0002]采用管道內檢測技術可以及時發現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，管道內檢測系統采用在內檢測器上安裝里程輪內定位和在地面上設置地面標記器實現對缺陷的精確定位。目前實際應用的地面標記器常用高穩定度時鐘源同步法以保證地面標記器的時間與內檢測器的時間保持一致，這一方法本身受晶體振蕩器的頻率穩定度影響會使標記出現較大誤差。另一方面，地面標記器在使用前要人工一個一個做上標記編號，在檢測發球時在內檢測器送入管道之前要將其起始時間與地面標記器的起始時間一一同步，要人工一一記錄地面標記器與管線測試粧粧號的對應關系，在收球后還要一一導入地面標記器的過球時間記錄，數百臺地面標記器重復勞動導致人工操作量過大，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測試粧在GIS地理信息系統中已有準確地址坐標。
[0004]北斗(Beidou或BD)衛星導航系統是中國獨立開發的全球衛星導航系統。北斗衛星導航系統不僅提供定位導航功能，授時功能，還具有獨特的傳送短報文的通信功能，可以在系統的覆蓋區域內進行雙向短報文通信，這是其他衛星系統如GPS衛星系統所沒有的中國特色功能。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種基于北斗衛星的地面標記系統及方法，主要主要解決上述現有技術所存在的技術問題，該系統具有動態自組織、自配置、自維護等特點，可以準確測量記錄實時上報內檢測器經過地面標記器正下方的時間以實現對缺陷的精確定位，有效的提高了對地面標記系統信息采集檢測以及數據處理的快速性、有效性和靈活性，避免了人工失誤發生，提高了檢測的準確性和效率。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案:
[0007]—種基于北斗衛星的地面標記系統，其特征在于:它包括在輸送管道上已安裝固定的管線測試粧旁的若干北斗衛星地面標記用戶終端機，北斗衛星地面標記系統指揮機一臺，至少一臺北斗衛星內檢測用戶終端機;所述基于北斗衛星的地面標記系統之間通過北斗衛星傳輸系統進行信號傳輸連接，所述北斗衛星傳輸系統包括用戶終端機側和系統指揮機側，所述用戶終端機側包括所述北斗衛星地面標記用戶終端機、北斗衛星內檢測用戶終端機，系統指揮機側包括所述北斗衛星地面標記系統指揮機，北斗衛星用戶機和系統指揮機通過無線傳輸與北斗衛星進行雙向通信。
[0008]所述的基于北斗衛星的地面標記系統，其特征在于:所述北斗衛星地面標記用戶終端機包括北斗衛星天線、北斗定位模塊、北斗秒脈沖信號模塊、北斗短報文模塊、北斗SD卡、微程序控制器、探測傳感器及信號處理模塊、TXCO系統時鐘模塊、顯示和鍵盤單元、接口單元、電池電源單元，所述北斗衛星地面標記用戶終端機都具有唯一的身份標識。
[0009]所述的基于北斗衛星的地面標記系統，其特征在于:所述北斗衛星內檢測用戶終端機是包括北斗衛星天線、北斗定位模塊、北斗秒脈沖信號模塊、北斗短報文模塊、北斗SD卡、微程序控制器等模塊的移動通訊終端，所述北斗衛星內檢測用戶終端機都具有唯一的身份標識。
[0010]所述的基于北斗衛星的地面標記系統，其特征在于:所述北斗衛星地面標記系統指揮機是包括北斗衛星天線、北斗定位模塊、北斗秒脈沖信號模塊、北斗短報文模塊、北斗SD卡、微程序控制器等模塊的移動通訊終端，所述北斗衛星地面標記系統指揮機具有唯一的身份標識，所述北斗衛星地面標記系統指揮機安裝有包含管線測試粧準確地址坐標的GIS地理信息系統和數據分析處理系統。
[0011]一種基于北斗衛星的地面標記方法，其特征在于，它采用如上所述的基于北斗衛星的地面標記系統;它包括如下步驟:
[0012](I)北斗衛星地面標記用戶終端機安置在管線測試粧旁，通過北斗自動尋星定位，將定位信息通過北斗送至北斗衛星地面標記系統指揮機；
[0013](2)北斗衛星地面標記系統指揮機自動配置北斗衛星地面標記用戶終端機與管線測試粧一一對應，自動校正各個北斗衛星地面標記用戶終端機的準確位置，將準確位置通過北斗送至北斗衛星地面標記用戶終端機；
[0014](3)具有準確位置的北斗衛星地面標記用戶終端機利用北斗衛星系統的秒脈沖信號，結合TXCO系統時鐘模塊校準系統時鐘偏差，所有北斗衛星地面標記用戶終端機統一為北斗精確時間；
[0015](4)北斗衛星內檢測用戶終端機和北斗衛星地面標記系統指揮機也統一為北斗精確時間，保證地面標記系統按北斗時準確一致，避免了晶體振蕩器的頻率穩定度的影響；
[0016](5)北斗衛星內檢測用戶終端機進入發球筒前通過北斗發送啟動短信給北斗衛星地面標記系統指揮機，記錄發球時間；
[0017](6)北斗衛星地面標記用戶終端機按距發球筒位置從近到遠順序依次設為AGMn，AGMn+1 (η = I)，北斗衛星地面標記系統指揮機通過北斗發送啟動短信給AGMn，AGMn+l (η =I);
[0018](7)AGMn，AGMn+l(n=l)收到短信后啟動檢測系統，AGMn檢測到內檢測器信號后記錄過球時間，通過北斗發送給北斗衛星地面標記系統指揮機，同時向AGMn+Ι發送北斗衛星內檢測用戶終端機即將到達短信，隨后進入休眠模式，節省電力，以此類推，直到全部管線檢測完畢，北斗衛星內檢測用戶終端機從收球筒出來；
[0019](8)北斗衛星內檢測用戶終端機從AGMn運行到AGMn+Ι超過設定運行時間，北斗衛星地面標記系統指揮機沒有收到AGMn發送的記錄過球時間信息，地面標記系統發出故障報警信號，方便檢查卡球位置信息；
[0020](9)北斗衛星內檢測用戶終端機一下線，北斗衛星地面標記系統指揮機已有完整的北斗衛星地面標記用戶終端機發送的過球時間記錄，完整的北斗衛星內檢測用戶終端機運行軌跡，結合北斗衛星內檢測用戶終端機的缺陷記錄，可以準確確定管道缺陷所在點的位置，減少最終管道缺陷的定位誤差，節省人工成本，提高檢測效率。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明提供的北斗衛星傳輸地面標記系統拓撲圖。
[0022]圖2為本發明提供的北斗衛星地面標記用戶終端機結構框圖。
[0023]圖中:1-北斗衛星；2-管線測試粧;3-北斗衛星地面標記用戶終端機;4-北斗衛星地面標記系統指揮機;5-北斗衛星內檢測用戶終端機;6-北斗衛星天線；7-北斗定位模塊；8-北斗秒脈沖信號模塊;9-北斗短報文模塊;10-北斗SD卡；11-微程序控制器;12-探測傳感器及信號處理模塊；13-TXC0系統時鐘模塊；14-顯示和鍵盤單元；15-接口單元；16-電池電源單元。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0025]如圖1、圖2所示，本實施例的基于北斗衛星的地面標記系統，包括在輸送管道上已安裝固定的管線測試粧2旁的北斗衛星地面標記用戶終端機3，所述北斗衛星地面標記用戶終端機3可以達數百臺，北斗衛星地面標記系統指揮機4一臺，至少一臺北斗衛星內檢測用戶終端機5。所述基于北斗衛星的地面標記系統之間通過北斗衛星I傳輸系統進行信號傳輸連接，所述北斗衛星I傳輸系統包括用戶終端機側和系統指揮機側，所述用戶終端機側包括所述北斗衛星地面標記用戶終端機3、北斗衛星內檢測用戶終端機5，系統指揮機側包括所述北斗衛星地面標記系統指揮機4，北斗衛星用戶機和系統指揮機通過無線傳輸與北斗衛星進行雙向通信。
[0026]進一步，所述北斗衛星地面標記用戶終端機3包括北斗衛星天線6、北斗定位模塊
7、北斗秒脈沖信號模塊8、北斗短報文模塊9、北斗SD卡10、微程序控制器11、探測傳感器及信號處理模塊12、TXC0系統時鐘模塊13、顯示和鍵盤單元14、與其它設備連接的接口單元15、電池電源單元16，所述北斗衛星地面標記用戶終端機3都具有唯一的身份標識。
[0027]進一步，所述北斗衛星內檢測用戶終端機是包括北斗衛星天線6、北斗定位模塊7、北斗秒脈沖信號模塊8、北斗短報文模塊9、北斗SD卡10、微程序控制器11等模塊的移動通訊終端，所述北斗衛星內檢測用戶終端機5都具有唯一的身份標識。
[0028]進一步，所述北斗衛星地面標記系統指揮機4是包括北