一种长输气管道分布式监测惯性授时系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及长输气管道分布式监测技术领域，尤其涉及一种长输气管道分布式监测惯性授时系统。
【背景技术】
[0002]目前，在长输气管道分布式监测技术领域使用的授时系统，多为GPS授时系统，GPS授时系统的主要目的是用以校准时间。
[0003]GPS授时系统是针对自动化系统中的计算机、控制系统等进行校时的高科技产品，GPS授时产品从GPS卫星上获取标准的时间信号，将这些信息通过各种接口类型来传输给自动化系统中需要时间信息的设备(计算机、保护系统、故障录波器、事件顺序记录系统、安全自动系统等等)，这样就可以达到整个系统的时间同步。
[0004]但是，这种GPS授时的方案极大的受限于天气，地球磁场等外部条件影响，会造成一时授时错乱或无法授时，做不到实时授时。
【实用新型内容】
[0005]为了克服依靠GPS授时易受天气、地球磁场等因素影响，本实用新型提供了一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，它基于GPS授时和惯性授时进行改进。该授时系统不仅最大限度解决了 GPS授时易受天气、地球磁场的影响，而且授时精度符合长输气管道安全监测系统的需求。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，包括:GPS天线、GPS接收机、中央处理器和高精度温补型晶体振荡器；其中，所述GPS天线和所述GPS接收机连接，所述GPS天线将卫星信号的电磁波能转换为对应的电流，并传输给所述GPS接收机；所述GPS接收机和所述中央处理器连接，所述GPS接收机将接收到的至少4颗卫星的电流传送给所述中央处理器，并通过所述中央处理器分析运算来获得GPS时间，进而进行GPS授时；所述中央处理器和所述高精度温补型晶体振荡器连接，当所述GPS授时收到外界影响时，所述高精度温补型晶体振荡器连接产生基准时钟信号并传输给所述中央处理器，所述中央处理器通过预分频处理产生时钟信号进行惯性授时。
[0007]优选的，所述GPS接收机的发送端口 T与所述中央处理器的串口接收接口 RXDO连接，通信波特率为4800b/s ;所述GPS接收机的端口 P与所述中央处理器的INT4端口连接。
[0008]优选的，所述高精度温补型晶体振荡器的OUT引脚和所述中央处理器的XTALl连接。
[0009]优选的，所述系统还包括:外围匹配电路。
[0010]通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优占.V W、.
[0011]本实用新型提供了一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，在系统中同时加入GPS授时系统(由GPS天线、GPS接收机、中央处理器构成)和高精度时钟系统(由中央处理器和高精度温补型晶体振荡器构成)。用高精度时钟系统弥补GPS授时系统在不正常工作情况下的授时任务。当GPS系统正常工作时，用GPS系统进行授时，如果GPS系统受天气、地球磁场影响造成授时错乱或无法授时时，用高精度时钟作惯性授时，保证了长输气管道分布式监测在任何外界干扰情况下能完成不间断的高精度时统任务。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型实施例提供的一种长输气管道分布式监测惯性授时系统的模块不意图；
[0013]图2为本实用新型实施例提供的一种长输气管道分布式监测惯性授时系统工作流程图；
[0014]图3为本实用新型实施例提供的一种长输气管道分布式监测惯性授时系统的电路连接示意图。
[0015]附图标记说明:GPS天线1、GPS接收机2、中央处理器3、高精度温补型晶体振荡器4、外围匹配电路5。
【具体实施方式】
[0016]本实用新型提供了一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，在系统中同时加入GPS授时系统(由GPS天线1、GPS接收机2、中央处理器3构成)和高精度时钟系统(由中央处理器3和高精度温补型晶体振荡器4构成)。用高精度时钟系统弥补GPS授时系统在不正常工作情况下的授时任务。当GPS系统正常工作时，用GPS系统进行授时，如果GPS系统受天气、地球磁场影响造成授时错乱或无法授时时，用高精度时钟作惯性授时，保证了长输气管道分布式监测在任何外界干扰情况下能完成不间断的高精度时统任务。
[0017]为了使本实用新型所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本实用新型，下面结合附图，通过具体实施例对本实用新型技术方案作详细描述。
[0018]参见图1，本实用新型实施例提供的一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，包括:GPS天线1、GPS接收机2、中央处理器3、高精度温补型晶体振荡器4、外围匹配电路5。
[0019]下面介绍该系统的实施原理:
[0020]所述GPS天线I和所述GPS接收机2连接，所述GPS天线I将卫星信号的电磁波能转换为对应的电流，并传输给所述GPS接收机2 ;所述GPS接收机2和所述中央处理器3连接，所述GPS接收机2将接收到的至少4颗卫星的电流传送给所述中央处理器3，并通过所述中央处理器3分析运算来获得GPS时间，进而进行GPS授时；所述中央处理器3和所述高精度温补型晶体振荡器4连接，当所述GPS授时收到外界影响时，所述高精度温补型晶体振荡器4连接产生基准时钟信号并传输给所述中央处理器3，所述中央处理器3通过预分频处理产生时钟信号进行惯性授时。
[0021]首先，将GPS天线I安装在室外空旷无遮挡位置，以便更好地接收天空GPS信号，GPS天线I的作用是将卫星信号极微弱的电磁波能转化为相应的电流。GPS天线I的信号线与GPS接收机2相连，GPS接收机2与中央处理器3的串口相连接。GPS接收机2必须接受到至少4颗导航星的信号，计算出自己所在的三维位置，然后接收I颗卫星信号，就能准确授时。
[0022]本实用新型的系统还采用高精度温补型晶体振荡器4，该晶体振荡器与外部匹配电路共同工作，产生稳定的基准时钟信号，在GPS系统受天气、地球磁场影响造成授时错乱或无法授时的情况下，可以通过高精度温补型晶体振荡器4和外围匹配电路5进行惯性授时。
[0023]本系统工作流程图如图2所示:
[0024]SI，利用GS初始授时。
[0025]S2，判断 GPS 状态。
[0026]若0K，即代表GPS状态良好，转入S3:使用GPS授时。
[0027]若NO，即代表GPS受到干扰，转入S4:使用时钟授时。
[0028]综上所述，在系统上电工作时，首先进行GPS初始授时，如果GPS正常，则继续GPS授时，如果GPS状态不正常则进行时钟授时(即:惯性授时)。
[0029]下面请参看图3，是本实用新型中的惯性授时系统的连接示意图。
[0030]GPS接收机2与中央处理器3通过串口进行GPS数据通信，GPS接收机2的发送端口 T与中央处理器3的串口接收端口 RXDO相连。其通信波特率4800b/s，中央处理器3通过解析GPS发送过来的数据，确定GPS状态，并获取GPS时间。GPS接收机2的端口 P产生秒脉冲(PPM)，其与中央处理器3的INT4端口相连，中央处理器3根据接收的秒脉冲，进行GPS时间数据解析。GPS授时的时候，必须接受到至少4颗导航星的信号，计算出自己所在的三维位置，然后接收I颗卫星信号，就能准确授时。但在地球磁爆或者天气条件恶劣的条件时，GPS信号会不正常，这时就需要用高精度的时钟进行授时。
[0031]高精度时钟由高精度温补型晶体振荡器4和中央处理器3组成。高精度温补有源晶振的OUT引脚与中央处理器3的XTALl相连，为其提供基准频率。中央处理器3首先通过内部预分频处理，产生高精确的时钟信号，在GPS状态不正常的情况下完成授时任务。
[0032]通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优占.V.
[0033]本实用新型提供了一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，在系统中同时加入GPS授时系统(由GPS天线、GPS接收机、中央处理器构成)和高精度时钟系统(由中央处理器和高精度温补型晶体振荡器构成)。用高精度时钟系统弥补GPS授时系统在不正常工作情况下的授时任务。当GPS系统正常工作时，用GPS系统进行授时，如果GPS系统受天气、地球磁场影响造成授时错乱或无法授时时，用高精度时钟作惯性授时，保证了长输气管道分布式监测在任何外界干扰情况下能完成不间断的高精度时统任务。
[0034]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0035]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，其特征在于，包括:GPS天线、GPS接收机、中央处理器和高精度温补型晶体振荡器； 其中，所述GPS天线和所述GPS接收机连接，所述GPS天线将卫星信号的电磁波能转换为对应的电流，并传输给所述GPS接收机； 所述GPS接收机和所述中央处理器连接，所述GPS接收机将接收到的至少4颗卫星的电流传送给所述中央处理器，并通过所述中央处理器分析运算来获得GPS时间，进而进行GPS授时； 所述中央处理器和所述高精度温补型晶体振荡器连接，当所述GPS授时收到外界影响时，所述高精度温补型晶体振荡器连接产生基准时钟信号并传输给所述中央处理器，所述中央处理器通过预分频处理产生时钟信号进行惯性授时。2.如权利要求1所述的惯性授时系统，其特征在于， 所述GPS接收机的发送端口 T与所述中央处理器的串口接收接口 RXDO连接，通信波特率为 4800b/s ； 所述GPS接收机的端口 P与所述中央处理器的INT4端口连接。3.如权利要求1所述的惯性授时系统，其特征在于， 所述高精度温补型晶体振荡器的OUT引脚和所述中央处理器的XTALl连接。4.如权利要求1所述的惯性授时系统，其特征在于，所述系统还包括: 外围匹配电路。
【专利摘要】本实用新型公开了一种长输气管道分布式监测惯性授时系统，在系统中同时加入GPS授时系统(由GPS天线、GPS接收机、中央处理器构成)和高精度时钟系统(由中央处理器和高精度温补型晶体振荡器构成)。用高精度时钟系统弥补GPS授时系统在不正常工作情况下的授时任务。当GPS系统正常工作时，用GPS系统进行授时，如果GPS系统受天气、地球磁场影响造成授时错乱或无法授时，用高精度时钟作惯性授时，保证了长输气管道分布式监测在任何外界干扰情况下能完成不间断的高精度时统任务。
【IPC分类】G04R20/02
【公开号】CN204945644
【申请号】CN201520646870
【发明人】闵希华, 赵敏, 伍奕, 肖连, 杨永和, 饶心, 田野, 幕进良, 江玉友, 林小飞, 李坤, 邱姝娟, 冯伟, 王晓航, 许光达, 胡春平, 刘风明, 孙冰冰, 杨涛
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月25日