GPS全球卫星定位系统在管网抢修中的应用

摘要：建立了gps 基准站后便能够提供GPS 差分数据和原始观测数据，使GPS 通过差分达到实时厘米级精度或后处理的毫米级精度。这就为管网抢修、阀门定位和日常阀门坐标复测，以及管线的其它定位测量提供了便捷准确的技术手段。节约大量人力、物力，经济效益巨大。

关键词：（GPS）精确定位;（GPS）精确定位;热力线路抢修

Abstract: established the GPS benchmark stations could offer GPS differential data and original observation data, make GPS through the difference in real-time accuracy or post-processing of cm-level millimeter precision. This is the pipe, valve positioning and repair daily valve coordinates reeated measure, and the other location measurement pipeline provides convenient precise technical means. Save a large number of human, material, and the economic benefit is huge.

Keywords: (GPS) accurate positioning; (GPS) accurate positioning; Thermal line repair

中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：

一、GPS卫星定位技术

1. 关于GPS

GPS（全球卫星定位系统），是美国20世纪70年代开始研制，历时20余年耗资200亿美元建成的以卫星为基础的无线电导航定位系统。具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性，以及具有全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航/定位系统。它提供了一种实用的、价廉的在全球范围内确定位置、速度和时间的工具。可供导航定位和精确测绘使用。

GPS包括有24颗人造卫星，分布在6个轨道上，每个轨道上有4颗卫星，每个轨道面的高度约为2万公里，运行周期为12小时。

2. GPS卫星定位技术的基本原理

GPS 接收机可接收到卫星发送的测距信息；用于计算卫星空间三维坐标所需的广播星历，精度约为25 米（各个卫星不同，会随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。每颗卫星在天空中的三维坐标可以从它发出的广播星历中计算出来。GPS 信号以光速传播，接收机根据卫星发送信号的时刻和接收机接收到信号的时刻能算出接收机到卫星的“距离”。如果测量到三颗卫星的“距离”，则分别以三颗卫星发射信号时刻的卫星位置（按发射的星历参数确定）为中心，根据测得的“距离”画出三个球，其交点便是用户的位置。

3. GPS的主要应用

GPS卫星定位技术的初始目的是基于军事用途。它以在各种环境，尤其是采用常规方法难于定位的条件下，为美军提供精确的定位数据和时间，以及为各种作战飞机及导弹提供导航信息为目的建立起来的。随着这项技术逐步对民用的开放，其用途已远远超出单纯的军事领域。目前，GPS技术的应用大到国土规划、地震及地壳形变监测、土地利用等。小到环境监测、工程建设、气象预报、交通管理等诸多方面。

在民用方面，最常用的有GPS卫星导航定位和GPS卫星定位精确测量。

GPS卫星导航定位，由于受各类误差影响，且无误差修正，定位精度一般控制在20m以内。通常用于旅游、汽车等定位精度要求不高的场合。赤峰市的出租车上安装了GPS卫星导航定位设备，出租车调度中心随时监控每辆车的位置及是否载客情况，当有乘客需要定车时，调度中心便可根据就近原则，派发任务单，附近的空载出租车便可及时赶到定车地点，避免盲目调度所带来的损失。

GPS卫星定位精确测量，在地面安装若干具有经纬度、高程等精确大地坐标的基准站，接收观测4颗GPS卫星信号后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。基准站将误差修正值通过数字链路传送给用户接收机。用户接收机在进行GPS定位的同时，也接收基准站发出的修正值，并对其定位结果进行修正，从而完成精确定位。保证精确定位的先决条件，是基准站和用户接收机接受同一组卫星信号。高精度差分GPS定位可做到毫米级。

二、供暧企业在日常抢修工作中所遇难点

赤峰市富龙集团热力分公司承担着赤峰市区供热管网中（此处写管线长度）多km输配水管线的管理和维护工作。日常工作中最重要的一项，便是应对输配水管线突发的爆管事故。爆管事故具有突发、破坏性大的特点。一旦发生爆管事故，不仅造成水资源浪费，给供热企业带来经济损失，还会影响其它行业的正常经营，给居民的正常生活带来不便。如果抢修不及时，再发生诸如塌方、交通堵塞等次生灾害的话，后果可想而知。

为了降低爆管事故所引起的损失，最有效的方法就是尽快关闸止水。供热分公司员工在抢修工作中一直奉行“去得快，找得着，开得开，关得上”的四项原则。后两项原则通过苦练基本功，相对容易做到，而前两项，往往因交通堵塞使抢修机具不能及时到达事故现场，或因水淹闸井、地形地貌变化等因素，不能及时找到闸井位，影响了关闸断水而失去了宝贵的抢修时间。

现阶段都市化发展速度惊人，尤其是这几年，市容市貌更是发生了翻天覆地的变化。随着人民生活水平的提高，使私家车的数量得到了迅速增长。

面对欣欣向荣景象，真是可喜可贺。但也给供热管网爆管事故抢修工作带来了不小的困难。面对新的形式，传统的派出抢修关闸车而不掌握已到达的方位，以及仅依靠建构筑物制作的闸门卡片“栓点图”寻找闸门井位，已不适应爆管抢修快速响应的需要。利用高科技，建立健全快速反应机制，完善供水应急抢修体系已势在必行。

三、GPS卫星定位技术在管网爆管应急抢修中的应用

1. 抢修车辆卫星导航定位系统

针对赤峰市的实际情况，为使抢修车辆能够以最快的速度赶到抢修现场，实现“去得快”，为抢修赢得宝贵的时间，首先需要实时掌握派出抢修车辆行驶的方位和行进速度，从而确定是否需要及时调度其它地方的抢修车辆。

近几年我公司积极探索新技术、新方法，与赤峰蒙测仪器设备有限公司合作，探索“管网应急抢修车辆GPS跟踪定位系统”，将GPS卫星导航定位技术引入了管网爆管应急抢修调度指挥系统。

“管网应急抢修车辆GPS跟踪定位系统” 建立在GPS全球卫星定位平台上，利用目前国内使用最广泛、覆盖最广、技术较成熟的GSM移动通讯网络实现移动目标的数据传递。整个系统由车载终端、GSM移动通信系统、GPS监控中心和供热分公司监视站四部分组成。系统工作原理如图1所示。

实质上，这是一个以车辆的GPS定位信息为依据，以GSM移动通信系统为桥梁，以GIS分析为依托的综合信息技术应用系统。

车辆定位数据回传采用两种方式：