GPS在特种设备行业管理中的应用

明子涵，龚倩

（四川省特种设备检验研究院，四川 成都 610000）

GPS（全球卫星定位系统）在保证检验设备的经济安全稳定使用的过程中，发挥着举足轻重的作用。通过检验设备管理中安装的GPS系统，可以实时掌控和监视检验设备的各种数据信息，比如，准确的三维位置和实时三维运行情况等信息。GPS系统应用于检验设备的管理中，使其摆脱了时间和空间的束缚，全方位覆盖，应用范围更广，自动化程度更高，可以随时随地了解检验设备的具体位置信息，而且经济成本较低。由此不难看出，在检验设备管理中引入GPS技术可以更科学、更合理、更经济地实现自动化全方位管理。

1 GPS系统相关概述

1.1 GPS硬件及无线通信硬件

GPS是全球定位系统的简称。GPS的研发要追溯到20世纪70年代，有美国海陆空三军联合研发的新一代空间型的卫星定位系统。主要是用来为海陆空三大领域提供实时、全方位和全世界范围内的定位导航服务，而且还用于对情报的搜集、对核爆的检测和应急通信等军事方面。经过超过20年的不断发展，GPS耗费高达300亿美元，终于在1994年3月，布置完成了全世界覆盖率可达98%的24颗GPS卫星。分散在6个运行轨道上的24颗卫星共同组成了完整体的GPS系统。GPS卫星运行的轨道高度高达20000公里，每颗卫星上都安装有10～13颗高精度的原子钟。地面上的主控中心和多个监控中心定期测定卫星位置和时间的精确度，并将星历信息发送至卫星上。美国研发GPS系统的主要目的是为军事提供信息服务，用户利用GPS接收机可以同时接收四颗以上的GPS卫星信号，即可判断出用户自身的经度纬度、高度和准确时间，从而使我们可以随时随地掌握个人的位置信息。其实现全世界范围内高精度三维位置、速度和时间等数据的实时性，主要是依赖卫星的测时和测距功能，而且此项技术已经广泛地应用于汽车、船舶等移动载体领域的导航和定位。车辆的GPS定位系统主要是由监控中心和车载终端构成。监控中心的基础是电子地图和控制操作系统，通过电子地图的数据信息即可实现对汽车行驶状态的实时监控，并经由信息平台向车载终端发出管理指令，从而控制车辆的行驶。除此之外，产品几何技术规范是GPS在机械领域的另一种含义。检验设备的管理部门可以利用监控终端，经由互联网或者局域网由通信公司或者本单位内部的监控中心发送控制命令，结合GPS系统和黑匣子分析系统，实时接收来自检验设备中的各种数据信息，甚至还可以由此判断出检验设备操作人员的状态等信息，实现对检验设备运行记录数据信息的综合分析检验设备的报警、故障模拟等管理功能。与此同时，在检验设备的监控管理系统当中，检验设备的位置信息由安装在其中的GPS芯片，通过轨道上的24颗卫星位置计算而获取的，检验设备在获取到有价值的数据信息后，需要利用无线传输的方法，将数据信息按照相应的协议格式回传至控制管理中心，再由控制管理中心的服务器集中存储和处理，主要是利用手机等移动终端的网络，将数据信息由检验设备终端发送至控制中心。总而言之，GPS系统的功能十分强大且实际用途广泛，特别是在最近几年的发展十分迅速。

1.2 GPS应用系统功能

（1）检验设备无线数据终端的主要功能包括：①无线终端将自动接收的GPS信号定位信息经由GPRS网络传送至调度控制平台；②检验设备的无线终端和调度控制平台实现通话；③检验设备的单键报警功能；④自动接收和在显示屏上显示调度控制平台发出的调度指挥命令和远程控制命令；⑤检验设备电子地图定位功能。

（2）调度控制平台的主要功能包括：①检验设备无线终端GPS接收机、硬件和软件的初始化和初始检测功能；②检验设备的无线终端和调度控制平台实现通话；③接收检验设备无线终端运行报警功能；④实时连续监控检验设备终端；⑤检验设备运行轨迹历史情况查询。

（3）GPRS网络通信系统的主要功能包括：检验设备单元和监控控制平台的数据传输功能，从而确保检验设备的GPS、传感器和集中处理器等信息在检验设备与监控控制平台安全稳定的传输。GPRS通信模块镶嵌入检验设备终端，将GPS模块所采集的数据信息实时地传输到远程数据信息监控管理平台，无线通信模块登录GPRS网络通信系统，再把GPS收到的数据信息传输至调度控制平台，作为调度控制平台信息管理的基础数据信息。

1.3 特种设备行业管理中应用GPS的优势

（1）对检验设备进行动态化的安全监控。随着科技的发展，GPS系统已经广泛地应用于各行各业。特种设备行业管理引入GPS系统实际应用过程中，可以实时有效地跟踪、监控和管理检验设备。在GPS系统在检验设备管理的实际应用过程中，要充分结合检验设备管理的实际情况，任何一台检验设备在运输过程中，要科学合理地控制其运行情况范围、运输时间等方面。同时，检验设备要根据实际的要求，可以自动地发出异常报警、数据信息等内容，这样可以有效地提醒检验设备实际操作人员，最大限度地减少安全事故。除此之外，若检验设备在运输的过程中，没有按照既定的运输计划进行，或者是出现了超出运输边界，那在设置的条件中，监控系统要结合实际情况，发送对应的警告和提醒，从而有利于检验设备的管理。

（2）报警功能可以保证检验设备和相关人员的安全。GPS系统在检验设备实际应用的过程中，警告开关的设置一般都比较隐蔽。一旦检验过程中，发生严重的异常或者其他特殊情况时，操作人员可以直接利用报警开关，向对应的信息监控中心发送SOS报警信号，也就是紧急救援信号。信息管理监控中心收到此类信号后，立即启动相应的监视监听系统，了解状态，同时，还要结合GPS监控系统，实现对检验设备实时位置的确认，从而使相关技术人员可以及时处理异常和危险的情况。对于检验设备遭遇的某些危险或者已经发生严重事故的情况，监控系统可以根据其实际状态，充分结合电子地图中的内容，对检验设备运行的数据信息和位置信息进行实时有效的监控和分析。整合处理完此类数据信息之后，可以科学合理地制定符合实际要求的处理方案，从而确保救援处理的速度，最大限度地避免出现更严重的情况。

2 特种设备行业管理中GPS应用措施

2.1 加强政策推动和支持

检验设备GPS监控系统在搭建和实际应用的过程中，可以为相关技术人员提供准确实时的数据信息，还可以向监控平台提供检验设备实际运行状态的数据信息。只有相关政策不断地推动和支持，最大限度地发挥政策的作用，才能发挥GPS系统在检验设备实际管理中应有的作用。其中，特别指出的是对于优惠政策的提出和落地执行，对于GPS系统应用于检验设备管理中来说，具有非常现实的推动和影响意义。例如，检验设备在实际运行中需要安装GPS系统，还要给予使用GPS终端的检验设备对应的补助。除此之外，还要沟通和协调与电信部门等的关系，适当地减少使用GPS系统检验设备终端的通信费用，促进双方的共同发展。上述方法可以促使GPS系统在检验设备管理中的科学合理利用，不但可以从根源上充分鼓励检验设备安装和使用GPS系统的积极性和主动性，而且还能够确保相关政策和文件执行的规范化、标准化，从而充分发挥GPS系统在检验设备管理中应有的效果。

2.2 规范GPS监控系统使用和管理

GPS监控系统对于特种设备行业管理有着非常深远的影响，其在保证检验设备安全稳定运行的同时，还能够给相关技术人员提供一定程度的便利条件。对于GPS监控系统平台运营方来说，要认证其本身的资质，这样才能够保证GPS监控系统可以迈进检验设备管理的门槛。在GPS监控系统的实际应用过程中，还要充分考虑现实实际的要求，凡是安装完成的检验设备GPS系统，要严格按照相关的规范和要求对其进行验收工作。此外，还需要指出的是，每年都要对GPS系统进行定期的考核和处理，一旦考核过程中GPS系统运行情况脱离实际检验设备管理的要求，要根据情况的严重程度对其进行强制退出或者禁止进入的惩罚措施。同时，还要对检验设备管理的从业人员进行必要的指导和教授，确保GPS监控系统在检验设备管理中能够科学合理地使用，充分发挥其应有的作用，还要签订安装和使用的合同或协议。在检验设备管理中安装和使用GPS监控系统的实际过程中，还要列出和要求相应的GPS监控系统使用的费用、系统升级等各个方面的内容。除此之外，对于现有的GPS监控系统还要进行完善和优化，以保证检验设备各项运行环节能够顺利的开展和进行，直至完成。定期回访检验设备管理安装和使用GPS系统的情况，不仅可以有效地解决和处理GPS监控系统在检验设备管理过程中发生的各类问题，而且还能够根据不同设备、不同用户、不同要求，提供个性化的服务。最后，在最大限度地确保GPS监控系统工作效率显著提高的同时，还要提高相应运营方的服务水平。

2.3 拓展GPS系统功能，提高用户使用的积极性和主动性

特种设备行业管理在GPS监控系统实际的引入和应用过程中，要根据不同设备、不同用户、不同要求，为其提供不同类型功能作用的服务。例如，可以为对应的用户提供检验设备的调度和控制服务，还能够为部分用户提供检验设备运行状态反馈的服务等，与此同时，还要保证全程录音录像的实时性和有效性，上述功能都可以安装在检验设备的无线终端上，从而为用户提供方便快捷的个性化服务。与此同时，GPS监控系统功能的拓展和使用，不仅可以有效地提升特种设备行业管理安装和使用的积极性与主动性，还能够在其实际使用过程中，切实地感受到GPS监控系统等先进的现代化科学技术带来的便利。通过有效地落实GPS系统在特种设备行业管理中的应用，还可以强化检验设备跟踪处理的有效性和实时性，有利于提升检验设备安全监控的实质效果。

3 GPS在特种设备行业管理中的发展趋势

GPS在特种设备行业管理中的第一个发展趋势就是频率分集技术，实际上，老化卫星被二代GPS系统替换的过程中已经正在进行。替换完成后，先进的现代化卫星可以为民用百姓提供三种新型的定位信号。第二个发展大趋势就是对于射频干扰的克服和解决。一般来说，GPS系统的功率比较低，为10～16瓦左右，很容易受到周围强射频信号的干扰而不能正常运行。GPS系统接收器穿透噪声主要是通过将接收的测距码和存储于本地的复制码的相位进行匹配。相位一样时，GPS接收器就可以将定时信号左右精确的参照，从而实现精确的定位功能。第三个发展的大趋势是安装某些综合性的机械系统，保障定位误差小于特定数值。利用微分GPS系统，将会直接获取由地球同步轨道通信卫星所发出的最新误差校正信息，对地面参考接收器的数据信息进行修正。