明子涵，龔倩

（四川省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，四川 成都 610000）

GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）在保證檢驗(yàn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)安全穩(wěn)定使用的過程中，發(fā)揮著舉足輕重的作用。通過檢驗(yàn)設(shè)備管理中安裝的GPS系統(tǒng)，可以實(shí)時掌控和監(jiān)視檢驗(yàn)設(shè)備的各種數(shù)據(jù)信息，比如，準(zhǔn)確的三維位置和實(shí)時三維運(yùn)行情況等信息。GPS系統(tǒng)應(yīng)用于檢驗(yàn)設(shè)備的管理中，使其擺脫了時間和空間的束縛，全方位覆蓋，應(yīng)用范圍更廣，自動化程度更高，可以隨時隨地了解檢驗(yàn)設(shè)備的具體位置信息，而且經(jīng)濟(jì)成本較低。由此不難看出，在檢驗(yàn)設(shè)備管理中引入GPS技術(shù)可以更科學(xué)、更合理、更經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)自動化全方位管理。

1 GPS系統(tǒng)相關(guān)概述

1.1 GPS硬件及無線通信硬件

GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱。GPS的研發(fā)要追溯到20世紀(jì)70年代，有美國海陸空三軍聯(lián)合研發(fā)的新一代空間型的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。主要是用來為海陸空三大領(lǐng)域提供實(shí)時、全方位和全世界范圍內(nèi)的定位導(dǎo)航服務(wù)，而且還用于對情報的搜集、對核爆的檢測和應(yīng)急通信等軍事方面。經(jīng)過超過20年的不斷發(fā)展，GPS耗費(fèi)高達(dá)300億美元，終于在1994年3月，布置完成了全世界覆蓋率可達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星。分散在6個運(yùn)行軌道上的24顆衛(wèi)星共同組成了完整體的GPS系統(tǒng)。GPS衛(wèi)星運(yùn)行的軌道高度高達(dá)20000公里，每顆衛(wèi)星上都安裝有10～13顆高精度的原子鐘。地面上的主控中心和多個監(jiān)控中心定期測定衛(wèi)星位置和時間的精確度，并將星歷信息發(fā)送至衛(wèi)星上。美國研發(fā)GPS系統(tǒng)的主要目的是為軍事提供信息服務(wù)，用戶利用GPS接收機(jī)可以同時接收四顆以上的GPS衛(wèi)星信號，即可判斷出用戶自身的經(jīng)度緯度、高度和準(zhǔn)確時間，從而使我們可以隨時隨地掌握個人的位置信息。其實(shí)現(xiàn)全世界范圍內(nèi)高精度三維位置、速度和時間等數(shù)據(jù)的實(shí)時性，主要是依賴衛(wèi)星的測時和測距功能，而且此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于汽車、船舶等移動載體領(lǐng)域的導(dǎo)航和定位。車輛的GPS定位系統(tǒng)主要是由監(jiān)控中心和車載終端構(gòu)成。監(jiān)控中心的基礎(chǔ)是電子地圖和控制操作系統(tǒng)，通過電子地圖的數(shù)據(jù)信息即可實(shí)現(xiàn)對汽車行駛狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控，并經(jīng)由信息平臺向車載終端發(fā)出管理指令，從而控制車輛的行駛。除此之外，產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范是GPS在機(jī)械領(lǐng)域的另一種含義。檢驗(yàn)設(shè)備的管理部門可以利用監(jiān)控終端，經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)由通信公司或者本單位內(nèi)部的監(jiān)控中心發(fā)送控制命令，結(jié)合GPS系統(tǒng)和黑匣子分析系統(tǒng)，實(shí)時接收來自檢驗(yàn)設(shè)備中的各種數(shù)據(jù)信息，甚至還可以由此判斷出檢驗(yàn)設(shè)備操作人員的狀態(tài)等信息，實(shí)現(xiàn)對檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)信息的綜合分析檢驗(yàn)設(shè)備的報警、故障模擬等管理功能。與此同時，在檢驗(yàn)設(shè)備的監(jiān)控管理系統(tǒng)當(dāng)中，檢驗(yàn)設(shè)備的位置信息由安裝在其中的GPS芯片，通過軌道上的24顆衛(wèi)星位置計算而獲取的，檢驗(yàn)設(shè)備在獲取到有價值的數(shù)據(jù)信息后，需要利用無線傳輸?shù)姆椒?，將?shù)據(jù)信息按照相應(yīng)的協(xié)議格式回傳至控制管理中心，再由控制管理中心的服務(wù)器集中存儲和處理，主要是利用手機(jī)等移動終端的網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)信息由檢驗(yàn)設(shè)備終端發(fā)送至控制中心?？偠灾珿PS系統(tǒng)的功能十分強(qiáng)大且實(shí)際用途廣泛，特別是在最近幾年的發(fā)展十分迅速。

1.2 GPS應(yīng)用系統(tǒng)功能

（1）檢驗(yàn)設(shè)備無線數(shù)據(jù)終端的主要功能包括：①無線終端將自動接收的GPS信號定位信息經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至調(diào)度控制平臺；②檢驗(yàn)設(shè)備的無線終端和調(diào)度控制平臺實(shí)現(xiàn)通話；③檢驗(yàn)設(shè)備的單鍵報警功能；④自動接收和在顯示屏上顯示調(diào)度控制平臺發(fā)出的調(diào)度指揮命令和遠(yuǎn)程控制命令；⑤檢驗(yàn)設(shè)備電子地圖定位功能。

（2）調(diào)度控制平臺的主要功能包括：①檢驗(yàn)設(shè)備無線終端GPS接收機(jī)、硬件和軟件的初始化和初始檢測功能；②檢驗(yàn)設(shè)備的無線終端和調(diào)度控制平臺實(shí)現(xiàn)通話；③接收檢驗(yàn)設(shè)備無線終端運(yùn)行報警功能；④實(shí)時連續(xù)監(jiān)控檢驗(yàn)設(shè)備終端；⑤檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行軌跡歷史情況查詢。

（3）GPRS網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的主要功能包括：檢驗(yàn)設(shè)備單元和監(jiān)控控制平臺的數(shù)據(jù)傳輸功能，從而確保檢驗(yàn)設(shè)備的GPS、傳感器和集中處理器等信息在檢驗(yàn)設(shè)備與監(jiān)控控制平臺安全穩(wěn)定的傳輸。GPRS通信模塊鑲嵌入檢驗(yàn)設(shè)備終端，將GPS模塊所采集的數(shù)據(jù)信息實(shí)時地傳輸?shù)竭h(yuǎn)程數(shù)據(jù)信息監(jiān)控管理平臺，無線通信模塊登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，再把GPS收到的數(shù)據(jù)信息傳輸至調(diào)度控制平臺，作為調(diào)度控制平臺信息管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

1.3 特種設(shè)備行業(yè)管理中應(yīng)用GPS的優(yōu)勢

（1）對檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行動態(tài)化的安全監(jiān)控。隨著科技的發(fā)展，GPS系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)。特種設(shè)備行業(yè)管理引入GPS系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用過程中，可以實(shí)時有效地跟蹤、監(jiān)控和管理檢驗(yàn)設(shè)備。在GPS系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備管理的實(shí)際應(yīng)用過程中，要充分結(jié)合檢驗(yàn)設(shè)備管理的實(shí)際情況，任何一臺檢驗(yàn)設(shè)備在運(yùn)輸過程中，要科學(xué)合理地控制其運(yùn)行情況范圍、運(yùn)輸時間等方面。同時，檢驗(yàn)設(shè)備要根據(jù)實(shí)際的要求，可以自動地發(fā)出異常報警、數(shù)據(jù)信息等內(nèi)容，這樣可以有效地提醒檢驗(yàn)設(shè)備實(shí)際操作人員，最大限度地減少安全事故。除此之外，若檢驗(yàn)設(shè)備在運(yùn)輸?shù)倪^程中，沒有按照既定的運(yùn)輸計劃進(jìn)行，或者是出現(xiàn)了超出運(yùn)輸邊界，那在設(shè)置的條件中，監(jiān)控系統(tǒng)要結(jié)合實(shí)際情況，發(fā)送對應(yīng)的警告和提醒，從而有利于檢驗(yàn)設(shè)備的管理。

（2）報警功能可以保證檢驗(yàn)設(shè)備和相關(guān)人員的安全。GPS系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備實(shí)際應(yīng)用的過程中，警告開關(guān)的設(shè)置一般都比較隱蔽。一旦檢驗(yàn)過程中，發(fā)生嚴(yán)重的異?；蛘咂渌厥馇闆r時，操作人員可以直接利用報警開關(guān)，向?qū)?yīng)的信息監(jiān)控中心發(fā)送SOS報警信號，也就是緊急救援信號。信息管理監(jiān)控中心收到此類信號后，立即啟動相應(yīng)的監(jiān)視監(jiān)聽系統(tǒng)，了解狀態(tài)，同時，還要結(jié)合GPS監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對檢驗(yàn)設(shè)備實(shí)時位置的確認(rèn)，從而使相關(guān)技術(shù)人員可以及時處理異常和危險的情況。對于檢驗(yàn)設(shè)備遭遇的某些危險或者已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重事故的情況，監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)其實(shí)際狀態(tài)，充分結(jié)合電子地圖中的內(nèi)容，對檢驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息和位置信息進(jìn)行實(shí)時有效的監(jiān)控和分析。整合處理完此類數(shù)據(jù)信息之后，可以科學(xué)合理地制定符合實(shí)際要求的處理方案，從而確保救援處理的速度，最大限度地避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的情況。

2 特種設(shè)備行業(yè)管理中GPS應(yīng)用措施

2.1 加強(qiáng)政策推動和支持

檢驗(yàn)設(shè)備GPS監(jiān)控系統(tǒng)在搭建和實(shí)際應(yīng)用的過程中，可以為相關(guān)技術(shù)人員提供準(zhǔn)確實(shí)時的數(shù)據(jù)信息，還可以向監(jiān)控平臺提供檢驗(yàn)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息。只有相關(guān)政策不斷地推動和支持，最大限度地發(fā)揮政策的作用，才能發(fā)揮GPS系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備實(shí)際管理中應(yīng)有的作用。其中，特別指出的是對于優(yōu)惠政策的提出和落地執(zhí)行，對于GPS系統(tǒng)應(yīng)用于檢驗(yàn)設(shè)備管理中來說，具有非?，F(xiàn)實(shí)的推動和影響意義。例如，檢驗(yàn)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中需要安裝GPS系統(tǒng)，還要給予使用GPS終端的檢驗(yàn)設(shè)備對應(yīng)的補(bǔ)助。除此之外，還要溝通和協(xié)調(diào)與電信部門等的關(guān)系，適當(dāng)?shù)販p少使用GPS系統(tǒng)檢驗(yàn)設(shè)備終端的通信費(fèi)用，促進(jìn)雙方的共同發(fā)展。上述方法可以促使GPS系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備管理中的科學(xué)合理利用，不但可以從根源上充分鼓勵檢驗(yàn)設(shè)備安裝和使用GPS系統(tǒng)的積極性和主動性，而且還能夠確保相關(guān)政策和文件執(zhí)行的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，從而充分發(fā)揮GPS系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備管理中應(yīng)有的效果。

2.2 規(guī)范GPS監(jiān)控系統(tǒng)使用和管理

GPS監(jiān)控系統(tǒng)對于特種設(shè)備行業(yè)管理有著非常深遠(yuǎn)的影響，其在保證檢驗(yàn)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時，還能夠給相關(guān)技術(shù)人員提供一定程度的便利條件。對于GPS監(jiān)控系統(tǒng)平臺運(yùn)營方來說，要認(rèn)證其本身的資質(zhì)，這樣才能夠保證GPS監(jiān)控系統(tǒng)可以邁進(jìn)檢驗(yàn)設(shè)備管理的門檻。在GPS監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，還要充分考慮現(xiàn)實(shí)實(shí)際的要求，凡是安裝完成的檢驗(yàn)設(shè)備GPS系統(tǒng)，要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范和要求對其進(jìn)行驗(yàn)收工作。此外，還需要指出的是，每年都要對GPS系統(tǒng)進(jìn)行定期的考核和處理，一旦考核過程中GPS系統(tǒng)運(yùn)行情況脫離實(shí)際檢驗(yàn)設(shè)備管理的要求，要根據(jù)情況的嚴(yán)重程度對其進(jìn)行強(qiáng)制退出或者禁止進(jìn)入的懲罰措施。同時，還要對檢驗(yàn)設(shè)備管理的從業(yè)人員進(jìn)行必要的指導(dǎo)和教授，確保GPS監(jiān)控系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備管理中能夠科學(xué)合理地使用，充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，還要簽訂安裝和使用的合同或協(xié)議。在檢驗(yàn)設(shè)備管理中安裝和使用GPS監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際過程中，還要列出和要求相應(yīng)的GPS監(jiān)控系統(tǒng)使用的費(fèi)用、系統(tǒng)升級等各個方面的內(nèi)容。除此之外，對于現(xiàn)有的GPS監(jiān)控系統(tǒng)還要進(jìn)行完善和優(yōu)化，以保證檢驗(yàn)設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行環(huán)節(jié)能夠順利的開展和進(jìn)行，直至完成。定期回訪檢驗(yàn)設(shè)備管理安裝和使用GPS系統(tǒng)的情況，不僅可以有效地解決和處理GPS監(jiān)控系統(tǒng)在檢驗(yàn)設(shè)備管理過程中發(fā)生的各類問題，而且還能夠根據(jù)不同設(shè)備、不同用戶、不同要求，提供個性化的服務(wù)。最后，在最大限度地確保GPS監(jiān)控系統(tǒng)工作效率顯著提高的同時，還要提高相應(yīng)運(yùn)營方的服務(wù)水平。

2.3 拓展GPS系統(tǒng)功能，提高用戶使用的積極性和主動性

特種設(shè)備行業(yè)管理在GPS監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際的引入和應(yīng)用過程中，要根據(jù)不同設(shè)備、不同用戶、不同要求，為其提供不同類型功能作用的服務(wù)。例如，可以為對應(yīng)的用戶提供檢驗(yàn)設(shè)備的調(diào)度和控制服務(wù)，還能夠?yàn)椴糠钟脩籼峁z驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)反饋的服務(wù)等，與此同時，還要保證全程錄音錄像的實(shí)時性和有效性，上述功能都可以安裝在檢驗(yàn)設(shè)備的無線終端上，從而為用戶提供方便快捷的個性化服務(wù)。與此同時，GPS監(jiān)控系統(tǒng)功能的拓展和使用，不僅可以有效地提升特種設(shè)備行業(yè)管理安裝和使用的積極性與主動性，還能夠在其實(shí)際使用過程中，切實(shí)地感受到GPS監(jiān)控系統(tǒng)等先進(jìn)的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)帶來的便利。通過有效地落實(shí)GPS系統(tǒng)在特種設(shè)備行業(yè)管理中的應(yīng)用，還可以強(qiáng)化檢驗(yàn)設(shè)備跟蹤處理的有效性和實(shí)時性，有利于提升檢驗(yàn)設(shè)備安全監(jiān)控的實(shí)質(zhì)效果。

3 GPS在特種設(shè)備行業(yè)管理中的發(fā)展趨勢

GPS在特種設(shè)備行業(yè)管理中的第一個發(fā)展趨勢就是頻率分集技術(shù)，實(shí)際上，老化衛(wèi)星被二代GPS系統(tǒng)替換的過程中已經(jīng)正在進(jìn)行。替換完成后，先進(jìn)的現(xiàn)代化衛(wèi)星可以為民用百姓提供三種新型的定位信號。第二個發(fā)展大趨勢就是對于射頻干擾的克服和解決。一般來說，GPS系統(tǒng)的功率比較低，為10～16瓦左右，很容易受到周圍強(qiáng)射頻信號的干擾而不能正常運(yùn)行。GPS系統(tǒng)接收器穿透噪聲主要是通過將接收的測距碼和存儲于本地的復(fù)制碼的相位進(jìn)行匹配。相位一樣時，GPS接收器就可以將定時信號左右精確的參照，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位功能。第三個發(fā)展的大趨勢是安裝某些綜合性的機(jī)械系統(tǒng)，保障定位誤差小于特定數(shù)值。利用微分GPS系統(tǒng)，將會直接獲取由地球同步軌道通信衛(wèi)星所發(fā)出的最新誤差校正信息，對地面參考接收器的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修正。