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GPS短波通信在石油测井应急情况中的应用 黄克功，曹 硕 (中国电子科技集团公司第二十二研究所，河南新乡453003) 摘 要：介绍了一种GPS短波通信设备的功能和特点，分析了它所使用的二进制频移键 控机制原理和射频传输机理，阐述了该设备的工作原理。在石油测井应急情况应用中，该设备 对提高工作效率、保护施工人员人身安全、减少财产损失具有重要的意义与作用。 关键词：GPS；2FSK；石油测井；DSP；应急情况 中图分类号-P228 文献标志码：A 文章编号：1008—9268(2009)04—0071—04 很容易用软件实现，所以在中低速数据通信系统中 引 言 得到广泛地应用‘3。。 在石油勘探过程中，井场钻井平台和测井公司 的信息往来，如了解井场状况和是否完钻，以及测 井工程车何时到井等情况的通信中，通常都采用 GSM移动通信技术。但是当井场位置处于一些通 信设施落后的边远区域时，如移动通讯没有覆盖到 的沙漠或无人区域，GSM移动通信技术无法实 现。这就使得测井工程车在到井途中会遇到很多 麻烦，诸如迷路、没有足够燃料、车辆发生故障等情 况，这时因无法和外面取得联系，会对施工人员的 人身和财产安全造成威胁[1盘]。 GPS技术具有全天侯、全天时、全球覆盖能 图1连续相位的二进制频移键控(2脚【)信号波形图 力。该系统昼夜不停地向地面发送导航定位信息， 图1为连续相位的2FSK信号波形图，通常 h洪精确、连续的三维位置和速度、时间信息。通 取^，2，即数字信号‘0’频率比数字信号‘1’频 过GPS终端，使用户在地球表面的任何地方，仅需 率高。在本系统中，利用2400Hz频率代表‘0’， 几秒钟到十几秒钟就能够确定自己的位置和精确 时间，获得相关的导航信息。本文设计了一种 帧速率为1帧／秒。 GPS短波通讯设备，以满足石油测井应急系统的 1．1 2FSK信号的数字调制原理 需要，确保现场施工人员的人身安全。 2FSK信号数字调制原理如图2所示，本系统 1二进制频移键控信号调制与解调 取采样速率正=9600Hz。 Shift Keying，FSK)调 频移键控(Frequency 制是用数字基带信号来控制高频载波频率的变化， 调制后的载波信号代表了要传送的数字信号。二 进制FSK(2FSK)信号中只有1和0，可用两个不 同的载波频率，。和^来分别表示数字信号‘1’和 图2 2FSK信号数字调制原理 ‘0’。由于2FSK系统受幅度非线性的影响小，且 收稿日期：200-06—28 · 2009．4／全球定位系统 ·71 器后，滤除^的倍频成分，则可以得到低通滤波器 令艿一f--十1,’dd‘(咒n’=。l。))，其中d(咒)为输人数 据。 sin(A,o*r) 假设2FSK信号的初始相位为0，则可得到 该信号中‘+’和‘一’分别对应2FSK中的‘0’ 2FSK信号为：s(力)=cos(2