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应用背景
管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输行业之一，己成为现代工业和国民经济的命脉。管道运输的发展与能源工业，特别是石油工业的发展密切相关。由于管道设备在运送气体、液体、浆体等散装物品方面具有独特的优势，管道运输在世界范围内发展很快，西方管道技术发达国家开展管道运输已经有百余年历史，而我国应用管道运输技术仅有不到五十年的历史，尤其在原油、天然气和成品油运输行业发展很快，并且在我国国民经济建设中发挥着越来越重要的作用.管道运输作为重要的运输行业之一，管道运输凭借其安全、高效、节能、环保等特点，己经无可替代地被广泛地应用在多个领域.据中国石油天然气管道科研中心专家介绍，中国目前长距离油气输送管道总长已超过8万公里，目前在建和拟建的管道总里程也有2万多公里，城市天然气管网更是在以前所未有的速度发展。
输油管线的增多，管龄的增长，人为的破坏，施工缺陷及化学腐蚀等因素的影响，泄漏是输油（气）管道运行的主要故障。特别是近年来，输油管道被打孔盗油以及腐蚀穿孔造成泄漏事故屡有发生，严重干扰了正常生产，造成巨大的经济损失和环境污染，仅胜利油田每年经济损失就高达上千万元。因此，输油（气）管道泄漏监测成为石油、石化领域亟待解决的问题。先进的管道泄漏自动监测，可以及时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失，具有明显的经济效益和社会效益。
输油管网原油输送状态检测、控制主要是由分布在输油管线的计量间（阀室）负责完成的，计量间通常地处远离城市的野外荒漠，受通信制约，传统的人工抄表仍是目前输油管网状态数据采集的主要方式，每次统计各输油网点输送量需要耗费大量人力及物力等资源，更主要的是相关部门无法及时、动态了解各输油管线使用情况，阻碍了生产效率、管理水平的提高和生产运行成本的降低。
针对石油、石化输油（气）管道人工巡视，管线运行数据靠人工读取现状，本卫星数据传输终端设备可提供不受油气管道地域限制的卫星数据传输解决方案，可有效解决输油管线实时检测、远程遥控控制等瓶颈问题。
卫星数据传输架构
卫星数据传输终端设备以舒拉亚（THURAYA）卫星通信系统为通信平台，通过综合应用舒拉亚卫星通信、GPS卫星定位、数字信号处理、计算机信息处理等技术，对监控目标实施远距离、大范围、全天时、全天候监控，实时掌握监控目标当前状态、传输管线采集数据、发送控制命令等，数据传输的总体架构如图1所示。
卫星数据传输终端设备将采集数据通过卫星数据链路上传到卫星，通过卫星数据交换转发到与地面数据处理平台连接的卫星终端，数据处理平台通过读取卫星终端的数据，实现对监控数据的采集。数据处理平台也可通过卫星终端将控制命令发送到卫星后转发到阀室卫星终端，实现信息对阀室设备的控制。
卫星数据传输终端设备
♦ 设备的组成
卫星数据传输终端设备主要由卫星数据传输设备主机和卫星通信天线二部分组成。设备主机如图2、3所示。卫星通信天线为通信和GPS二合一平板天线，天线背面的两个射频接口与卫星通信终端的GPS和SAT两个射频接口连接。
图2 卫星终端外形图
图3 卫星终端外形正面图
♦ 安全机制
卫星数据传输是通过无线链路完成的，为了增强数据传输的安全性，卫星数据传输设备采用可更新密钥加密。
卫星终端在进行数据传输之前，从预存的N个密钥中随机选择一个密钥对数据进行加密。数据处理平台在接收到卫星通信终端的数据后，根据密钥编号进行解密操作。
卫星终端中预存的密钥可以通过设备对外接口进行更新，以保证数据的安全。卫星数据传输系统的数据加密/解密操作如图4所示。
图4 卫星数据传输系统数据信息加密/解密
设备特点
♦ 基于舒拉亚卫星GmPRS、SMS功能，集数据传输、定位为一体，能够满足全天候、全时空、全地域短信、数据的双向通信要求；
♦ 定期数据发送、临时数据提取随意选择。支持点到点、点到多点数据传输，支持大容量集团用户、大范围、跨区域监控管理应用；
♦ 实时终端状态监控、事件存储和刷新；
♦ 依托卫星定位优势，可快速对监测点定位，实时监控设定目标位置、运行速度、运动轨迹；
♦ 密钥加密管理机制，保证数据传输安全可靠；
♦ 模块设计，安装容易、操作简便；
♦ 体积小、重量轻、耗电低、坚固、耐用，适合固定、车载、船载等各种应用条件；
♦ 可外接驳各种传感器或数据处理设备。
