[发明专利]一种基于互补格雷码的地下管线定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于互补格雷码的地下管线定位装置，其特征在于，包括编码转换器（1）、互补格雷码产生装置（2）、功分器（3）、第一放大器（4）、发射天线（5a）、接收天线（5b）、第二放大器（7）、可调电延迟线（6）、信号采集装置（8）、信号处理存储装置（10）、GPS装置（11）、显示装置（13）；通过编码转换器（1）控制互补格雷码产生装置（2）产生码A或补码B；所述码A或补码B通过与互补格雷码产生装置（2）相连接的功分器（3）分为探测信号和参考信号；功分器（3）设有用于输出探测信号的第一输出端口和用于输出参考信号的第二输出端口；功分器（3）的第二输出端口顺次连接可调电延迟线（6）以及信号采集装置（8）第一输入端口；功分器（3）的第一输出端口连接有第一放大器（4），第一放大器（4）的输出端连接有用于将探测信号发射至地下的发射天线（5a）；发射至地下的探测信号在管线处会发生反射形成反射信号，反射信号经接收天线（5b）接收；所述接收天线（5b）的信号输出端口顺次连接第二放大器（7）和信号采集装置（8）的第二输入端口；所述信号采集装置（8）的信号输出端口连接信号处理存储装置（10）第一输入端口；GPS装置（11）连接信号处理存储装置（10）第二输入端口；信号处理存储装置（10）输出端口与显示装置（13）连接。

2.如权利要求1所述的基于互补格雷码的地下管线定位装置，其特征在于，还包括触发控制装置（9）和光电式速度传感器（12）；光电式速度传感器（12）与触发控制装置（9）连接，触发控制装置（9）输出端与信号采集装置（8）第三输入端口连接。

3.如权利要求2所述的基于互补格雷码的地下管线定位装置，其特征在于，还包括设有车轮（14）和扶手（15）的推车；除显示装置（13）和光电式速度传感器（12）以外其余装置均集成在一个机箱（16）内，机箱（16）通过固定杆固定在推车车体上，显示装置（13）固定在推车扶手（15）上端处，光电式速度传感器（12）安装在车轮（14）轴心处。

4.一种基于互补格雷码的地下管线定位方法，采用权利要求2或3所述的装置来实现，其特征在于，该方法是采用如下步骤实现的：

a. 整个基于互补格雷码的地下管线定位装置沿测量线路前行，利用编码转换器（1）控制互补格雷码产生装置（2）产生的码A作为探测信号；探测信号码A经功分器（3）后分为探测信号和参考信号；参考信号通过可调电延迟线（6）调节，以保证参考信号和探测信号在电缆中传输的延时相等，之后通过信号采集装置（8）采集参考信号；探测信号经第一放大器（4）放大后经发射天线（5a）发射到地下；发射信号在管线处会发生反射，反射信号由接收天线（5b）接收后，经第二放大器（7）放大后送入信号采集装置（8）；触发控制装置（9）通过记录光电式速度传感器（12）的脉冲数计算基于互补格雷码的地下管线定位装置的位移量，当位移量等于预先设置的位移量时，触发控制装置（9）输出触发信号至信号采集装置（8），用以触发采集接收到的参考信号和反射信号；将采集到的参考信号和反射信号在信号处理存储装置（10）进行相关处理，并存储相关后的数据；

b. 利用编码转换器（1）控制互补格雷码产生装置（2）产生的补码B作为探测信号，基于互补格雷码的地下管线定位装置重复与步骤a相同的测线行进，触发控制装置（9）设定与步骤a中相同的位移量作为触发信号，重复a中所述的探测信号由发射到地下至反射信号和参考信号进行相关处理并存储的步骤，目的是使两次测量中可以在同一测量点分别获得码A和补码B作为探测信号时的相关信息；

c. 将码A作为探测信号得到相关信息和补码B作为探测信号的相关信息在信号处理存储装置（10）进行相加处理，以及在此基础上进行成像处理；可以获得管线的埋深信息；通过GPS装置（11）得到的经度和纬度信息送给信号处理存储装置，可以获得管线的经度和纬度信息；将定位结果通过显示装置（13）显示输出。