[发明专利]一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统

说明书

本发明公开了一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统，方法如下：1、建立三维地面坐标系；2、根据预先掌握的管道信息，设置管道外的坐标修正电路并测量该点处管道中心位置的垂直深度，再确定出坐标修正点和管道首末端的三维坐标，并将所测的数据提前写入数据处理器中；3、将定位装置固定在管道机器人上，结合MEMS惯性测量模块的态角数据和里程采集模块的数据完成对管道机器人的定位；4、在管道机器人行进过程中，当接收线圈第k(k＝1,2,3…)次产生感应电流并达到最大值时，将第k个坐标修正值写入数据存储模块；步骤5、完成管道定位后，上位机对存储模块中的数据进行读取、修正以及三维显示。本发明适用范围广、计算精度高。

技术领域

本发明涉及管道测绘领域，尤其涉及一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统。

背景技术

管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一，它具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点。

管道输运是否正常运行是关乎民生安全和国民经济发展的重大问题。当地下管道被破坏时可能会造成巨大的经济损失，甚至会造成重大环境污染和人员伤亡事故。当地下管道位置不明确时，会给地下施工带来很多不便。为防止地下管道被外力破坏，并且使地下施工顺利进行，需要提前掌握地下管道的位置信息。目前常用的地下管道位置探测方法有电磁感应法、高密度电法和高精度磁测法。但以上检测技术存在其相应的局限性：对于埋深在5米以下或穿过河流、湖泊的管道，应用电磁感应法探测难以达到精度要求；现实中一条地下管道的长度可以达到数百公里，对于长输地下管道，应用高密度电法和高精度磁测法操作不够方便。

《一种基于MEMS惯性测量单元的管道测绘及缺陷定位装置及其管道测绘及缺陷定位方法》专利申请号：CN201410448626.9，仅结合MEMS惯性测量单元和里程轮数据进行定位，没有解决惯性导航定位的累计误差问题，不适用于长输管道的定位。

《一种天然气长输管道位置信息采集方法》专利申请号：CN201110033080.7，公开号：CN102168806A。该方法主要利用GPS原理定位，要求至少4颗以上有效卫星，实施工程复杂，定位效率较低，对环境和天气具有一定要求，管道定位精度不高。

本发明利用惯性导航原理，短距离可以实现准确定位；并且本发明加入坐标修正单元解决了惯性导航累积误差的问题，提高了长输管道的定位精度；本发明的上位机坐标修正算法合理，进一步提高了管道定位精度。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统，适用于金属和非金属管道，并且运用惯性导航原理定位，使得可定位的管道深度范围变广，而运用坐标修正单元解决了感性导航累计误差的问题，提高管道定位精度。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统，适用于金属和非金属管道，并且运用惯性导航原理定位，使得可定位的管道深度范围变广，而运用坐标修正单元解决了感性导航累计误差的问题，提高管道定位精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种长输地下管道定位的误差补偿方法，方法的具体步骤如下：

步骤1、以管道入口或管道入口附近的标志建筑设置为坐标原点，建立三维地面坐标系O-XYZ；

步骤2、根据预先掌握的管道位置信息，垂直于O-XY平面向下钻孔至管道表面，设置管道外的坐标修正电路并测量该点处管道中心位置的垂直深度，再利用工程测距仪确定出坐标修正点和管道首末端的三维坐标，并将所测的数据作为坐标修正值提前写入数据处理器中；

步骤3、将定位装置固定在管道机器人上，结合MEMS惯性测量模块的态角数据和里程采集模块的数据完成对管道机器人的定位；