[发明专利]一种新型非开挖高精度探棒技术

说明书

本发明公开了一种新型非开挖高精度探棒技术，包括由高精度磁传感器、力加速度传感器、模拟信号处理AD、信号接口转换、MCU数字信号处理、数字信号输出接口IO、INC运算模块、Az运算模块、Htotal运算模块和Dip运算模块，INC运算模块、Az运算模块、Htotal运算模块和Dip运算模块均采用优化程序算法在探棒内部计算；本发明一种新型非开挖高精度探棒技术直接在探棒内部计算，能够实时把探棒感应的磁分量信息、加速度分量信息快速获取，不会丢包和丢失采用信息，计算后的姿态信息比探棒感应采样磁分量信息、加速度分量信息量要小很多，精度要高很多，实时性高很多，同时还在探棒内部直接利用探棒采集到的磁分量信息、加速度分量信息计算出磁偏角Dip。

技术领域

本发明涉及非开挖技术领域，具体为一种新型非开挖高精度探棒技术。

背景技术

非开挖工程中的导向仪里面需要安装一个磁传感器，俗称探棒，探棒装在钻头里面，探棒能够把钻头的磁分量信息、加速度分量信息感应出来，提供给地面司钻人员，地面司钻人员根据电脑软件系统计算机软件得来钻头的姿态信息，来决定钻头前进的方向和下一步钻进的轨迹路径。

而非开挖的探棒感应的磁分量信息、加速度分量信息非常复杂，非开挖导向系统要从地下探棒获取的通过磁分量信息、加速度分量信息，经过调制电路，把磁分量信息、加速度分量信息调制成传输的信号，由导向系统传输到地面司钻电脑里，再解调出磁分量信息、加速度分量信息，由电脑软件计算出钻头的姿态信息，从而使得探棒的采样信息不能充分利用，精度不能保证，探棒采集的信息经过调制解调后，或有延时，实时性差，探棒采集的信息在传输工程中难免会受到外界信号干扰，误码或丢包，对姿态结果又一定的影响。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种新型非开挖高精度探棒技术，具有姿态精度高、实时性好、传输信息量小、及时准确的优点，解决了现有技术中的问题。

所述步骤如下：

（1）将高精度磁传感器和力加速度传感器固定在检测区域，进行检测数据，并通过模拟信号处理AD进行处理数据，从而得到Hx、Hy、Hz、Gx、Gy和Gz；

（2）INC运算模块根据Gx、Gy和Gz进行计算倾角，当倾角为inc时，计算方式如下：；

（3）Az运算模块根据Hx、Hy、Hz、Gx、Gy和Gz进行计算方位角，当方位角为Az时，计算方式如下：；

（4）Htotal运算模块根据Hx、Hy和Hz进行计算总的重力加速度，当总的重力加速度为HTotal时，计算方式如下：；

（5）Dip运算模块根据Hx、Hy、Hz、Gx、Gy和Gz进行计算磁倾角，当磁倾角为dip时，计算方式如下：，其中，；

（6）计算完成后，信号接口转换进行转换数据，并传输至至MCU数字信号处理，MCU数字信号处理模块进行处理数字信号，最后通过数字信号输出接口IO进行传输数据。

优选的，所述INC运算模块、Az运算模块、Htotal运算模块和Dip运算模块均采用优化程序算法在探棒内部计算。

优选的，所述高精度磁传感器和力加速度传感器可根据实际情况进行增添和减少。

优选的，所述Hx表示X轴的重力加速度分量信息，Hy表示Y轴的重力加速度分量信息，Hz表示Z轴的重力加速度分量信息，Gx表示X轴的地磁感应分量信息，Gy表示Y轴的地磁感应分量信息，Gz表示Z轴的地磁感应分量信息。

该发明中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：