基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统及方法，该系统包括路由模块、扬声模块、接收模块和定位模块，利用路由模块接收操作指令，并根据该操作指令生成与广播同步指令，利用扬声模块接收同步指令并广播声波信号，非开挖导向钻头接收到该声波信号后会产生共振声波信号，利用接收模块接收同步指令，并从地表N个位置采集共振声波信号，然后向定位模块传输该共振声波信号，利用定位模块接收同步指令和共振声波信号，并根据同步指令、共振声波信号声强以及共振声波信号采集位置，通过多球定点法解算出非开挖导向钻头的位置。本发明专利技术提供的系统不需要额外改造钻头，结构简单、操作快速、仪器轻便，成本低，适用所有非开挖导向钻头。

【技术实现步骤摘要】
基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统及方法
本专利技术涉及无线定位
，尤其是一种基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统及方法。
技术介绍
非开挖技术被广泛用于给排水、通信、能源等领域的地下管线施工，受地层条件影响施工时易出现偏离预定轨道的情况。为避免初步的导向钻进时出现跑钻、别钻等事故，目前施工较为常用的措施是使用定位导向设备对钻头进行跟踪定位。电磁信号定位是现在最为常用的定位方法之一。现有的电磁信号定位存在的主要不足是需要额外改造钻头、成本高昂、使用繁琐、对设备要求高等。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统及方法，用于克服现有技术中需要额外改造钻头、成本高昂、使用繁琐、对设备要求高等缺陷。为实现上述目的，本专利技术提出一种基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统，包括：路由模块，用于接收操作指令，根据所述操作指令生成同步指令并广播所述同步指令；扬声模块，用于接收所述同步指令，并广播声波信号；非开挖导向钻头接收到所述声波信号后产生共振声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统，其特征在于，包括：/n路由模块，用于接收操作指令，根据所述操作指令生成同步指令并广播所述同步指令；/n扬声模块，用于接收所述同步指令，并广播声波信号；非开挖导向钻头接收到所述声波信号后产生共振声波信号；所述声波信号的频率与非开挖导向钻头的固有频率相差小于10Hz；/n接收模块，用于接收所述同步指令，并从地表N个位置采集共振声波信号，然后向定位模块传输所述共振声波信号，其中N≥3；/n定位模块，用于接收所述同步指令和所述共振声波信号，并根据所述同步指令、共振声波信号声强以及共振声波信号采集位置，通过多球定点法解算出所述非开挖导向钻头的当前位置；...

【技术特征摘要】
1.一种基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统，其特征在于，包括：
路由模块，用于接收操作指令，根据所述操作指令生成同步指令并广播所述同步指令；
扬声模块，用于接收所述同步指令，并广播声波信号；非开挖导向钻头接收到所述声波信号后产生共振声波信号；所述声波信号的频率与非开挖导向钻头的固有频率相差小于10Hz；
接收模块，用于接收所述同步指令，并从地表N个位置采集共振声波信号，然后向定位模块传输所述共振声波信号，其中N≥3；
定位模块，用于接收所述同步指令和所述共振声波信号，并根据所述同步指令、共振声波信号声强以及共振声波信号采集位置，通过多球定点法解算出所述非开挖导向钻头的当前位置；所述定位模块执行以下操作：
获取在N个位置接收的共振声波信号的声强，其中N≥3；
根据声强在地下的衰减特性，以及共振声波信号采集位置的三维坐标，计算非开挖导向钻头与各共振声波信号采集位置之间的距离，通过多球定点法解算出所述非开挖导向钻头的当前位置。


2.如权利要求1所述的基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统，其特征在于，所述路由模块包括：
人机交互单元，用于接收操作指令；
无线信号发射单元，用于根据所述操作指令生成同步指令并广播所述同步指令。


3.如权利要求1所述的基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统，其特征在于，所述扬声模块包括：
无线信号接收单元，用于接收并解析同步指令；
扬声器单元，与无线信号接收单元信号连接，在无线信号单元验证通过同步指令后，生成并广播声波信号。


4.如权利要求1所述的基于声波共振的非开挖导向钻头的声波定位系统，其特征在于，所述接收模块包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：曾真，孙平贺，曹函，刘伟胜，卢雨帆，颜增豪，马梦媛，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43