【技术实现步骤摘要】
地下管线的惯性吹球测量系统及方法
[0001]本专利技术属于测量
，具体涉及一种地下管线的惯性吹球测量系统及方法。
技术介绍
[0002]目前常用地下管线定位方法中有地球物理方法（如电磁感应法、探地雷达法等）和非地球物理方法（如惯性陀螺仪定位法、声学探测法等），其中较有代表性的有基于电磁定位仪(Electromagnet Locator, EML)的电磁探测法、探地雷达(Ground Probing/Penetrating Radar, GPR)方法和磁探测法等，配套使用的仪器有美国DCI（Digital Control Incorporated，DCI）公司生产的Eclipse系列和 Mark系列无线导向定位仪、英国雷迪(Radio
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detection)公司生产的RD(Radio
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Detection，RD)系列管线定位仪以及其它多种探地雷达等。这些方法大都是利用管线与周围介质物理特性的差异进行探测，其可用性均受到电磁干扰、铁磁干扰和管线埋深的影响。
[0003]为了应对...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地下管线的惯性吹球测量系统，其特征在于，包括惯性测量吹球、数据后处理单元和动力装置；惯性测量吹球包括测量球载体、传感器组和数据记录仪，测量球载体包括外壳和用于固定内部传感器组和数据记录仪的安装支架，支架与外壳固定连接，传感器组和数据记录仪刚性固定安装在测量球载体内部；传感器组包括惯性测量单元IMU、速度传感器和磁力计，或者包括惯性测量单元IMU和速度传感器，或者仅包含惯性测量单元IMU，IMU由三个陀螺、三个加速度计和数据处理器构成，用于测量惯性测量吹球的三轴非引力加速度和三轴角速度向量，或者采用两轴陀螺和单轴加速度计，用于测量惯性测量吹球航向轴和俯仰轴的加速度、前向轴角速度向量，磁力计用于测量磁场强度和方向、定位设备的方位；数据记录仪按照时间顺序同步记录和存储传感器组的测量数据；数据后处理单元用于事后处理数据记录仪中记录的原始数据；动力提供装置为惯性测量吹球提供动力，使其在被测量的管道中快速运动，按照特定的步骤完成管道测量的数据采集工作。2.一种利用权利要求1所述的惯性测量吹球系统实现的地下管线的惯性吹球测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定待测管道的吹入点和吹出点；步骤2，将惯性测量吹球放置在吹入点静置一定时间，并启动传感器组进行数据采集，数据记录仪按照时间顺序同步记录和存储传感器组的测量数据；步骤3，执行吹球操作，数据记录仪按照时间顺序同步记录和存储传感器组的测量数据；步骤4，当惯性测量吹球到达管道吹出点时进行收球操作，静置一定时间后，完成一次数据采集；步骤5，调换吹入点与吹出点；步骤6，重复执行步骤2
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步骤5，直至完成所需测量次数后停止数据采集；步骤7，根据步骤2获取的惯性测量吹球在吹入点静置时间段内的数据，得到惯性测量吹球的陀螺初始零偏；步骤8，根据步骤2获取的惯性测量吹球在吹入点静置时间段内的数据，计算惯性测量吹球的初始横滚角与初始俯仰角；步骤9，利用机械编排算法对步骤3获取的惯性测量吹球运动数据进行处理，获取惯性测量吹球的行进轨迹；步骤10，根据步骤9获取的惯性测量吹球行进轨迹与步骤1中吹入点和吹出点的三维坐标进行组合解算，并做多次迭代，获取初始航向角；步骤11，根据步骤10获取的初始航向角、步骤8获取的初始横滚角和初始俯仰角、步骤3获取的惯性测量吹球运动数据和步骤4获取的到达后静置数据进行反向平滑或DR航位推算，获取管道三维坐标序列。3.如权利要求2所述的一种地下管线的惯性吹球测量方法，其特征在于：步骤1中取管道的测量起始点与测量结束点为吹入点和吹出点，并通过测量设备分别获取吹入点和吹出点的三维位置坐标。4.如权利要求2所述的一种地下管线的惯性吹球测量方法，其特征在于：步骤3中进行
吹球操作前需保证惯性测量吹球位于...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛小骥，陈起金，胡俊东，张晓江，李思琪，姜卫平，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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