【技术实现步骤摘要】
本申请涉及测量相关，具体涉及一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法及装置。
技术介绍
1、如今工程中常用的管道测量的传统方法包括：电磁感应法、地质雷达法、人工地震法和高密度电法。电磁感应法测量通过向地下金属管线通入电流，产生电磁场，通过接收到的磁场信息，得到管线具体位置；探地雷达法测量通过向目标管线发射电磁波，由于向地下传播时遇到地层及管线时会发生不同的反射效果，利用地面处的接收机接收反射波，得到管线位置、方向数据；高密度电法测量将直流电源通过电极向下供电，在地下半空间形成人工直流电场，然后研究由于土层及管线的存在所产生的电场变化，从而得到管线数据；人工地震法测量利用地震波在地下不同介质中的传播速度差异，地下不同介质特性的差异使反射波的频率、振幅、相位等均发生变化，分析研究地震波中变化特征，从而推断地下管线的形态、分布位置、状况等，确定地下目标体的存在位置。
2、传统管道测量方法中，电磁感应法的缺点为应用环境限制较大；地质雷达法的主要缺点为操作的难度较高、对于土壤类型具有一定的要求、使用成本较高，无法适应所有类型的探测需求；人工地震法存在受环境影响较大的缺点，在地质环境不稳定的测量条件下，无法实现安全准确的测量；高密度电法的缺点为在工程中需要将数百根电极插入土地中，对于设备的要求较高，工程量较大，导致测量经济效益不高。总体而言，传统的管道探测方法无法同时实现无管道材质限制、无测量环境限制同时满足测量经济效益的管道三维轨迹测量。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的
2、本申请第一方面提供了一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，包括：
3、获取目标数据；
4、其中，所述目标数据包括：预设的数据采集装置采集的数据；所述数据采集装置包括：三轴mems陀螺仪、三轴mems加速度计、单轴光纤陀螺仪和里程仪；预设的数据采集装置用于在待测量管道内运动；
5、基于正-逆向回溯滤波融合算法处理所述目标数据，得到地下管道三维轨迹。
6、在一些实施例中，所述获取目标数据，包括：
7、采用多位置初始对准方法，获取各个预设轴向的地球自转角速度分量，确定初始姿态角。
8、在一些实施例中，所述目标数据包括：正向数据和逆向数据；
9、所述获取目标数据，包括：所述数据采集装置，用于在待测量管道内运动沿正向运动经过所述待测量管道全程，采集正向数据，在待测量管道内运动沿逆向运动经过所述待测量管道全程，采集逆向数据。
10、在一些实施例中，所述基于正-逆向回溯滤波融合算法处理所述目标数据，得到地下管道三维轨迹，包括：
11、基于预设的测量系统，处理正向数据，得到地下管道正向三维轨迹；基于预设的测量系统，处理逆向数据，得到地下管道逆向三维轨迹；
12、融合所述地下管道正向三维轨迹和所述地下管道逆向三维轨迹，得到地下管道三维轨迹。
13、在一些实施例中，所述处理正向数据，得到地下管道正向三维轨迹，包括：
14、对所述正向数据进行处理，得到按时间顺序排列的正向顺时数据和按时间逆序排列的正向逆时数据；
15、正向测量实验数据沿时间顺序排列，计算得到第一组三维轨迹；
16、正向测量实验数据沿时间逆序排列，计算得到第二组三维轨迹；
17、融合所述第一组三维轨迹和所述第二组三维轨迹，得到地下管道正向三维轨迹；
18、向对应的，所述处理逆向数据，得到地下管道逆向三维轨迹，包括：
19、对所述逆向数据进行处理，得到按时间顺序排列的逆向顺时数据和按时间逆序排列的逆向逆时数据；
20、逆向测量实验数据沿时间顺序排列，计算得到第一组三维轨迹；
21、逆向测量实验数据沿时间逆序排列，计算得到第二组三维轨迹；
22、融合所述第一组三维轨迹和所述第二组三维轨迹，得到地下管道逆向三维轨迹。
23、在一些实施例中，所述测量系统，基于目标数据中三轴mems陀螺仪、三轴mems加速度计采集的数据、单轴光纤陀螺仪采集的数据和里程仪采集的数据，进行解算得到姿态数据。
24、在一些实施例中，其中，所述预设的测量系统为将惯性导航算法及简化惯导系统利用预设的卡尔曼滤波算法进行融合得到的。
25、在一些实施例中，所述融合所述地下管道正向三维轨迹和所述地下管道逆向三维轨迹，得到地下管道三维轨迹，包括：
26、对地下管道正向三维轨迹中的各个数据点和所述地下管道逆向三维轨迹中的各个数据点，进行数据点匹配，得到多组一一对应的数据点；
27、对每一组数据点进行加权融合，以得到地下管道三维轨迹。
28、本申请第二方面提供了一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量装置，包括：
29、获取模块，用于获取目标数据；
30、其中，所述目标数据包括：预设的数据采集装置采集的数据；所述数据采集装置包括：三轴mems陀螺仪、三轴mems加速度计、单轴光纤陀螺仪和里程仪；预设的数据采集装置用于在待测量管道内运动；
31、解析模块，用于基于正-逆向回溯滤波融合算法处理所述目标数据，得到地下管道三维轨迹。
32、本申请第三方面提供了一种电子设备，包括：
33、处理器，以及用于存储所述处理器可执行程序的存储器；
34、所述处理器，用于通过运行所述存储器中的程序，实现如上述适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法。
35、本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时使得所述处理器执行如上述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法。
36、本申请所提供的一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，包括：获取目标数据；其中，所述目标数据包括：预设的数据采集装置采集的数据；所述数据采集装置包括：三轴mems陀螺仪、三轴mems加速度计、单轴光纤陀螺仪和里程仪；预设的数据采集装置用于在待测量管道内运动；基于正-逆向回溯滤波融合算法处理所述目标数据，得到地下管道三维轨迹。如此设置本申请提供的方案基于惯性导航原理，具有不受外界干扰的优点。其采用光纤陀螺(fiber optic gyroscope(fog))的方式实现地下管道三维轨迹的精确测量。使用单轴光纤陀螺仪与三轴mems传感器、里程仪相融合的方式，采用正-逆向回溯滤波融合算法进一步提高精度，实现对轨迹不明的地下管道的三维轨迹探测工作，减少地下管道事故的发生。
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1.一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述获取目标数据，包括：
3.根据权利要求1所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述目标数据包括：正向数据和逆向数据；
4.根据权利要求3所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述基于正-逆向回溯滤波融合算法处理所述目标数据，得到地下管道三维轨迹，包括：
5.根据权利要求1所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述处理正向数据，得到地下管道正向三维轨迹，包括：
6.根据权利要求4所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述测量系统，用于基于目标数据中三轴MEMS加速度计采集的数据、单轴光纤陀螺仪采集的数据和里程仪采集的数据，进行解算得到姿态数据。
7.根据权利要求4所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述预设的测量系统解算结果由惯性导航算法解算结果及简化
8.根据权利要求4所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述融合地下管道正向三维轨迹和所述地下管道逆向三维轨迹，得到地下管道三维轨迹，包括：
9.一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量装置，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述获取目标数据，包括：
3.根据权利要求1所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述目标数据包括：正向数据和逆向数据；
4.根据权利要求3所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述基于正-逆向回溯滤波融合算法处理所述目标数据，得到地下管道三维轨迹，包括：
5.根据权利要求1所述的适用于地磁干扰条件的管道三维轨迹测量方法，其特征在于，所述处理正向数据，得到地下管道正向三维轨迹，包括：
6.根据权利要求4所述的适用于地磁干扰条...
【专利技术属性】
技术研发人员：王璐，刘珈辰，胡远彪，陈治德，祖雨彤，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：
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