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陀螺仪管道定位系统

发布日期:2018-05-24    点击次数:939

随着燃气管道敷设区域的扩大,其中非开挖顶管施工因其彻底解决管道埋设施工对城市建筑物的破坏和道路交通堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面等优势,被越来越多的使用。但非开挖顶管施工也存在局限性,管线轨迹具有不确定性,对此类管线的平面位置和深度探测是新的难题。

深埋非开挖管线定位方法有电磁感应法、磁梯度法、触探法等,而目前已知世界上最精确的是基于陀螺仪的独立管道测绘系统,如比利时产Reduct惯性陀螺仪管道定位系统。依靠高精度陀螺仪,便捷的外业操作,配合先进的数据后处理系统,能精准得到被测管道的空间三维坐标信息。主要用于地下管道的空间位置探测,并可将数据转入GISAutoCADSolidworks等工具软件,尤其适合非开挖行业顶管施工的竣工测量、工程施工场地管线详查等领域。

该系统包括硬件部分和软件部分,硬件部分由测量单元、行进单元、外部控制单元、计算机及牵引绳组成。软件部分位于专门计算机内,包括通讯、计算、显示和数据管理等模块。工作原理为:以惯性定律为原理,以陀螺仪作为技术核心,用来感测与维持方向,基于角动量守恒定律理论设计。内置3个陀螺仪和3个加速度计分别测量定位仪的坐标系分量,经过坐标变换,把加速度信息转换为沿导航坐标系的加速度,并运算出定位仪的位置、速度、航向和水平姿态。再结合起点和终点的坐标进行计算,得到定位仪运动的空间轨迹,进而求得管道的平面位置及埋深。

该技术存在如下优势及局限性:

优势:

1.理论上无探测深度限制,适用于所有管埋方式,可测量所有管材的管道,不受地形地物影响;

2.测量精度高。允许值:平面0.25%*L;高程0.1%*LL为设备在管道中行进的长度);

3.定位方式、数据采集与电磁波或磁场无关,不受电磁干扰。

局限性:

1.运行中管道无法使用;

2.作业繁琐,穿越管道频繁,准备工作时间长,需要人员多;

3.数量量大,软件操作复杂。

 

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