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地下管线惯性定位仪(管道惯性陀螺仪)是具有自主知识产权的地下管道定位设备,采用航天器的自主导航技术—惯性导航技术,利用组合导航以及基于IMU/里程/运动特征/环境特征的多传感器信息融合和误差在线补偿技术,能够精准可靠地获取城市复杂环境下的地下管线三维信息。地下管线惯性定位仪解决了传统技术存在的受埋深、地质条件、电磁干扰等因素影响造成测试结果不可靠的问题。其优势在于:
l 不受外界电磁干扰;
l 不受管道埋深影响;
l 适应于各种材质、口径的管道;
l 不受地面条件限制;
l 测量速度快、测量精度高;
l 测量结果可靠。
发展历史
◼ 智慧城市建设的深入和完善,对地下管线等基础数据的可靠性提出了高的要求。
◼ 非开挖施工的需要:非开挖施工是国内外蓬勃发展的朝阳产业,需求量和重要性提升。在该领域,前期和竣工过程均需要对地下管道进行精确测量,需便捷易行的测量手段获得尽可能准确的地下管线数据。
2002年 国内首次从事基于惯性技术在地下管线测量方面的研究
2004年 采用惯性技术研制成功第一台小口径管道测量仪器,深度方向精度基本满足非开挖工程的需求
2006年 研制成功外部供电的地下管线测量系统,各项指标均满足工程需求
2008年 研制成基于惯性技术的随钻测量系统原理样机
2009年 开发成功内部供电的地下管线测量系统样机
2010年 开发完成地下管线管理系统软件
2012年 地下管线测量系统完成工程产品化过程,并开始投入市场
2013年 研制成功带定位功能的cctv原理样机
2014年 研发出蠕动式管道机器人样机
2016年 地下管线惯性定位仪 4.0版本,并研制配套的现场辅助工具:如手自一体牵引器,管口导向装置等
2017年 开始研发适用于小管径电力管道的JC系列地下管线惯性定位仪
2017年 研制成功JC2管线定位仪,实现产品序列化。
2018年 地下空间精准定位与智慧管理项目获得发明创业成果奖(二级)
2019年 中国机械工业科技进步二等奖
2020年 中国标准化协会2项地下管线团体标准的制定
2021年 小口径管道仪器研发成功
2021年 中国仪器仪表学会科学技术发明二等奖
2022年 市政管道工程、非开挖工程、测绘研究院的普遍应用
工作原理
地下管线惯性定位仪,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。搭载惯导模块的仪器或机器人在管内运动,其运动轨迹等同于管道的三维信息。内置陀螺仪和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。
特点
u 管内测量
u 能准确测量地下管线三维位置数据
u 不受地下管线埋深以及探测距离影响
u 不受地下管线材料材质影响
u 不受地下管线所处地质环境外界磁场影响
u 适用现有管线准确探测和竣工管线准确测量领域
u 适用于现有地下管线的有预留管道的位置探测
u 适用于开挖、非开挖地下管线的竣工管线位置测量
应用
ü 为城市规划和设计提供依据
ü 为施工提供可靠数据、减少施工事故
ü 提高地下空间利用率、城市管理水平
主要应用场景:电力、燃气、石油、热力、通讯等管道普查、施工前详查、竣工验收、应急抢修等
技术参数
厘米级的精度,40-1500MM内管径全覆盖。
注意事项
除了石油管道,运行中管道目前无法使用。