组合导航系统在管道地理位置测量中的应用

精确测定管道的地理位置对提高管道维修效率和完善管道分布资料,有着相当重大的意义。组合导航系统是近年来导航定位技术的一个发展方向。相比单一的导航系统,组合导航系统可以明显提高定位的精度。将组合导航系统应用到管道地理位置测量中,可以精确测量出管道的地理位置。因而组合导航定位技术是一种先进的管道内检测定位技术,同时也是测量管道地理位置的主要方法。 本文首先阐述了组合导航系统的特点、原理和发展现状,介绍了导航所必要的一些基本知识,着重分析、推导了捷联式惯性导航系统基本算法。其次,分析了GPS(全球定位系统)导航的基本算法(伪距测量定位法和载波相位测量定位法),详细介绍了伪距测量定位法。同时,分析了GPS定位的一些误差来源。其后,研究了组合导航系统误差的主要修正算法—卡尔曼滤波,分析了卡尔曼滤波的原理和算法。最后,进行了惯性导航的硬件电路设计,并将硬件电路板安装在小车上进行了运动数据的采集。 本文通过对GPS和INS(惯性导航系统)算法和特点的研究,建立了GPS/INS组合导航系统的模型;根据管道检测器在管道中运行的特点,提出了GPS/INS组合导航系统在管道地理位置测量中的应用方法;通过分析采集到的载体运动数据,能够清楚地看出载体的运动趋势,为进一步计算载体的轨迹提供了有力的支持,也表明了通过惯性器件测量载体的运动是可行的。