[發明專利]一種基于互補格雷碼的地下管線定位裝置及方法

有效

• 申請號: 201710602538.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107390276B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 李靜霞;劉麗;王冰潔;張建國;徐航;王云才
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01V3/17
• 分類號: G01V3/17;G01S13/88
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

1.一種基于互補格雷碼的地下管線定位裝置，其特征在于，包括編碼轉換器（1）、互補格雷碼產生裝置（2）、功分器（3）、第一放大器（4）、發射天線（5a）、接收天線（5b）、第二放大器（7）、可調電延遲線（6）、信號采集裝置（8）、信號處理存儲裝置（10）、GPS裝置（11）、顯示裝置（13）；通過編碼轉換器（1）控制互補格雷碼產生裝置（2）產生碼A或補碼B；所述碼A或補碼B通過與互補格雷碼產生裝置（2）相連接的功分器（3）分為探測信號和參考信號；功分器（3）設有用于輸出探測信號的第一輸出端口和用于輸出參考信號的第二輸出端口；功分器（3）的第二輸出端口順次連接可調電延遲線（6）以及信號采集裝置（8）第一輸入端口；功分器（3）的第一輸出端口連接有第一放大器（4），第一放大器（4）的輸出端連接有用于將探測信號發射至地下的發射天線（5a）；發射至地下的探測信號在管線處會發生反射形成反射信號，反射信號經接收天線（5b）接收；所述接收天線（5b）的信號輸出端口順次連接第二放大器（7）和信號采集裝置（8）的第二輸入端口；所述信號采集裝置（8）的信號輸出端口連接信號處理存儲裝置（10）第一輸入端口；GPS裝置（11）連接信號處理存儲裝置（10）第二輸入端口；信號處理存儲裝置（10）輸出端口與顯示裝置（13）連接。

2.如權利要求1所述的基于互補格雷碼的地下管線定位裝置，其特征在于，還包括觸發控制裝置（9）和光電式速度傳感器（12）；光電式速度傳感器（12）與觸發控制裝置（9）連接，觸發控制裝置（9）輸出端與信號采集裝置（8）第三輸入端口連接。

3.如權利要求2所述的基于互補格雷碼的地下管線定位裝置，其特征在于，還包括設有車輪（14）和扶手（15）的推車；除顯示裝置（13）和光電式速度傳感器（12）以外其余裝置均集成在一個機箱（16）內，機箱（16）通過固定桿固定在推車車體上，顯示裝置（13）固定在推車扶手（15）上端處，光電式速度傳感器（12）安裝在車輪（14）軸心處。

4.一種基于互補格雷碼的地下管線定位方法，采用權利要求2或3所述的裝置來實現，其特征在于，該方法是采用如下步驟實現的：

a. 整個基于互補格雷碼的地下管線定位裝置沿測量線路前行，利用編碼轉換器（1）控制互補格雷碼產生裝置（2）產生的碼A作為探測信號；探測信號碼A經功分器（3）后分為探測信號和參考信號；參考信號通過可調電延遲線（6）調節，以保證參考信號和探測信號在電纜中傳輸的延時相等，之后通過信號采集裝置（8）采集參考信號；探測信號經第一放大器（4）放大后經發射天線（5a）發射到地下；發射信號在管線處會發生反射，反射信號由接收天線（5b）接收后，經第二放大器（7）放大后送入信號采集裝置（8）；觸發控制裝置（9）通過記錄光電式速度傳感器（12）的脈沖數計算基于互補格雷碼的地下管線定位裝置的位移量，當位移量等于預先設置的位移量時，觸發控制裝置（9）輸出觸發信號至信號采集裝置（8），用以觸發采集接收到的參考信號和反射信號；將采集到的參考信號和反射信號在信號處理存儲裝置（10）進行相關處理，并存儲相關后的數據；

b. 利用編碼轉換器（1）控制互補格雷碼產生裝置（2）產生的補碼B作為探測信號，基于互補格雷碼的地下管線定位裝置重復與步驟a相同的測線行進，觸發控制裝置（9）設定與步驟a中相同的位移量作為觸發信號，重復a中所述的探測信號由發射到地下至反射信號和參考信號進行相關處理并存儲的步驟，目的是使兩次測量中可以在同一測量點分別獲得碼A和補碼B作為探測信號時的相關信息；

c. 將碼A作為探測信號得到相關信息和補碼B作為探測信號的相關信息在信號處理存儲裝置（10）進行相加處理，以及在此基礎上進行成像處理；可以獲得管線的埋深信息；通過GPS裝置（11）得到的經度和緯度信息送給信號處理存儲裝置，可以獲得管線的經度和緯度信息；將定位結果通過顯示裝置（13）顯示輸出。