[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

本發明涉及地球物理勘探領域，具體為一種基于互補格雷碼的地下管線定位裝置及方法。所述裝置包括編碼轉換器、互補格雷碼產生裝置、功分器、第一放大器、發射天線、接收天線、第二放大器、可調電延遲線、光電式信號采集裝置、速度傳感器、觸發控制裝置、GPS裝置、信號處理存儲裝置、顯示裝置。本發明在同一測量點分別使用互補格雷碼A和補碼B作為探測信號，將兩次探測得到的相關信息相加，可以顯著提高系統的信噪比。

技術領域

本發明涉及地球物理勘探領域，具體為一種基于互補格雷碼的地下管線定位裝置及方法。

背景技術

地下管線是城市賴以生存和發展的物質基礎，被稱為城市的“生命線”。隨著城市化建設和發展，地下管線的種類和數量迅速增多，各種管線縱橫交錯遍布整個城市。然而，受地下管線資料錯、漏和偏差較大等原因的影響，造成對地下管線分布情況誤判，進而導致在施工過程中事故頻發。因此，地下管線探測成為城市地下工程建設的必須環節。

在已有的管線探測方法中，探地雷達是根據電磁波在地下傳播過程中遇到介質的電性質不同會發生反射的原理進行管線探測的。與其它管線探測方法相比，具有適用范圍廣、快速靈活、定位準確等優點。

探地雷達依據探測信號的不同主要分為：脈沖體制探地雷達、線性調頻體制探地雷達和調頻步進體制探地雷達。目前市場上的探地雷達產品幾乎都是基于脈沖體制實現的。然而脈沖體制探地雷達存在難以同時兼顧分辨率和探測距離、受周圍電磁干擾較大、對非金屬管線這類弱目標探測率低的問題。線性調頻體制和調頻步進體制探地雷達采用大時寬帶寬積信號作為探測信號，因而這兩種體制探地雷達能同時兼顧分辨率和探測距離兩方面的要求。此外，這兩種體制的探地雷達的抗干擾性能也有一定的改善。但是，線性調頻體制和調頻步進體制探地雷達探測時會產生較高的距離旁瓣，從而掩蓋地下弱目標的回波信號，造成目標檢測率下降和虛警率增高，雖然采用旁瓣抑制技術可以抑制旁瓣，然而，旁瓣抑制是以信噪比損失及分辨率降低為代價的，因此，需要折中考慮這三方面的影響。

綜上可以看出，利用探地雷達對地下管線進行定位，需要在兼顧分辨率和探測距離的同時，盡可能的抑制噪聲，提高信噪比，進而提高對管線，特別是非金屬管線的探測率。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于互補格雷碼的地下管線定位裝置及方法，以提高現有探地雷達的信噪比，解決現有技術中非金屬管線探測率低的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于互補格雷碼的地下管線定位裝置，包括編碼轉換器、互補格雷碼產生裝置、功分器、第一放大器、發射天線、接收天線、第二放大器、可調電延遲線、信號采集裝置、信號處理存儲裝置、GPS裝置、顯示裝置；通過編碼轉換器控制互補格雷碼產生裝置產生碼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相連接的功分器分為探測信號和參考信號；功分器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；功分器的第二輸出端口順次連接可調電延遲線以及信號采集裝置第一輸入端口；功分器的第一輸出端口連接有第一放大器，第一放大器的輸出端連接有用于將探測信號發射至地下的發射天線；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接收；所述接收天線的信號輸出端口順次連接第二放大器和信號采集裝置的第二輸入端口；所述信號采集裝置的信號輸出端口連接信號處理存儲裝置第一輸入端口；GPS裝置連接信號處理存儲裝置第二輸入端口；信號處理存儲裝置輸出端口與顯示裝置連接。

進一步的，還包括觸發控制裝置和光電式速度傳感器；光電式速度傳感器與觸發控制裝置連接，觸發控制裝置輸出端與信號采集裝置第三輸入端口連接。

觸發控制裝置和光電式速度傳感器能夠保證精確地探測到同一地點的碼A和補碼B分別做為探測信號獲得的相關信息，可以使信噪比進一步提高。