[發明專利]一種水下管道位置坐標測量方法

有效

• 申請號: 202110259413.1
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113155120B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 慕慶波;李秀芹;衛杰;李耀明;朱亞凱;劉勝山
• 申請（專利權）人: 中石化管道技術服務有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S19/49
• 代理公司: 河南華凱科源專利代理事務所(普通合伙) 41136
• 代理人: 王傳明;張萌萌

一種水下管道位置坐標測量方法，包括定位獲取裝置首先獲取水面上第一位置的第一坐標位置數據；水下機器人從第一位置下潛至水中第二位置，同時慣導系統采集第一路徑的第一運動數據；水下機器人到達第二位置后，根據第一坐標位置數據和第一運動數據得出管道坐標P；其中，第二位置在被測管道正上方河床上；水下機器人從第二位置上浮至水面第三位置，并通過定位獲取裝置獲取第三位置的第二位置信息；水下機器人從第二位置上浮至水面第三位置的過程中，慣導系統采集第二路徑的第二運動數據；根據第二位置信息和第二運動數據得出管道坐標P；對第一坐標數據和第二坐標數據求平均值，得出管道的位置坐標，該方法操作，位置計算精確，實用性較強。

技術領域

本發明涉及管道測量，具體為一種水下管道位置坐標測量方法。

背景技術

管道的位置坐標作為實施管道運營管理與安全生產中必不可少的基礎信息，是管道完整性數據不可或缺的組成部分。缺失管道位置數據不僅使管道施工、檢測、維護、開挖修復等正常生產活動無法開展，更導致其他工程單位在施工過程中給埋地管道的安全帶來無法估量的威脅。

使用GNSS定位獲取位置坐標，是一項成熟的技術，其基本原理是通過測量四顆或四顆以上已知位置的衛星與GNSS接收機的距離，通過距離交會的方式來確定接收機的位置。目前世界上的GNSS包括美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的Galileo以及中國的BDS。GNSS定位技術同樣適用于對管道位置坐標的測量，常規做法是，工程人員在管道正上方地面使用GNSS接收機獲取坐標數據，利用此方法，在GNSS接收機能接收衛星信號的前提下，可測量管道任意位置的坐標。但是，在測量敷設在水下的管道位置時，由于衛星導航需要接收三顆以上的衛星信號進行空間定位，當定位目標與外界環境封閉，無法接收固定頻率信號情況下衛星導航就無法應用，使用GNSS接收機也就無法對水下管道實施位置坐標的測量。

慣性導航由于只根據物體自身運動的慣性信號進行定位，因此不受環境的影響，是一種自主導航技術。根據牛頓定律，在測定運載體所受的加速度后，通過對時間的一次積分得速度變化，二次積分得位置變化。因為慣導系統其不受外界干擾，適用水下無衛星信號環境下的路徑測量。

此外，管網的測繪數據一直是國家要求嚴格保密的重要數據資料，必須防范不法分子通過網絡黑客攻擊、木馬等手段非法竊取保密數據。地理數據標明了國家領域范圍內地理要素的詳細坐標，屬于國家絕密數據，一旦泄露將給國家能源安全造成極大的威脅。國家能源安全造成極大的威脅。國家近期頒布的一系列法規對涉密地圖數據成果在生產、處理、保管、提供、使用等各環節都做了詳細的規定，提出了更高的保密要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種精確測量水下管道位置坐標的方法，以解決現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種水下管道位置坐標測量方法，包括設置在水下機器人上的定位獲取裝置首先獲取水面上第一位置的第一坐標位置數據；水下機器人從第一位置下潛至水中第二位置，同時設置在所述水下機器人上的慣導系統采集第一路徑的第一運動數據；水下機器人到達第二位置后，根據所述第一坐標位置數據和所述第一運動數據得出管道坐標P；其中，所述第二位置在所述被測管道正上方河床上；水下機器人從第二位置上浮至水面第三位置，并通過所述定位獲取裝置獲取所述第三位置的第二位置信息；所述水下機器人從第二位置上浮至水面第三位置的過程中，慣導系統采集第二路徑的第二運動數據；根據所述第二位置信息和所述第二運動數據得出管道坐標P；對第一坐標數據和第二坐標數據求平均值，得出所述管道的位置坐標。

優選的，所述定位獲取裝置通過其上的連接器與所述水下機器人電路連接；當所述水下機器人在水下時，所述水下機器人、定位獲取裝置、慣導系統，通過臍帶電纜與工作母船上控制端計算機系統相連，獲得水上電源的電力，所述定位獲取裝置和慣導系統通過臍帶電纜將數據實時傳輸到母船上的計算機。

優選的，所述第一坐標位置數據包括經度、緯度、高程信息；所述第二坐標位置數據包括經度、緯度、高程信息。