[发明专利]一种用于地下管线定位的定位设备及定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下管线精确定位方法，特别是涉及一种结合载波相位差分和地理信息系统以及电子标识器的城市地下管线定位设备及方法。

背景技术

目前由于城市管线管理缺失，各类地下管线档案原始数据定位不准确，缺少有效的手段来对管线路由信息和属性信息进行有效的定位和标识，大多数地下管线图是以地面上建筑物作为参照物来定位管线。随着我国城镇化建设的推进，大部分道路和管线需要新建或改建，依照竣工图纸会大大影响对管道的精确定位。其次，由于市政管网中供水、电力、通信、燃气等各种材质和属性的管道往往拥挤在一起，从而很难确认某种管线的位置和类型，使得“挖爆管”和误开挖事故时常发生。因此，准确定位地下管线位置的方法对于城市管线管理是迫切需要的。

目前，还没有一种特别有效的在各种环境下都能够实现对地下管线的精确定位，目前已有的管线定位手段，大多是采用物探的方法或者是单独应用地下电子标识的方法，还有就是单独应用导航卫星信号载波相位差分技术实施定位的方法。然而这些方法都存在各自的优缺点，其中物探法属于专业应用，不直观、效率低，往往在管线最初定位时和没有相应区域的管线资料时才采用这种方法。利用地下电子标识器或应用载波相位差分技术来对管线进行定位，都是之前已完成管线物探的前提下，通过安装地下电子标识器获取管线的精确位置或通过载波相位差分技术获取自身的精确位置进而对管线进行定位的。地下电子标识最大的优点是环境适应性强，通过标识阅读器读取电子标识信号，定位电子标识位置进而定位地下管线位置。然而利用电子标识就是定位点是离散的，只能对地下管线关键点进行定位，无法实现对任意点进行定位，而且由于电子标识本身造价和埋设施工等造价，成本较高。若利用导航卫星信号载波相位差分技术来实现对地下管线定位，使用非常方便而且成本相对较低，只需要安装一个定位基准站，就可实现在其周围30平方公里范围内对移动站信号进行差分，进而实现对管线的精确定位。然而对卫星信号实施差分，需要能够实时接受到卫星信号，但是卫星信号时常会受到天气和周围建筑的影响，因此应用载波相位差分技术进行管线定位会受到使用环境的影响。若将两种方式相结合的定位方法，就可以提高对管线定位的环境适应性，而且能够对管线任意点进行定位，而且建设成本也不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结合载波相位差分和地理信息系统以及电子标识器的地下管线定位设备和方法，以解决当前城市综合管线定位方法中存在的环境适应性低或无法对管线任意部分进行定位的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种用于地下管线定位的定位设备，该设备包括

数据处理单元，根据采集得到的不同定位数据信息进行分析计算，获得地下管线的可视化数据信息；

GPRS无线通信模块，用于与后台服务器进行数据交互；

切换单元，基于待定位地下管线周边的地理环境信息，切换卫星定位方式或RFID射频定位方式对待定位地下管线进行定位；

RFID射频探测模块，用于对地下电子标示器的阅读信号进行发射/接收和信息处理；

载波相位差分定位模块，基于GPRS无线通信模块接收到的外部基准站的误差数据，对地下管线的定位信息进行修正，获得地下管线的精确定位信息。

优选的，该设备进一步包括电源管理模块，为设备内部功能模块分配供电。

优选的，该设备进一步包括显示模块，用于显示地下管线的定位数据，所述定位数据包括经度、纬度和海拔。

优选的，该设备进一步包括存储模块，用于存储片上系统、基于地图的可视化系统、相应的矢量地图数据和SQLite数据库。

优选的，所述切换单元包括

地理信息采集模块，基于地理信息系统GIS，获取待定位地下管线周边的地理环境信息；

切换模块，对卫星定位方式或RFID射频定位方式进行切换。

优选的，所述GPRS无线通信模块采用WCDMA或无线3G信号通信。

优选的，该设备进一步包括与所述RFID射频探测模块连接的RFID天线。

一种包含如上所述的定位设备的定位系统，该定位系统包括：

差分基准站，接收导航卫星的载波相位信号，并进行差分计算，获得载波相位差分的误差；

后台服务器，将所述相位差分的误差发送至定位设备；

定位设备，基于导航卫星的载波相位差分的误差，对地下管线进行精确定位。

一种用于地下管线定位的定位方法，该方法的步骤包括