[发明专利]基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测绘系统，特别是涉及一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法。

背景技术

城市的地下，都有一张纵横交错交错的网，它时刻在为人们的生活提供保障，这张网就是由各种工业和民用管线组成的地下管线网。它是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”，担负着信息传输、能源输送等工作，也是城市赖以生存和发展的物质基础。

随着城镇化的快速推进，城市地下管线的数量和规模越来越大，构成状况越来越复杂。各地由地下管网问题引发的城市内涝、道路塌陷、管线爆裂等事故呈高发态势。由于不掌握地下管线的基本信息，城市道路屡屡“开膛破肚”，众多城市均出现影响交通安全的“马路拉链”。为切实加强城市地下管线建设管理，保障城市安全运行，提高城市综合承载能力和城镇化发展质量，国务院办公厅印发了《关于加强城市地下管线建设管理的指导意见》（国办发〔2014〕27号），要求各城市提高创新能力，完成地下管线普查，建立和完善综合管理信息系统，全面加强城市地下管线建设管理的目标任务。

迅速探明地下管网的分布状况，测量其平面位置和高程，绘制地下管线图，为城市规划、设计、施工和管理提供必要依据，并采用高新技术和方法来高效管理地下各类专业管线，满足决策、管理部门和施工单位的需要已成为当务之急。在液体运输管线测绘领域，目前国内外均使用金属探测仪来探测管线位置，主要缺陷有三个方面：（1）需要耗费巨大人工成本并且效率低；（2）针对非金属液体管线，利用金属探测仪难以探测；（3）很多管线埋设在建筑物下等难以探测的位置，测绘难度较大。

当前北斗定位技术已经非常成熟，对于液体运输管线，充分结合北斗定位技术，利用液体管线内部的液体流动线路与管线铺设线路完全一致的特征，即可设计一种高效准确的地下液体运输管线测绘系统。这对于测绘领域科学技术发展和有效推动城市建设和管理具有重要意义。

发明内容

因此，本发明为了充分利用液体管线内部的液体流动线路与管线线路完全一致的特征，提供一种基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法，系统中包含的漂流器内含定位元件，随管线内的液体流动并实时向外传送位置数据，最终实现液体管线的精确测绘。

本发明所采用的技术方案是：基于北斗定位技术的地下液体运输管线测绘系统和方法，其特征在于：包括北斗卫星、管线、漂流器、数据库四部分，其中漂流器包括上壳体、下壳体、滚珠限定环、滚珠、承重壳体、重心块、立柱、弹簧、永磁体、绕组、安装板、蓄电池、电路板、MCU、BDS收发器、BDS天线、螺钉。

所述上壳体和下壳体均为半球壳状，两者大小相同，上壳体和下壳体的开口处通过密封胶粘贴在一起，构成一个中空的圆球形，圆球内部充有一定氦气。

所述滚珠限定环为具有一定宽度的环形结构，环绕环形结构均匀分布有多个滚珠半球壳，滚珠半球壳的开口朝外，半球壳结构在环形结构内侧，所述滚珠为球形，嵌在滚珠半球壳内。所述滚珠露出半个球面，与上壳体、下壳体的内壁接触。

进一步讲，所述滚珠限定环的直径小于上壳体、下壳体的球径，大于承重壳体的球径。

所述承重壳体为半球壳状，半球壳状结构的开口边缘处为竖直面结构，竖直面结构的外壁与滚珠半球壳的外壁焊接在一起。

所述重心块的底面为球面，焊接在承重壳体的内部底面；所述重心块的顶面为平面，上面设有三根竖直方向的立柱；所述立柱为竖杆状，为多边形体，均匀分布在重心块顶面。

进一步讲，所述立柱的顶面均开设有螺钉孔。

所述弹簧有两个，下侧弹簧的顶部焊接在重心块的顶面中心处，顶部焊接在永磁体的底面；上侧弹簧的底部焊接在永磁体顶面，顶部焊接在安装板的底面。

所述永磁体为圆柱体，位于上下两个弹簧之间；所述绕组缠绕在立柱外侧。

所述安装板为扁圆形，安装板上开设有多个通孔，其中对应立柱位置的三个通孔内部光滑无螺纹，通过螺钉固定在立柱的顶面；其它通孔内加工有内螺纹。

所述蓄电池的两端设有蓄电池固定片，所述电路板的两端设有电路板固定片，所述蓄电池固定片和电路板固定片上均开设有圆孔，通过螺钉固定在安装板上。所述MCU、BDS收发器安装在电路板上，所述BDS收发器的顶部伸出有BDS天线。

本发明的原理为：上壳体和下壳体内充有一定量的氦气，使得漂流器悬浮在管线内的液体中，随着液体的流动不断向前漂移。因为管线内液体的流动受管线走向、液体压力、液体粘度等多种因素的影响，所述漂流器在管线内会随着液体不断上下翻滚或碰到管线内部。