[发明专利]基于长输油气管道GIS的分布式振动光缆的定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于长输油气管道GIS的分布式振动光缆的定位方法，其特征在于，长输油管道同沟铺设有光缆，光缆一端连接有解调仪表，光缆中设置有多段用于维护的盘绕光缆；该方法包括以下步骤：

S1、在长输油气管道上方设置多个标记物，对标记物进行定位得到其坐标信息，通过解调仪表解析光缆的反射信号，得到每个标记物对应的光缆长度信息；

步骤S1的具体方法为：

在各个标记物的位置，对管道采用人为施加一定规律的敲击，从解调仪表中获取光缆的反射信号，进而解析得到各个标记物对应的光缆长度信息；通过GPS定位设备获取各个标记物的GPS坐标信息；将光缆长度信息、GPS坐标信息和管道位置对应起来，构建得到光缆路由地理位置信息；

S2、分别计算出每相邻的两个标记物之间的距离，以及对应的光缆长度信息；

S3、设置误差系数和分布式振动光缆的空间分辨率，依次计算每相邻的两个标记物之间的长度误差，将其与设置的误差系数进行比较；

步骤S3的具体方法为：

计算每相邻的两个标记物之间的长度误差的公式具体为：

其中，i表示第i个标记物，LP(i+1,i)表示第i到i+1标记物之间的距离，Lf(i+1,i)表示第i到i+1标记物之间对应的光缆长度；

记η为误差系数，L₀为分布式振动光缆的空间分辨率；

判断与η的大小，Lf(i+1,i)与L₀大小；

S4、如果两个相邻标记物之间的长度误差大于误差系数，表示这两个相邻标记物之间的光缆有盘绕光缆，记录盘绕点的位置；并在这两个相邻标记物的正中间增加新的标记物，将其分为两段，并分别对这两段执行步骤S2和步骤S3的处理；

步骤S4的具体方法为：

如果条件A：和条件B：Lf(i+1,i)≤L₀都不满足，表示第i到i+1标记物之间光缆有盘绕；

在第i到i+1标记物正中间增加新标记物，变成两段，分别对两段执行步骤S2到步骤S3处理；

S5、如果所有相邻标记物之间的长度误差均小于或等于误差系数，或者两个相邻标记物之间的光缆长度均小于空间分辨率，表示标记物定位结束；

步骤S5的具体方法为：

如果满足条件A：或者条件B：Lf(i+1,i)≤L₀，第i到i+1标记物定位结束；

如果满足条件A表示两个标记物之间光缆距离与管道距离的关系是

如果满足条件B，表示两个标记物之间这一段光缆对应于一个物理空间分辨率距离；

S6、在地理信息系统上标记出所有标记物和盘绕点信息，完成长输油气管道的分布式振动光缆的定位工作。

2.根据权利要求1所述的基于长输油气管道GIS的分布式振动光缆的定位方法，其特征在于，步骤S1中的标记物包括管线上的里程桩或转交桩。

3.一种基于长输油气管道GIS的分布式振动光缆的定位系统，其特征在于，该系统包括以下模块：

探测光缆模块，包括与长输油管道同沟铺设的光缆，光缆中设置有多段用于维护的盘绕光缆；

标记物，设置有多个，分别间隔设置在长输油气管道上方；在各个标记物的位置，对管道采用人为施加一定规律的敲击，从解调仪表中获取光缆的反射信号，进而解析得到各个标记物对应的光缆长度信息；通过GPS定位设备获取各个标记物的GPS坐标信息；将光缆长度信息、GPS坐标信息和管道位置对应起来，构建得到光缆路由地理位置信息；

定位模块，对标记物进行定位得到其坐标信息；

解调仪表模块，与光缆一端连接；通过解调仪表解析光缆的反射信号，得到每个标记物对应的光缆长度信息；该模块包括以下单元：

距离计算单元，用于分别计算出每相邻的两个标记物之间的距离，以及对应的光缆长度信息；

误差比较单元，用于设置误差系数和分布式振动光缆的空间分辨率，依次计算每相邻的两个标记物之间的长度误差，将其与设置的误差系数进行比较；

误差比较单元的具体方法为：

计算每相邻的两个标记物之间的长度误差的公式具体为：

其中，i表示第i个标记物，LP(i+1,i)表示第i到i+1标记物之间的距离，Lf(i+1,i)表示第i到i+1标记物之间对应的光缆长度；

记η为误差系数，L₀为分布式振动光缆的空间分辨率；

判断与η的大小，Lf(i+1,i)与L₀大小；

盘绕点检测单元，用于进行判断，如果两个相邻标记物之间的长度误差大于误差系数，表示这两个相邻标记物之间的光缆有盘绕光缆，记录盘绕点的位置；并在这两个相邻标记物的正中间增加新的标记物，将其分为两段，并分别将这两段送入距离计算单元和误差比较单元进行处理；

盘绕点检测单元的具体方法为：

如果条件A：和条件B：Lf(i+1,i)≤L₀都不满足，表示第i到i+1标记物之间光缆有盘绕；

在第i到i+1标记物正中间增加新标记物，变成两段，分别对两段执行距离计算单元和误差比较单元的处理；

标记物定位模块，用于进行判断，如果所有相邻标记物之间的长度误差均小于或等于误差系数，或者两个相邻标记物之间的光缆长度均小于空间分辨率，表示标记物定位结束；

标记物定位模块的具体方法为：

如果满足条件A：或者条件B：Lf(i+1,i)≤L₀，第i到i+1标记物定位结束；

如果满足条件A表示两个标记物之间光缆距离与管道距离的关系是

如果满足条件B，表示两个标记物之间这一段光缆对应于一个物理空间分辨率距离；

GIS信息标记模块，用于在地理信息系统上标记出所有标记物和盘绕点信息，完成长输油气管道的分布式振动光缆的定位工作。