[发明专利]一种水下管道位置坐标测量方法

说明书

一种水下管道位置坐标测量方法，包括定位获取装置首先获取水面上第一位置的第一坐标位置数据；水下机器人从第一位置下潜至水中第二位置，同时惯导系统采集第一路径的第一运动数据；水下机器人到达第二位置后，根据第一坐标位置数据和第一运动数据得出管道坐标P；其中，第二位置在被测管道正上方河床上；水下机器人从第二位置上浮至水面第三位置，并通过定位获取装置获取第三位置的第二位置信息；水下机器人从第二位置上浮至水面第三位置的过程中，惯导系统采集第二路径的第二运动数据；根据第二位置信息和第二运动数据得出管道坐标P；对第一坐标数据和第二坐标数据求平均值，得出管道的位置坐标，该方法操作，位置计算精确，实用性较强。

技术领域

本发明涉及管道测量，具体为一种水下管道位置坐标测量方法。

背景技术

管道的位置坐标作为实施管道运营管理与安全生产中必不可少的基础信息，是管道完整性数据不可或缺的组成部分。缺失管道位置数据不仅使管道施工、检测、维护、开挖修复等正常生产活动无法开展，更导致其他工程单位在施工过程中给埋地管道的安全带来无法估量的威胁。

使用GNSS定位获取位置坐标，是一项成熟的技术，其基本原理是通过测量四颗或四颗以上已知位置的卫星与GNSS接收机的距离，通过距离交会的方式来确定接收机的位置。目前世界上的GNSS包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo以及中国的BDS。GNSS定位技术同样适用于对管道位置坐标的测量，常规做法是，工程人员在管道正上方地面使用GNSS接收机获取坐标数据，利用此方法，在GNSS接收机能接收卫星信号的前提下，可测量管道任意位置的坐标。但是，在测量敷设在水下的管道位置时，由于卫星导航需要接收三颗以上的卫星信号进行空间定位，当定位目标与外界环境封闭，无法接收固定频率信号情况下卫星导航就无法应用，使用GNSS接收机也就无法对水下管道实施位置坐标的测量。

惯性导航由于只根据物体自身运动的惯性信号进行定位，因此不受环境的影响，是一种自主导航技术。根据牛顿定律，在测定运载体所受的加速度后，通过对时间的一次积分得速度变化，二次积分得位置变化。因为惯导系统其不受外界干扰，适用水下无卫星信号环境下的路径测量。

此外，管网的测绘数据一直是国家要求严格保密的重要数据资料，必须防范不法分子通过网络黑客攻击、木马等手段非法窃取保密数据。地理数据标明了国家领域范围内地理要素的详细坐标，属于国家绝密数据，一旦泄露将给国家能源安全造成极大的威胁。国家能源安全造成极大的威胁。国家近期颁布的一系列法规对涉密地图数据成果在生产、处理、保管、提供、使用等各环节都做了详细的规定，提出了更高的保密要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确测量水下管道位置坐标的方法，以解决现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下管道位置坐标测量方法，包括设置在水下机器人上的定位获取装置首先获取水面上第一位置的第一坐标位置数据；水下机器人从第一位置下潜至水中第二位置，同时设置在所述水下机器人上的惯导系统采集第一路径的第一运动数据；水下机器人到达第二位置后，根据所述第一坐标位置数据和所述第一运动数据得出管道坐标P；其中，所述第二位置在所述被测管道正上方河床上；水下机器人从第二位置上浮至水面第三位置，并通过所述定位获取装置获取所述第三位置的第二位置信息；所述水下机器人从第二位置上浮至水面第三位置的过程中，惯导系统采集第二路径的第二运动数据；根据所述第二位置信息和所述第二运动数据得出管道坐标P；对第一坐标数据和第二坐标数据求平均值，得出所述管道的位置坐标。

优选的，所述定位获取装置通过其上的连接器与所述水下机器人电路连接；当所述水下机器人在水下时，所述水下机器人、定位获取装置、惯导系统，通过脐带电缆与工作母船上控制端计算机系统相连，获得水上电源的电力，所述定位获取装置和惯导系统通过脐带电缆将数据实时传输到母船上的计算机。

优选的，所述第一坐标位置数据包括经度、纬度、高程信息；所述第二坐标位置数据包括经度、纬度、高程信息。