[发明专利]一种基于标量磁场数据的交流输电海缆路由定位方法

说明书

本发明公开一种基于标量磁场数据的交流输电海缆路由定位方法。该方法是通过测量船搭载船载测量设备，在海缆附近通过S型扫测方式，由标量磁场测量设备对地磁场下磁场标量数据进行探测，由导航定位仪同步测量测量船的地理位置信息；在岸边静态条件下，由矢量磁场测量设备测量地磁场与水平面的夹角信息；结合标量磁场数据、地理位置信息和地磁场与水平面的夹角信息，计算测量船航行路线与待测海缆的交点位置信息，进而实现交流输电海缆二维路由的精确定位。本发明的优点是操作简单、对测量过程中的姿态要求低并能在高海况下进行精确定位。

技术领域

本发明属于海底电缆运行与维护领域，涉及一种基于标量磁场数据的交流输电海缆路由定位方法，用于精确测量交流输电海缆的二维位置信息。

背景技术

海缆路由定位是海缆运行与维护中的一个重要环节。精确的海缆的路由信息有助于在海缆发生故障时缩短故障定位时间，提高故障检测效率，同时对日常海缆维护提供一定的参考价值。目前，交流输电海缆的二维路由定位主要采用船只搭载或拖曳感应式磁力仪等矢量磁场测量设备进行扫测，通过极值法判断交变输电海缆的地理位置信息。由于矢量磁场测量设备在测量磁场时具有一定的方向性且在运动状态下存在一定的测量误差，因此，矢量磁场测量设备在船只行驶过程中的姿态变化将对测量数据造成较大影响，进而影响交流输电海缆的二维路由定位精度。

发明内容

本发明的目的是为了避免船只行驶过程中，矢量磁场测量设备的姿态变化对测量数据的影响，提高交流输电海缆的二维路由定位精度，提供了一种基于标量磁场数据的交流输电海缆路由定位方法。这种方法基于标量磁场测量设备测量数据精度不受运动状态影响的特点，通过导航定位仪确定标量磁场中的工频磁场幅值出现极大值与极小值时的地理位置信息，结合地面矢量磁场测量设备获得的地磁场方向与水平面的夹角信息，通过计算，获得精确的交流输电海缆路由位置信息。该方法对船只行驶的姿态无要求，能够适应复杂海况下的海缆定位工作，提高高海况下的交流输电海缆定位精度。

本发明的工作机理是：交流输电海缆中的工频电流信号产生的工频磁场在地磁场方向上的幅值投影由在船只上的标量磁场测量设备测量并由导航定位仪获取幅值投影出现极小值为零值和极大值的地理位置信息。地面上的矢量磁场测量设备在静态条件下测量地磁场与水平面的夹角信息。根据地磁场与水平面的夹角信息，幅值投影出现极小值为零值和极大值的地理位置信息，计算可得交流输电海缆二维位置信息。

交流输电海缆二维路由测量仪包括标量磁场测量设备、导航定位仪、船载上位机、矢量磁场测量设备；标量磁场测量设备、导航定位仪和船载上位机通过电缆连接；矢量磁场测量设备和船载上位机通过无线通信或人工方式进行信息传输。

本发明基于标量磁场数据的交流输电海缆路由定位方法，基于交流输电海缆二维路由测量仪，具体包括以下步骤：

步骤(1)、标量磁场测量设备、导航定位仪和船载上位机的调节：

将标量磁场测量设备、导航定位仪和船载上位机通过电缆连接，并将标量磁场测量设备、导航定位仪和船载上位机放置在测量船上，打开标量磁场测量设备、导航定位仪和船载上位机，由船载上位机实时同步记录标量磁场测量设备输出的标量磁场数据和导航定位仪输出的地理位置数据。

步骤(2)、矢量磁场测量设备的调节：

将矢量磁场测量设备放置在岸边无铁磁性干扰的位置，打开矢量磁场测量设备，测量地磁场方向与水平面的夹角θ，且将θ值通过无线通信或人工方式输入到测量船上船载上位机中进行记录。

步骤(3)、测量船的航行路线调节：

测量船从待测海缆的一端出发进行作业，调节并保持测量船的航行路线，使测量船位于待测海缆附近进行S型扫测，保证标量磁场测量设备输出的标量磁场数据中具有工频磁场信号。