Page 43 - 电力与能源2022年第五期
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何嘉玮, 等: 基于惯性导航的电缆管道测绘装置及其测试误差分析                                   4 5
                                                                                                      0
                                                               误差积加, 导致测量误差增大。

                                                              4  结语

                                                                   通过对基于惯性导航电缆管道三维坐标测绘
                                                               技术的研究及影响测量精度误差的分析可知, 利
                                                               用惯性导航原理, 结合起始点和终点的坐标, 可实
                                                               现对地下电缆管道路径三维坐标的精确测绘。同
                                                               时, 在测绘过程中, 装置的测量精度受振动幅值的
                                                               增大以及采样周期与里程计数周期之间偏差的影
                                                               响, 其测量精度随着振动幅值和采样周期与里程

                                                               计数周期之间偏差的增加而降低。
                                                               参考文献:

                                                               [ 1 ]  杨   洋,吴新杰,杨理践,等 . 管道内的三维地理坐标检
                                                                    测[ J ] . 光学精密工程, 2014 , 22 ( 10 ): 2740-2746.
                                                                    YANG Yan g , WU Xin j ie , YANG Li j ian , etal.Ins p ec-
                                                                   tionofthree-dimensional g eo g ra p hiccoordinateinp i p eline
                                                                    O p tics and Precision En g ineerin g , 2014 , 22 ( 10 ):
                                                                    2740-2746.
                                                               [ 2 ]  KALMAN R E.A newa pp roachtolinearfilterin gand
                                                                    p rediction p roblems [ J ] .Transactionsofthe ASME-
                                                                    JournalofBasicEn g ineerin g , 1960 , 82 : 35-45.
                                                               [ 3 ]  杨理践,杨   洋,高松巍,等 . 管道地理坐标内检测的里
                                                                    程校正算法[ J ] . 仪器仪表学报, 2013 , 34 ( 1 ): 26-31.
                                                                    YANG Li j ian , YANG Yan g , GAO Son g wei , et al.
                                                                    Odometercorrectional g orithmforg eo g ra p hiccoordinate
                                                                    detectionin p i p eline [ J ] .ChineseJournalofScientific
                                                                    Instrument , 2013 , 34 ( 1 ): 26-31.
                                                               [ 4 ]  刘保余,綦耀光,杨   洋 . 卡尔曼滤波在管道地理坐标定
                          图 6  不同振动强度的测试结果
                                                                    位系统中的应用[ J ] . 沈阳工业大学学报, 2010 , 32 ( 5 ):
                表 1  不同采样频率和行进时间的匹配程度测试结果m
                                                                    564-568.
                   参数     0 个采样周期 0.5 个采样周期 1 个采样周期                LIUBao y u , QIYao g uan g , YANG Yan g .A pp licationof
                最大测量误差       0.25       0.43       0.65             Kalmanfilterin g inp i p eline g eo g ra p hicalcoordinates p osi-
                   由图 6 可知, 虚线为实时动态( RTK ) 校准波                     tionin gs y stem [ J ] .JournalofShen y an g Universit yof
              形, 实线为测量曲线。通过对图 7 中振动强烈状                              Technolo gy , 2010 , 32 ( 5 ): 564-568.
                                                               [ 5 ]  PAULGS.Stra p downinertialnavi g ationinte g rational-
              态不同的测试数据可以看出, 系统在管道行径过
                                                                    g orithmdesi g np art2 : Velocit yandp ositional g orithms
              程中振动程度较大时, 其加速度的输出信号剧烈,
                                                                    [ J ] .JournalofGuidance , ControlandD y namics , 1998 ,
              由原来的最大幅值10 g 上升到20 g 导致路径位                            21 ( 2 ): 208-221.
                                               ,
              置的偏移也变大。通过对惯性导航定位原理的分                            [ 6 ]  LEE H K , LEE J G.Modelin gq uaternionerrorsin
              析发现, 造成振动状态下测量误差偏大的主要原                                SDINS : Com p uterframea pp roach [ J ] .Transactionson
              因是: 系统在测量过程中, 当振动幅度较大时, 根                             Aeros p aceandElectronic , 1998 , 34 ( 1 ): 289-300.
                                                               [ 7 ]  WU Y X.Eroranal y sisofstra p downinertialnavi g ation
              据惯性导航原理测量的加速度数据偏大, 这造成
                                                                    usin gdual q uaternional g ebra [ C ]// PositionLocationand
              了定位测量数据误差变大。                                          Navi g ationS y m p osiumIEEE Cat.No.CH37556.Chan g -
                   由表 1 的测试数据可知, 基于惯性导航的电                           sha , 2004 : 259-266.
              缆管道三维坐标测绘系统的测量精度随着采样周                                                       收稿日期: 2022-06-08
              期与行径时间误差的增加而降低。这是由于随着                                                        ( 本文编辑: 赵艳粉)
              误差时间的增加, 影响路径的位移误差变大, 通过
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