光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)在管道缺陷定位中的應(yīng)用.pdf

1、油氣等能源作為工業(yè)供給的主要來源之一，與國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ钣兄芮新?lián)系。隨著油氣管道運(yùn)輸事故逐年增長，該運(yùn)輸方式的安全性已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，管道安全檢測技術(shù)正是由此而來。近幾十年，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）在軍轉(zhuǎn)民用的方向已取得了巨大進(jìn)步，這在很大程度上促進(jìn)了基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的管道安全檢測定位技術(shù)的發(fā)展?？紤]到利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行單一的導(dǎo)航定位，會因?yàn)槠湎到y(tǒng)誤差隨時(shí)間發(fā)散的缺點(diǎn)而導(dǎo)致最終無法滿足管道安全檢測的精度要求。本文正是基

2、于此問題，提出了一種基于光纖陀螺捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)（SINS）的管道缺陷檢測定位設(shè)計(jì)方案。
　　該設(shè)計(jì)方案主要是將一套光纖陀螺慣性測量組件的測量值分別進(jìn)行兩組慣導(dǎo)解算。我們將第一組慣導(dǎo)解算（即SINS1）與航位推算（DR）進(jìn)行組合導(dǎo)航。該組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，航位推算是以管道檢測設(shè)備上的里程儀輸出距離信息和測量值經(jīng)慣導(dǎo)解算1所輸出姿態(tài)信息為基礎(chǔ)，并以航位推算和慣導(dǎo)解算1所分別計(jì)算得到的位置信息之差作為觀測量，最后通過卡爾曼濾波對其水平陀螺漂移

3、和姿態(tài)誤差角進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償，從而達(dá)到提高定位精度的目的。在此組合導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，我們引入外部位置信息對其進(jìn)行位置重調(diào)，該位置信息是由管道所特有的定點(diǎn)磁標(biāo)信號提供，有助于抑制組合導(dǎo)航系統(tǒng)定位誤差的發(fā)散。由于導(dǎo)致捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差積累的最主要原因是陀螺漂移的存在，而卡爾曼濾波卻無法估計(jì)出Z軸陀螺漂移。那么針對這一問題，我們提出了再次利用定點(diǎn)磁標(biāo)信號提供的外部位置與第二組慣導(dǎo)解算（即SINS2）進(jìn)行系統(tǒng)重調(diào)的方案。該系統(tǒng)重調(diào)技術(shù)能夠?qū)萋?lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)