石油管道测绘的数据处理及融合方法研究

摘要

石油管道是运输石油最主要依靠的手段。然而，管道在长时间的使用过程中会出现变形、损伤、腐蚀等问题，导致泄露。因此修补缺陷就成了管道维护的核心内容。及时、快速的抢修，可以避免宝贵石油资源的巨大浪费，也是每一位管道维护人员追求的目标，石油管道缺陷定位技术应运而生。由于管道铺设的原始资料缺失，以及管道内的电磁屏蔽效应导致无法接收 GPS和地磁信号，使得石油管道缺陷定位异常困难。尽管美国和加拿大等的少数国家可以提供此项服务，但价格昂贵。同时由于石油管道的国家重要战略资源属性，也不方便委托国外公司开展此项工作。为此，国内科研工作者进行了许多的探索和研究，取得了一定的成果，但依旧满足不了实际应用的要求。受中国石油管道局委托，论文开展基于多信息源的石油管道缺陷定位技术的研究。
　　论文主要围绕传感器数据处理和基于多信息源的数据融合方法展开，主要工作如下：1、结合石油管道工程背景及时频域上分析方法，构建了数据分析系统，对传感器数据进行预处理，并通过静态仿真实验对处理前后的数据做了对比分析；2、在对捷联惯性导航系统和组合导航基础理论的深入研究下，以加速度计、陀螺仪、里程轮，标记点为信息源，通过标准卡尔曼数据融合技术，实施数据融合算法；3、考虑到实际融合过程中量测值偏差较大以及航向无参考的问题，提出了相应的补偿解决方案，并应用于迭代算法中，极大的提高了标记点的定位精度。
　　最后，本文抽取前若干段实际运行数据进行测试实验，实验结果达到预计要求。

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缩略词

注释表

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的内容与安排

第二章 石油管道测绘背景及方法

2.1输油管道缺陷定位方法

2.2 缺陷定位需求分析

2.3 数据管理平台

2.4本章小结

第三章 传感器数据分析及处理

3.1数据分析及处理流程

3.2 传感器指标参数及误差补偿

3.3数据野值处理

3.4 IMU信号特性分析

3.5滤波器设计及滤波效果

3.6里程轮信号分析及处理

3.7数据预处理仿真实验

3.8本章小结

第四章 缺陷定位方法研究

4.1输油管道定位基本思想

4.2捷联惯导基本原理

4.3组合导航技术

4.4 PIG测绘定位分析

4.5基于惯导-里程轮-标记点的数据融合方法

4.6融合算法流程及实验

4.7本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文工作总结

5.2后续工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文