基于方位传感器的非开挖地下管线探测的应用研究（可复制论文）.pdf

上海大学
硕士学位论文
基于方位传感器的非开挖地下管线探测的应用研究
姓名:李均瑶
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:章亚男
20070201
摘要关键词:非开挖技术管道探测电子罗盘空间方位角检测部件精度分析与实验非开挖铺设地下管线旌工技术是当今管道铺设中的一种重要技术,而传统的对于基于此方法施工的地下管道的形状位置信息的测量方法有诸多限制,如地质条件、埋置深度等,无法保证测量的精度。“非开挖地下管道三维位置探测系统关键技术研究”针对现有管线探测方法的不足,旨在对关键技术进行研究和应用,研制具有一定探测精度、受环境影响较小的新型非开挖地下管道探测系统。本项目得到了国家自然基金、上海市重大科技攻关项目及上海市第二期重点学科的资助。作为“非开挖地下管道三维探测系统关键技术研究”项目的重要内容之一,本硕士论文的主要内容是基于空间方位角的测量方法的研究、传感器的选择和应用、空间方位角检测部件的设计及其精度分析与修正、探测系统的精度分析和系统实验验证及实验数据的处理。第一章介绍了课题研究的来源、目的、意义以及国内外非开挖探测的背景及研究现状等;第二章概述了探测系统的设计指标及其工作原理,提出将电子罗盘应用于该系统中检测空间方位角的方法;第三章阐述了空间方位角检测部件的设计,详述了电子罗盘的硬件组成、工作原理及其相关理论;第四章介绍了空间方位角检测部件的精度分析方法及实验过程;第五章讨论了一组系统实验,包括实验过程、实验数据处理、误差分析与补偿。实验结果表明,本系统基本达到预定指标。最后,第六章总结全文,介绍了本论文的研究结果和定点,提出了今后研究的方向。上海大学硕士学位论文
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原创性声明本论文使用授权说明C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。上海大学硕士学位论文Ⅱ
第一章绪论课题来源、“非开挖地下管道三维位置探测的关键技术研究”旨在通过研究非开挖地下管线三维形状的检测、显示和绘制技术,解决以离散传感信息重建长距离空间曲线的理论和方法,解决介入式传感器检测管道轨迹和再现空间曲线的技术难题,在实际测试技术上验证介入式传感技术实现非开挖地下管线竣工位置探测和竣工图绘制方法,研制非开挖地下管线位置探测机器人系统原理样机,为开发具有自主知识产权的崭新地下信息管道测试手段提供理论方法和技术基础。本课题得到国家自然科学基金项目钅亢牛、上海市重大科技攻关项目钅亢牛约吧虾J械诙谥氐阊Э的资助。本硕士论文是该课题的组成部分之一,主要内容是基于空间方位角的测量方法的研究、传感器的选择和应用、空间方位角检测部件的设计及其精度分析与验证、探测系统的精度分析和系统实验验证及实验数据的处理。.芯勘尘坝胍庖,即非开挖铺设地下管线施工技术,是年代后期国外发展起来的一项管道施工新技术,它是指在不开挖地表的情况下,对各种管线进行铺设、更换和维护,可广泛应用于石油、天然气、给排水、煤气、热力、自来水、电讯、有线电视等诸多领域的地下管线施工,并在提升环保、交通、市政施工等领域的技术进步和改善城市居民生活质量等方面体现出了很大的技术优势。在发达国家,非开挖技术已经形成了一个巨大的产业。我国的非开挖行业也正处于迅猛发展阶段,市场潜力巨大。目前,仅上海自来水管、煤据上海某信息管线公司的数据,在过去的两年多时间里已进行管线铺设近非开挖技术气管和排水管的累计总量已超过蚬ɡ铮颐磕昊挂院芨叩谋壤中龀ぁ上海大学硕士学位论文
待铺设【删。里,其中大部分是采用非开挖手段完成的,未来几年尚有数千公里的信息管线有由于城市地下情况非常复杂,不仅有卵砾石和建筑结构等障碍物,而且有未经标明的现存地下管线,无疑会给非开挖施工带来很大困难和风险。一般非开挖施工除了用于地下管线铺设外,还广泛用于管线更换和修复工程,为了实施非开挖施工,首要条件是要先搞清已有地下管线和各种障碍物等的地下空间分布,因此采用地下管线探测手段进行管线探测和检查工作显得尤为重要,它己成为非开挖技术相当重要的前期性基础工作。具体施工过程中,必须在充分弄清地下土层的变化和已有管线的分布情况的基础上,才能制订合理的工艺和技术措施并精心设计钻孔轨迹,进而保证安全顺利钻进;钻进过程中必须实时监控钻孔轨迹进展趋势和变化状况,加强现场监测和现场质量控制;施工完成后,施