CN109141408A - 一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统，方法如下：1、建立三维地面坐标系；2、根据预先掌握的管道信息，设置管道外的坐标修正电路并测量该点处管道中心位置的垂直深度，再确定出坐标修正点和管道首末端的三维坐标，并将所测的数据提前写入数据处理器中；3、将定位装置固定在管道机器人上，结合MEMS惯性测量模块的态角数据和里程采集模块的数据完成对管道机器人的定位；4、在管道机器人行进过程中，当接收线圈第k(k＝1,2,3…)次产生感应电流并达到最大值时，将第k个坐标修正值写入数据存储模块；步骤5、完成管道定位后，上位机对存储模块中的数据进行读取、修正以及三维显示。本发明适用范围广、计算精度高。
Description
技术领域
本发明涉及管道测绘领域，尤其涉及一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统。
背景技术
管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一，它具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点。
管道输运是否正常运行是关乎民生安全和国民经济发展的重大问题。当地下管道被破坏时可能会造成巨大的经济损失，甚至会造成重大环境污染和人员伤亡事故。当地下管道位置不明确时，会给地下施工带来很多不便。为防止地下管道被外力破坏，并且使地下施工顺利进行，需要提前掌握地下管道的位置信息。目前常用的地下管道位置探测方法有电磁感应法、高密度电法和高精度磁测法。但以上检测技术存在其相应的局限性：对于埋深在5米以下或穿过河流、湖泊的管道，应用电磁感应法探测难以达到精度要求；现实中一条地下管道的长度可以达到数百公里，对于长输地下管道，应用高密度电法和高精度磁测法操作不够方便。
《一种基于MEMS惯性测量单元的管道测绘及缺陷定位装置及其管道测绘及缺陷定位方法》专利申请号：CN201410448626.9，仅结合MEMS惯性测量单元和里程轮数据进行定位，没有解决惯性导航定位的累计误差问题，不适用于长输管道的定位。
《一种天然气长输管道位置信息采集方法》专利申请号：CN201110033080.7，公开号：CN102168806A。该方法主要利用GPS原理定位，要求至少4颗以上有效卫星，实施工程复杂，定位效率较低，对环境和天气具有一定要求，管道定位精度不高。
本发明利用惯性导航原理，短距离可以实现准确定位；并且本发明加入坐标修正单元解决了惯性导航累积误差的问题，提高了长输管道的定位精度；本发明的上位机坐标修正算法合理，进一步提高了管道定位精度。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统，适用于金属和非金属管道，并且运用惯性导航原理定位，使得可定位的管道深度范围变广，而运用坐标修正单元解决了感性导航累计误差的问题，提高管道定位精度。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法及实施系统，适用于金属和非金属管道，并且运用惯性导航原理定位，使得可定位的管道深度范围变广，而运用坐标修正单元解决了感性导航累计误差的问题，提高管道定位精度。
为实现上述目的，本发明提供了一种长输地下管道定位的误差补偿方法，方法的具体步骤如下：
步骤1、以管道入口或管道入口附近的标志建筑设置为坐标原点，建立三维地面坐标系O-XYZ；
步骤2、根据预先掌握的管道位置信息，垂直于O-XY平面向下钻孔至管道表面，设置管道外的坐标修正电路并测量该点处管道中心位置的垂直深度，再利用工程测距仪确定出坐标修正点和管道首末端的三维坐标，并将所测的数据作为坐标修正值提前写入数据处理器中；
步骤3、将定位装置固定在管道机器人上，结合MEMS惯性测量模块的态角数据和里程采集模块的数据完成对管道机器人的定位；
步骤4、在管道机器人行进过程中，当接收线圈第k(k＝1,2,3…)次产生感应电流并达到最大值时，将第k个坐标修正值写入数据存储模块；
步骤5、完成管道定位后，上位机对存储模块中的数据进行读取、修正以及三维显示。
进一步地，三维地面坐标系O-XYZ被设置为东北天坐标系，X轴与东西向重合，东向为正，Y轴与南北向重合，北向为正，Z轴与O-XY平面的法线重合，向上为正。
进一步地，MEMS惯性测量模块采用四元数法进行初始对准和姿态角解算。
进一步地，姿态角在无滤波器作用时存在零点漂移和大量噪声信号，对姿态角进行降噪处理被设置为采用卡尔曼滤波原理，具体操作如下：
首先根据卡尔曼滤波算法建立系统的状态方程和测量方程：
其中，式中Xk为陀螺仪k时刻的系统状态，Yk是k时刻的测量值，Ak|k-1和H 为状态转移矩阵，Wk和Vk分别表示过程和测量的噪声，设定噪声为高斯白噪声，噪声不随系统状态变化而变化，协方差大小分别设置为Q和R，即：
Wk～N(0,Q) 公式(2)
Vk～N(0,R) 公式(3)
验估计预测值为：
验估计误差的协方差矩阵为：
Pk|k-1＝APk-1|k-1AT+Q 公式(5)
根据卡尔曼原理逐步递推系统状态量，在第k步之前的状态已知的情况下，可以得到第k步最优化估计值Xk|k，构造出卡尔曼滤波器的表达式：
式中为Kgk卡尔曼增益系数，表达式：
后验估计误差协方差矩阵为：
Pk|k＝(I-KgkH)Pk|k-1 公式(8)
式中I为单位矩阵，当系统进入k+1状态时，Pk|k成为式(5)的Pk-1|k-1，如此自回归地运算下去。
进一步地，根据惯性导航累计误差的特点，每间隔800到1000米设置一个坐标修正点。
进一步地，在数据处理器中运行FATFS文件系统，使管道坐标数据在存储模块
内以文件的格式存储，方便对管道数据进行管理。
进一步地，管道机器人速度可控，每间隔固定时间停止1s，使惯性测量元件
可以输出稳定的俯仰角和航向角；
进一步地，步骤5的具体操作如下：
上位机读取存储模块中的管道坐标数据，计算坐标修正点处的测量坐标与修正坐标间的误差，具体如下：
其中，k(k＝1,2,3…)用于表示第k个坐标修正点，n表示两个坐标修正点之间运用惯性导航定位的坐标个数，(xkn,ykn,zkn)用于表示第k个坐标修正点处的测量坐标，(xk,yk,zk)用于表示第k个坐标修正点的修正坐标，εkx,εky,εkz用于表示第k个坐标修正点处三个轴向的误差值；
将每两个相邻的惯性导航定位点的测量误差近似为相等，则每两个相邻的惯性导航定位点的平均测量误差，具体如下：
再将误差平均分配到两个坐标修正点间的各惯性导航定位点，进行误差补偿，具体如下：
式中，(xki’,yki’,zzi’)表示第(k-1)个坐标修正点和第k个坐标修正点间的第i个惯性导航定位点修正后的坐标值，(xki,yki,zki)表示第(k-1)个坐标修正点和第k个坐标修正点间的第i个惯性导航定位点的测量坐标，其中i＝1,2,3,…,n；
完成整个管道坐标数据的修正后，上位机对坐标数据进行存储和三维显示。
在本发明的较佳实施方式中，本发明提供了一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法的实施系统，包括管道定位装置、工程测距仪和上位机；
管道定位装置，被设置为固定在管道机器人上，用于检测管道机器人的姿态角和里程数据，利用惯性导航原理解算出管道机器人在待测管道内的位置；管道定位装置随管道机器人在管道内行驶，当接收到电磁波信号并达到最大强度时，触发修正当前位置的坐标数据；管道定位装置将所有管道坐标数据保存在存储模块中；
工程测距仪，被设置为用于检测待测管道首末端的位置坐标及管道外坐标修正点的平面坐标；
上位机，被设置为用于读取存储模块的坐标数据，并完成对惯性导航定位数据的修正，最终对修正后的管道坐标数据进行三维显示。
进一步地，管道定位装置包括：数据处理器、测量单元、坐标修正单元、数据存储模块；其中，
数据处理器分别与测量单元、坐标修正单元、数据存储模块连接；
数据处理器，用于采集测量单元的数据，并完成数据的处理与存储操作，包括中央处理器、SPI接口及IIC接口；
测量单元，包括MEMS惯性测量模块、里程采集模块；MEMS惯性测量模块用于检测管道定位装置的三轴加速度和三轴角速度；里程采集模块用于获取管道机器人的行走距离；
修正单元，被设置为用于发射和接收磁场信号，并触发数据处理器对管道坐标数据进行修正；
数据存储模块，被设置为用于保存所有管道坐标数据。
进一步地，里程采集模块包括由里程轮和霍尔传感器，里程轮与减震筒连接，里程轮的车轮外表面做滚花处理，防止里程轮在管道内打滑；霍尔传感器选用SS495A 磁敏器件，将磁敏器件与霍尔传感器固定在管道机器人的里程轮上，结合霍尔传感器产生的脉冲数与里程轮的外周长计算管道机器人的行驶距离。
进一步地，坐标修正单元包括管道外磁场发射模块和管道内磁场接收模块；
管道外磁场发射模块包括信号发生器和发射线圈，信号发生器被设置为用于向发射线圈提供交流电信号，发射线圈被设置为用于产生交变磁场信号；
管道内磁场接收模块包括接收线圈与信号处理电路，接收线圈被设置为用于接收交变磁场信号并产生感应电流，信号处理电路被设置为用于处理接收线圈的感应电流，并将处理后的电信号输入到数据处理器中。
进一步地，信号处理电路，包括前置放大器、桥式整流器、滤波器和比较器；
其中前置放大器电路的输入端与接收线圈相连，输出端与桥式整流器电路的输入端连接；桥式整流器电路的输出端与滤波电路的输入端相连，滤波电路的输出信号接到比较器的输入端，比较器的输出端与数据处理器的输入GPIO引脚相连；
前置放大器，被设置为用于将接收线圈输出的电信号进行放大；
桥式整流器，被设置为用于将交变的电信号转变为脉动的直流电信号；
滤波电路，被设置为用于将脉动的直流电信号转变为平滑的电信号；
比较器，被设置为用于判断电信号是否超过基准电压，当电信号超过基准电压时，比较器产生逻辑跳变，此时第k(k＝1,2,3…)次触发数据处理器使其将坐标修正为已知数据。
进一步地，数据存储模块选用SD卡，并采用SPI方式与数据处理器连接。
技术效果
1、本发明的定位装置结构简单实用、操作方便；
2、本发明的定位装置结构适用于金属和非金属管道；并且可以在管道内自主测量，可用于各种材料管道的定位，并且管径适应范围广；
3、本发明主要运用惯性导航原理定位，可定位的管道深度范围较大；
4、本发明运用坐标修正单元解决了惯性导航累积误差的问题，提高了管道定位精度；
5、本发明的上位机坐标修正算法合理，进一步提高了管道定位精度。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法的工作流程图。
图2是本发明的一个较佳实施例的一种长输地下管道定位系统的示意图。
图3是本发明的一个较佳实施例的一种长输地下管道定位系统的管道机器人里程采集模块的示意图。
图4是本发明的一个较佳实施例的一种长输地下管道定位系统的细化结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一较佳实施例提供了一种长输地下管道定位的误差补偿方法，方法的具体步骤如下：
步骤1、以管道入口或管道入口附近的标志性建筑为坐标原点，建立三维地面坐标系O-XYZ；
步骤2、利用工程测距仪确定管道首末端三维坐标。根据预先掌握的管道位置信息，垂直于O-XY平面向下钻孔至管道表面，设置管道外的坐标修正电路并测量该点处管道中心位置的垂直深度，再利用工程测距仪确定出坐标修正点和管道首末端的三维坐标，并将已知数据作为坐标修正值提前写入数据处理器中；
步骤3、定位装置固定在管道机器人上，结合MEMS惯性测量模块的态角数据和里程采集模块的数据完成对管道机器人的定位；
步骤4、在管道机器人行进过程中，当接收线圈第k(k＝1,2,3…)次产生感应电流并达到最大值时，将第k个坐标修正值写入数据存储模块；
步骤5、完成管道定位后，上位机对存储模块中的数据进行读取、修正以及三维显示。
其中，地面坐标系选用东北天坐标系，X轴与东西向重合，东向为正，Y轴与南北向重合，北向为正，Z轴与O-XY平面的法线重合，向上为正。
MEMS惯性测量模块采用四元数法进行初始对准和姿态角解算。环境中的磁场对磁力计的影响很明显，因此不使用磁力计算法校准航向角。
姿态角在无滤波器作用时存在零点漂移和大量噪声信号，本发明采用卡尔曼滤波原理对姿态角进行降噪处理，具体如下：
首先根据卡尔曼滤波算法建立系统的状态方程和测量方程：
式中Xk为陀螺仪k时刻的系统状态，Yk是k时刻的测量值，Ak|k-1和H为状态转移矩阵，Wk和Vk分别表示过程和测量的噪声。现假设噪声为高斯白噪声(White GaussianNoise)，它们不随系统状态变化而变化，协方差大小分别为Q和R，即：
Wk～N(0,Q) 公式(2)
Vk～N(0,R) 公式(3)
先验估计预测值为：
先验估计误差的协方差矩阵为：
Pk|k-1＝APk-1|k-1AT+Q 公式(5)
根据卡尔曼原理逐步递推系统状态量，在第k步之前的状态已知的情况下，可以得到第k步最优化估计值Xk|k，构造出卡尔曼滤波器的表达式：
式中为Kgk卡尔曼增益系数，表达式：
后验估计误差协方差矩阵为：
Pk|k＝(I-KgkH)Pk|k-1 公式(8)
式中I为单位矩阵。当系统进入k+1状态时，Pk|k成为式(5)的Pk-1|k-1，如此自回归地运算下去。
根据惯性导航累计误差的特点，坐标修正点每间隔800到1000米设置一个。
数据处理器中运行FATFS文件系统，使管道坐标数据在存储模块内以文件的格式存储，方便对管道数据进行管理。
管道机器人速度可控，每间隔固定时间停止1s，使惯性测量元件可以输出稳定的俯仰角和航向角；
上位机读取存储模块中的管道坐标数据，计算坐标修正点处的测量坐标与修正坐标间的误差：
其中，k(k＝1,2,3…)用于表示第k个坐标修正点，n表示两个坐标修正点之间运用惯性导航定位的坐标个数，(xkn,ykn,zkn)用于表示第k个坐标修正点处的测量坐标，(xk,yk,zk)用于表示第k个坐标修正点的修正坐标，εkx，εky，εkz用于表示第k 个坐标修正点处三个轴向的误差值。
将每两个相邻的惯性导航定位点的测量误差近似为相等，则每两个相邻的惯性导航定位点的平均测量误差为：
再将误差平均分配到两个坐标修正点间的各惯性导航定位点，进行误差补偿：
式中，(xki’,yki’,zzi’)表示第(k-1)个坐标修正点和第k个坐标修正点间的第i个惯性导航定位点修正后的坐标值，(xki,yki,zki)表示第(k-1)个坐标修正点和第k个坐标修正点间的第i个惯性导航定位点的测量坐标，其中i＝1,2,3,…,n。
管道机器人走完全程后，将管道定位装置从管道中拿出，关闭系统，取出存储模块插入上位机读取，上位机完成整个管道坐标数据的修正后，对坐标数据进行存储和三维显示。
如图2所示，本发明的另一较佳实施例提供了一种长输地下管道定位系统，包括管道定位装置、工程测距仪2.13和上位机2.14；
管道定位装置，固定在管道机器人2.6上，用于检测管道机器人2.6的姿态角和里程数据，利用惯性导航原理解算出管道机器人2.6在待测管道2.1内的位置；的管道定位装置随管道机器人2.6在管道2.1内行驶，当接收到电磁波信号并达到最大强度时，触发修正当前位置的坐标数据。的管道定位装置将所有管道坐标数据保存在存储模块 2.12中。
工程测距仪2.13，用于检测待测管道2.1首末端的位置坐标及管道外坐标修正点2.5的O-XY平面坐标。
上位机2.14，用于读取存储模块2.12的坐标数据，并完成对惯性导航定位数据的修正，最终对修正后的管道坐标数据进行三维显示。
在具体应用中，管道定位装置包括：数据处理器2.10、测量单元、坐标修正单元、数据存储模块2.12；
测量单元、坐标修正单元、数据存储模块2.12均与数据处理器2.10连接；
数据处理器，包括：中央处理器、SPI接口及IIC接口。用于采集测量单元的数据，并完成数据的处理与存储操作。
测量单元，包括：MEMS惯性测量模块2.11、里程采集模块2.7。MEMS惯性测量模块2.11用于检测管道定位装置的三轴加速度和三轴角速度；里程采集模块2.7用于获取管道机器人2.6的行走距离。
修正单元，穿过土壤或水域2.2进行设置，用于发射和接收磁场信号，并触发数据处理器2.10对管道坐标数据进行修正。坐标修正单元包括管道外磁场发射模块和管道内磁场接收模块；
管道外磁场发射模块由信号发生器2.4和发射线圈2.3连接组成，信号发生器2.4用于向发射线圈2.3提供交流电信号，发射线圈2.3用于产生交变磁场信号；
管道内磁场接收模块由接收线圈2.8与信号处理电路2.9连接组成，接收线圈2.8用于接收交变磁场信号并产生感应电流，信号处理电路2.9用于处理接收线圈2.8的感应电流，并将处理后的电信号输入到数据处理器2.10中。
数据存储模块2.12，用于保存所有管道坐标数据。
在具体应用中，信号发生器2.4频率和有效值可调，优选可以产生高频大电流的信号发生器；发射线圈2.3，优选匝数多并且可以承受大电流的线圈；接收线圈2.8，优选匝数多的线圈。
应该说明的是，在本实施例中，管道定位装置还包括：与数据处理器2.10连接的供电模块，用于为处理器2.10提供电源。该电源模块可以优选为大容量供电模块，具体可以优选为锂电池，为数据处理器提供24小时不间断供电。进一步地，本实施例供电模块可以优选为12V锂电池。
其中，MEMS惯性测量模块2.11采用MPU9250传感器，该传感器内部集成有三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计，通过IIC方式与数据处理器进行通信。
如图3所示，本发明的又一较佳实施例提供了一种长输地下管道定位系统的管道机器人里程采集模块的结构示意图，里程采集模块2.7是由里程轮3.1和霍尔传感器 3.3构成。里程轮3.1与减震筒3.2连接，车轮外表面做滚花处理，防止里程轮3.1在管道内打滑；霍尔传感器3.3选用SS495A磁敏器件，将磁铁与霍尔传感器3.3固定在管道机器人2.6的里程轮3.1上，结合霍尔传感器3.3产生的脉冲数与里程轮3.1外周长计算管道机器人2.6的行驶距离。
如图4所示，本发明的又一较佳实施例提供了一种长输地下管道定位系统进一步细化的结构示意图，信号处理电，包括前置放大器、桥式整流器、滤波器和比较器。
前置放大器，用于将接收线圈输出的电信号进行放大；
桥式整流器，用于将交变的电信号转变为脉动的直流电信号；
滤波电路，用于将脉动的直流电信号转变为平滑的电信号；
比较器，用于判断电信号是否超过基准电压，当电信号超过基准电压时，比较器产生逻辑跳变，此时第k(k＝1,2,3…)次触发数据处理器使其将坐标修正为已知数据。
其中前置放大器电路的输入端与接收线圈相连，输出端与桥式整流器电路的输入端连接；桥式整流器电路的输出端与滤波电路的输入端相连，滤波电路的输出信号接到比较器的输入端，比较器的输出端与数据处理器的输入GPIO引脚相连。
相应地，图2中的数据存储模块2.12选用SD卡，并采用SPI方式与数据处理器 2.10连接。
本发明的另一较佳实施例中，管道外发射电路由直流信号发生器和带铁芯的线圈组成，直流信号发生器用于向线圈供电，带铁芯的线圈用于产生恒定的磁场信号；使用霍尔元件管道内接收电路，当霍尔元件接收到磁场信号并达到最大值时，触发数据处理器2.10进行坐标修正，其他与具体实施例一相同。
本发明的定位装置结构简单实用、操作方便；本发明的定位装置结构适用于金属和非金属管道；并且可以在管道内自主测量，可用于各种材料管道的定位，并且管径适应范围广；本发明主要运用惯性导航原理定位，可定位的管道深度范围较大；发明运用坐标修正单元解决了惯性导航累积误差的问题，提高了管道定位精度；本发明的上位机坐标修正算法合理，进一步提高了管道定位精度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：
步骤1、以管道入口或管道入口附近的标志建筑设置为坐标原点，建立三维地面坐标系O-XYZ；
步骤2、根据预先掌握的管道位置信息，垂直于O-XY平面向下钻孔至管道表面，设置管道外的坐标修正电路并测量该点处管道中心位置的垂直深度，再利用工程测距仪确定出坐标修正点和管道首末端的三维坐标，并将所测的数据作为坐标修正值提前写入数据处理器中；
步骤3、将定位装置固定在管道机器人上，结合MEMS惯性测量模块的态角数据和里程采集模块的数据完成对管道机器人的定位；
步骤4、在所述管道机器人行进过程中，当接收线圈第k(k＝1,2,3…)次产生感应电流并达到最大值时，将第k个坐标修正值写入数据存储模块；
步骤5、完成管道定位后，上位机对存储模块中的数据进行读取、修正以及三维显示。
2.如权利要求1所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，所述三维地面坐标系O-XYZ被设置为东北天坐标系，X轴与东西向重合，东向为正，Y轴与南北向重合，北向为正，Z轴与O-XY平面的法线重合，向上为正。
3.如权利要求1所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，所述MEMS惯性测量模块采用四元数法进行初始对准和姿态角解算。
4.如权利要求3所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，所述姿态角在无滤波器作用时存在零点漂移和大量噪声信号，对所述姿态角进行降噪处理被设置为采用卡尔曼滤波原理，具体操作如下：
首先根据卡尔曼滤波算法建立系统的状态方程和测量方程：
其中，式中Xk为陀螺仪k时刻的系统状态，Yk是k时刻的测量值，Ak|k-1和H为状态转移矩阵，Wk和Vk分别表示过程和测量的噪声，设定噪声为高斯白噪声，所述噪声不随系统状态变化而变化，协方差大小分别设置为Q和R，即：
Wk～N(0,Q) 公式(2)
Vk～N(0,R) 公式(3)
验估计预测值为：
验估计误差的协方差矩阵为：
Pk|k-1＝APk-1|k-1AT+Q 公式(5)
根据卡尔曼原理逐步递推系统状态量，在第k步之前的状态已知的情况下，可以得到第k步最优化估计值Xk|k，构造出卡尔曼滤波器的表达式：
式中为Kgk卡尔曼增益系数，表达式：
后验估计误差协方差矩阵为：
Pk|k＝(I-KgkH)Pk|k-1 公式(8)
式中I为单位矩阵，当系统进入k+1状态时，Pk|k成为式(5)的Pk-1|k-1，如此自回归地运算下去。
5.如权利要求1所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，根据惯性导航累计误差的特点，每间隔800到1000米设置一个坐标修正点。
6.如权利要求1所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，在所述数据处理器中运行FATFS文件系统，使管道坐标数据在存储模块内以文件的格式存储，方便对管道数据进行管理。
7.如权利要求1所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，所述管道机器人速度可控，每间隔固定时间停止1s，使惯性测量元件可以输出稳定的俯仰角和航向角。
8.如权利要求1所述的一种长输地下管道定位的误差补偿方法，其特征在于，所述步骤5的具体操作如下：
所述上位机读取存储模块中的管道坐标数据，计算坐标修正点处的测量坐标与修正坐标间的误差，具体如下：
其中，k(k＝1,2,3…)用于表示第k个坐标修正点，n表示两个坐标修正点之间运用惯性导航定位的坐标个数，(xkn,ykn,zkn)用于表示第k个坐标修正点处的测量坐标，(xk,yk,zk)用于表示第k个坐标修正点的修正坐标，εkx,εky,εkz用于表示第k个坐标修正点处三个轴向的误差值；
将每两个相邻的惯性导航定位点的测量误差近似为相等，则每两个相邻的惯性导航定位点的平均测量误差，具体如下：
再将误差平均分配到两个坐标修正点间的各惯性导航定位点，进行误差补偿，具体如下：
式中，(xki’,yki’,zzi’)表示第(k-1)个坐标修正点和第k个坐标修正点间的第i个惯性导航定位点修正后的坐标值，(xki,yki,zki)表示第(k-1)个坐标修正点和第k个坐标修正点间的第i个惯性导航定位点的测量坐标，其中i＝1,2,3,…,n；
完成整个管道坐标数据的修正后，上位机对坐标数据进行存储和三维显示。
9.如权利要求1-8中任意一项的所述一种长输地下管道定位系统的误差补偿方法使用的实施系统，其特征在于，包括管道定位装置、工程测距仪和上位机；
所述管道定位装置，被设置为固定在所述管道机器人上，用于检测所述管道机器人的所述姿态角和里程数据，利用惯性导航原理解算出所述管道机器人在待测管道内的位置；所述管道定位装置随所述管道机器人在管道内行驶，当接收到电磁波信号并达到最大强度时，触发修正当前位置的坐标数据；所述管道定位装置将所有管道坐标数据保存在存储模块中；
所述工程测距仪，被设置为用于检测待测管道首末端的位置坐标及管道外坐标修正点的平面坐标；
所述上位机，被设置为用于读取存储模块的坐标数据，并完成对惯性导航定位数据的修正，最终对修正后的管道坐标数据进行三维显示。
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