随着我国城市化进程的不断深入,城市的地下管网的更新和扩张也越来越普遍。城市中的地下管线,各企事业单位的老旧管线、新铺设的管线集中在一起,各单位的施工自行管理,施工操作规范各不相同,反复施工造成地下管线布局混乱,信息化管理水平也有差异,这些因素都不利于地下管线的规范化管理。地下管线资料不完整,如果工程施工操作不当,很容易对其他管线造成伤害,往往造成较大的损失。加强管线的探测定位和普查日益重要。地下金属管线的探测,一般都是基于电磁感应的原理来实现探测。一般包括两个部分,发射机和接收机。发射机用于产生功率信号,降信号加载到金属管线上去。接收机用于在管线周围探测,测量管线的位置,判断管线的路由走向,测量管线的深藏深度,实现管线的定位。管线定位一般来说,包括管线路由走向的位置定位和埋藏深度的测量两个指标。在研究电磁场理论基础之上,结合地下金属管线的特点,对理想情况下长直导线交变电磁场的磁场强度分布特点进行了理论分析和研究。在此基础上,研究了管线定位的关键技术,重点研究了地下管线的路由定位原理和埋深测量原理。探讨了路由定位和深度测量的几种方法,设计确定了管线定位技术方案。根据设计的技术方案,设计了硬件电路原理图,包括信号拾取模块、信号预防大模块、信号调理模块、电源模块、数字信号处理模块、按键控制模块和显示模块等七大模块电路,完成了硬件电路印制电路板版图设计,完成了电路的加工制作和调试,对电路进行了测试和技术指标验证。在管线定位中,由于传输距离较远,测量深度较深,在实际测量中获得信号比较微弱,信号中的噪声也多种多样,对信号的处理和计算提出了较高的要求。信号的降噪处理包括两个方面,一个是借助模拟电路对信号进行滤波,另一个是使用数字处理算法实现信号的检测与处理;这里重点研究了微弱信号的检测技术,从硬件和软件两个方面着手改进信号检测的质量,提高定位精度。重点分析了,提高测试精度的设计思路和方法。在硬件的基础之上,设计完成了管线定位的软件设计。重点叙述了软件设计的几个关键算法,包括数字信号处理算法、小波降噪算法、左右位置判断算法和深度测量算法等。在研究中,采用嵌入式软件建模的方法,借助LabVIEW和MATLAB对算法的研究起到了很好的辅助作用,提高了算法开发的效率。通过建立软件算法模型,在MATLAB中实现了DSP的快速实现。在软硬件设计的基础上,设计制作了PCB电路,进行了实验测试和验证分析,完成了样机的制作。最后对研究过程的几个典型测试实验做了介绍,对数据进行分析,得出数据分析结论;完成了样机设计与验证试验。