基于矢量磁测的水下管线路由技术研究

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海底管线的位置及走向对新管线铺设、港口建设、桥梁修建、管线维护等海上工程的施工具有重大参考意义。由于海底管线的路由易受深海复杂环境的影响,因此用于探明水下管线路由的各种水下管线路由技术应运而生。传统的水下管线路由技术包括船载仪器探测、有缆水下机器人、潜水探测等,其在路由作业时需要母船支持、受水深影响较大而且系统较为复杂。因此,传统探测方式成本高、应用范围小、路由效率较低。综合考虑上述的应用背景及技术问题,本文研制了一种基于矢量磁测的水下管线路由系统。该系统以三分量磁传感器为探测单元,通过探测管线中载波电流产生的磁场来对水下管线进行定位。系统利用管线的定位信息对管道进行自主追踪。系统对管线进行追踪的同时,系统上搭载的水下定位系统记录系统的实时位置。路由作业时,系统的运行轨迹即为水下管线的路由。该系统不仅结构简单、路由成本低、效率高,而且能够自主地对水下管线进行跟踪。在路由系统的设计过程中,本文首先明确了课题的研究背景和意义,对国内外相关研究进行了深入的了解,并对比了几种常见的水下管线路由技术。接着,本文对水下管线路由技术的原理展开研究,分析了水下管线的磁场模型,推导出基于三分量磁传感器对管线进行定位的理论模型。其次,实现了路由系统的硬件设计、软件设计等。然后,本文对传感器转向差进行了分析和校正。最后,本文对系统进行了测试,测试结果表明,系统的软硬件设计符合要求,可以实现对载波管线的路由追踪。
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