近年来城市地下管线数量急剧增加,给城市建设和管理工作带来了诸多问题,因此实现对城市地下管线的测量和定位,完善地下管网管理系统是城市建设中的重要内容之一。因管线的材质不一,种类繁多给地下管线定位测量带来不少困难,且国内管线定位技术力量储备不足,定位设备生产规模小,大量先进的定位设备仍依赖于进口,且价格昂贵。针对国内各大城市对管线定位设备的需求和地下管网管理系统的亟待完善,本课题设计了以低成本微机械惯性测量单元(MIMU)与里程计为测量元件组成的适用于不同材质管线的城市地下管线地理位置定位测量系统,研究了MIMU/里程计定位算法以及定位传感器现场标定与补偿等关键技术,主要内容工作可概括为:1.通过分析目前基于惯性定位技术的常用管线定位方法优缺点,对基于MIMU/里程计地下管线定位系统方案进行设计,提出了基于不同管线长度而选择不同定位方法的管线定位方案,并对方案中所涉算法进行了详细介绍,最后对各定位测量方法进行了仿真分析比较,验证了方案的可行性并确定各定位方法的管线适用长度。2.将管线定位系统实验平台分地下数据采集硬件系统和地面数据处理软件系统两部分进行设计,地下数据采集系统主要负责MIMU和里程计传感器数据的采集和存储,定位测量结束后将存储数据解析后利用Matlab数据处理软件进行数据解算确定管线地理位置。3.对管线定位系统传感器MIMU和里程计的误差参数在管线定位测量前进行现场标定。通过设计MIMU多位置旋转标定编排方案,利用MIMU误差模型构建目标函数,将MIMU标定问题转化为优化问题并利用遗传优化算法进行MIMU误差参数求解。利用标定补偿后的MIMU陀螺和里程计进行动态实验,根据航位推算轨迹相似原理对里程计安装误差和刻度系数进行标定。通过仿真和实物标定实验,验证了本文设计的管线定位系统传感器误差标定方法,是一种低成本,简单且高效的标定方法。4.自行搭建小车进行模拟管线实验,验证了本文所设计的地下管线定位系统方案的合理性及系统定位精度能够满足管线定位测量工程需求。