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引言：随着社会现代化的日益发展，城市建设也在快速的发展，而作为城市生命线的地下管线设施发展也十分迅速，其种类也越来越繁多。自来水管道、煤气管道、排污管道、工业管道、热力管道、通讯管道等在城市的整个地下纵横交错，为城市的经济发展和市民生活提供了基础和保障。全面且系统查清和探测城市地下管线网的分布，具有重要的意义。
Abstract: Along with social modernly develop day by day, construction in the city also in the rapid development, and the underground pipeline facilities as Life Line in the city develop also pretty much quick, its category is also more and more numerous.Water pipe way, coal gas piping, line up dirty piping, industrial piping, thermodynamic energy piping, and communication piping...etc. maneuver interleave in the whole underground of city, is the economic development of city and citizen life to provide foundation and guarantee.Is overall and the system check pure and probe into distributing of underground pipeline net in the city, have important meaning.
主题词：地下管线管线探测误差分析
Topic phrase: The underground pipeline pipeline probes into error margin analysis
中圖分类号： TU990.3 文献标识码：A 文章编号：
地下管线探测是一项涉及物探、测量、计算机等多个专业、多道工序的系统工程，各工种、各工序的作业特点不同,对探测工作总体质量的影响程度也各不相同。本文对在探测作业过程中遇到的误差进行了分析并提出了解决方案。
1基于同源干扰的误差分析
在进行管线探测时，同源干扰主要成因就是由发射机产生的一次场信号直接或间接地影响了接收机对二次场地接收，也就是说接收机在接收目标管线电流产生的磁场的同时，也接收到了不应该收到的信号。同源干扰主要包括相邻管线引起的旁线干扰及因目标管线的物理特性而引起的磁场畸变，下文主要对旁线干扰进行了分析。
1.1旁线干扰
在进行管线探测时，经常会遇到目标管线周围存在其他并行管线，此时就会出现有同频电流并发生信号叠加问题，从而形成磁场畸变，因地下管线物性不同，同源干扰的强度、方位和相位都会不一样，探测所受影响也不一致，我们所使用的电磁法探测的信号相对于无线电波来讲都是属于低频信号，在探测范围内相位偏差非常小。相邻管线因施加信号不同所以电流方向也不同，导致其产生干扰的方式也不同，所以，在工程实施中，要特别注意管线中电流的方向。针对由于电流方向不同产生的各种干扰，采取相应的修正方法，才能满足精度要求。这里对以下几种典型情况进行了具体分析。
（1）同向电流
目标管线与干扰管线平行埋设，埋深一致，因同向电流作用，两条管线的磁场水平分量HX不断累加增大。当两条管线间距小的时候，则峰值产生的位置偏离目标管线的位置，产生定位误差，模型如图1-1所示。
图1峰值偏离目标管线位置16厘米
此情况多发生在使用感应法时管线之间的相互干扰，由于感应法对于感应范围内同一方向上的多条金属管线都能形成同向感生电流，当接收机接收到多个HX叠加信号时，采用峰值法得到的管线位置就偏离了想要探测的目标管线的位置，这时定位误差就产生了。当两条管线载流不变，埋深一致，间距变化到一定的距离时候， 会出现独立的两个峰值，模型如图1-2所示。
图2峰值偏离目标管线位置4厘米
当干扰管线的载流不变，间距变小与第一个模型一致时，两条管线的埋深都变小时，此时 会出现独立的两个峰值，模型显示峰值偏离目标管线位置1厘米。
当干扰管线的载流不变，埋深比目标管线深，间距与第一个模型一致时，模型显示峰值偏离目标管线位置8厘米。
当干扰管线的载流变小，埋深与目标管线一致，间距和第一个模型一致时，模型显示峰值偏离目标管线位置6厘米。
通过五个模型的比对，最后得出相邻管线在同向电流的干扰下，经峰值法得到的定位误差如下表1。
表1-1 同向电流干扰峰值法定位误差
由上表可得干扰管线的载流越小，对目标管线的定位准确度的干扰越小；两根管线间距与目标管线的定位准确度成反比，越远则干扰越小；目标管线的埋深越浅，对定位准确度的干扰越小；干扰管线的埋深越深，对目标管线的定位准确度的干扰越小。
谷值法在同向电流旁线干扰情况下的管线定位误差程度经上述五种模型得出的结论与峰值法所得结论基本一致。
（2）反向电流
发射采用直接连接的方式施加在目标管线上的电流通过导电性较好的相邻管线或金属（如同沟电缆及金属的交通隔离带等）设施返回，此类引发的定位误差便是由反向电流引起的干扰。
建立与同向电流相一致的五种模型，再通过比对，最后得出相邻管线在反向电流的干扰下，经峰值法与谷值法所得结论基本一致。即在管线探测作业过程之中，相邻管线的载流越小，离干扰管线的距离越远，目标管线埋深越浅，干扰管线的埋深越深，都有利于提高对目标管线定位准确度的提高。
并且通过对同向电流及反向电流干扰情况下的管线定位误差分析，峰值法的定位误差要小于谷值法，所以在鞍山测区，我们主要使用峰值法作为主要定位方法，谷值法作为检核的手段，最后对两种方法所得结果作一个比对，以此确定最后结果的可靠性。
1.2其他同源干扰
除旁线干扰外，由于管线本身的物性，同样也会引起同源干扰，目标管线通常都会有存在管线弯曲、电缆外皮破损等现象及管线分支、电缆盘长、管道端头等特殊位置。由于这些特殊点类型多样，信号复杂，在实际操作环境中对其作深入的分析定位费时费力。因此通常对此类同源干扰的的操作方法是：确定干扰区域；判别干扰类型；区域外管线精确探测；向干扰区域内推测管线状况。
2减少同源干扰的方法
2.1同向电流
受发射机感应信号直接影响而无法准确定位管线的这个区域我们称为盲区，一次场同源干扰的强度也就决定于靠近或进入盲区的程度，因此接收机需要尽量避开此探测盲区。
如图3-1所示，在测区中有两条相邻平行地下管线，现在已知其中一条管线的方位和埋深，则可以通过将发射机倾斜某一角度来针对性地对地下管线施加信号。通过发射机感应天线倾斜，使线圈平面的中垂线或磁芯的轴线指向已知管线，这样的摆放位置使线圈与已知管线的夹角为零或接近于零，就不会对已知管线产生感应现象，或产生很少的感应信号，在对未知管线进行信号感应的同时，避免在探测时发生同源信号干扰。
图2-1避免已知管线的感应
我们在测区作业的时候将发射机感应天线竖直安放在已知管线正上方，这样就可以避免对已知管线的信号进行感应，便于查找与已知管线相邻的其他未知管线的位置，从而更好地避开相邻管线对探测的干扰。
信号的感应能力与频率是成线型关系的，采用高频信号在增强目标管线的感应电流的同时也提高了对相邻管线的感应。如果发现使用感应法时干扰特别强烈，便应采用更换发射机的发射频率来降低对周边管线的感应作用。发射机应尽量靠近目标管线，如将发射机放在管线离地面较近的位置进行信号感应。在保证探测精度的条件下，选择探测所需要的发射功率，这样既增加了发射机的续航时间，也避免了对相邻管线的感应强度，减少同源干扰。
在对同一条管线进行探测时可以选择同时使用峰值法和谷值法来确定它的位置，若两次位置不重合，则可以通过改变探测发射功率等方式来重新探测；若重和，则说明探测是正确的。
2.2反向电流
反向电流主要发生在直接连接或耦合夹钳方式的信号施加，信号电流通过传导和耦合的作用进入大地或周边相邻的导体或金属管线，则形成反向电流的同源干扰。为避免此状况，可以采取以下方法减小反向电流干扰：
a．将干扰管线的两端接地断开，此时便无法产生干扰电流；
b．如果干扰管线无法断开接地，则应将目标管线的接地断开，并延长接地到距干扰管线较远的位置；
c．将发射机的接地端直接连接至目标管线的远端，这样在避免干扰的同时，可以获得最佳的管线电流。要注意的是，连接发射机和管线远端的导线必须远离目标管线，以避免产生新的干扰。
3减少杂波干扰的方法
杂散电磁波的干扰一般来自远方或其他频率的干扰，对同频率的杂波干扰很难从测试参数上发现或调整，通常對于同频率的杂波干扰，可以采用平行天线法减小干扰，通过对上下天线信号响应的差分，不但可以减小远处的杂波干扰，而且可以减小探测设备对信号的响应区域，使探测工作更方便，对于确定峰值位置也有一定的提高。
4结语
本文详细分析了同源干扰中的旁线干扰的误差模型，通过假设和数学推导，建立了旁线干扰的数学模型，并作出不同的假设来模拟不同的干扰条件，通过对这些误差模型的分析得出结论，并提出了不同情况下减小干扰的操作改进方法。
参考文献：
[1] 陈耀红.地下金属管线探测定位定深及其误差估计的研究[J] .甘肃冶金，2004(2) ：182-183.
[2] 李学军，洪立波. 城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J] .城市勘测，2010(4) ：5-11.
[3] 李光洪，陈金国，陈勇. 城市地下管线探测技术探讨[J] .测绘第33卷第6期，2010(12) ：279-281.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract: Along with social modernly develop day by day, construction in the city also in the rapid development, and the underground pipeline facilities as Life Line in the city develop also pretty much quick, its category is also more and more numerous.Water pipe way, coal gas piping, line up dirty piping, industrial piping, thermodynamic energy piping, and communication piping...etc. maneuver interleave in the whole underground of city, is the economic development of city and citizen life to provide foundation and guarantee.Is overall and the system check pure and probe into distributing of underground pipeline net in the city, have important meaning.
主题词：地下管线管线探测误差分析
Topic phrase: The underground pipeline pipeline probes into error margin analysis
中圖分类号： TU990.3 文献标识码：A 文章编号：
地下管线探测是一项涉及物探、测量、计算机等多个专业、多道工序的系统工程，各工种、各工序的作业特点不同,对探测工作总体质量的影响程度也各不相同。本文对在探测作业过程中遇到的误差进行了分析并提出了解决方案。
1基于同源干扰的误差分析
在进行管线探测时，同源干扰主要成因就是由发射机产生的一次场信号直接或间接地影响了接收机对二次场地接收，也就是说接收机在接收目标管线电流产生的磁场的同时，也接收到了不应该收到的信号。同源干扰主要包括相邻管线引起的旁线干扰及因目标管线的物理特性而引起的磁场畸变，下文主要对旁线干扰进行了分析。
1.1旁线干扰
在进行管线探测时，经常会遇到目标管线周围存在其他并行管线，此时就会出现有同频电流并发生信号叠加问题，从而形成磁场畸变，因地下管线物性不同，同源干扰的强度、方位和相位都会不一样，探测所受影响也不一致，我们所使用的电磁法探测的信号相对于无线电波来讲都是属于低频信号，在探测范围内相位偏差非常小。相邻管线因施加信号不同所以电流方向也不同，导致其产生干扰的方式也不同，所以，在工程实施中，要特别注意管线中电流的方向。针对由于电流方向不同产生的各种干扰，采取相应的修正方法，才能满足精度要求。这里对以下几种典型情况进行了具体分析。
（1）同向电流
目标管线与干扰管线平行埋设，埋深一致，因同向电流作用，两条管线的磁场水平分量HX不断累加增大。当两条管线间距小的时候，则峰值产生的位置偏离目标管线的位置，产生定位误差，模型如图1-1所示。
图1峰值偏离目标管线位置16厘米
此情况多发生在使用感应法时管线之间的相互干扰，由于感应法对于感应范围内同一方向上的多条金属管线都能形成同向感生电流，当接收机接收到多个HX叠加信号时，采用峰值法得到的管线位置就偏离了想要探测的目标管线的位置，这时定位误差就产生了。当两条管线载流不变，埋深一致，间距变化到一定的距离时候， 会出现独立的两个峰值，模型如图1-2所示。
图2峰值偏离目标管线位置4厘米
当干扰管线的载流不变，间距变小与第一个模型一致时，两条管线的埋深都变小时，此时 会出现独立的两个峰值，模型显示峰值偏离目标管线位置1厘米。
当干扰管线的载流不变，埋深比目标管线深，间距与第一个模型一致时，模型显示峰值偏离目标管线位置8厘米。
当干扰管线的载流变小，埋深与目标管线一致，间距和第一个模型一致时，模型显示峰值偏离目标管线位置6厘米。
通过五个模型的比对，最后得出相邻管线在同向电流的干扰下，经峰值法得到的定位误差如下表1。
表1-1 同向电流干扰峰值法定位误差
由上表可得干扰管线的载流越小，对目标管线的定位准确度的干扰越小；两根管线间距与目标管线的定位准确度成反比，越远则干扰越小；目标管线的埋深越浅，对定位准确度的干扰越小；干扰管线的埋深越深，对目标管线的定位准确度的干扰越小。
谷值法在同向电流旁线干扰情况下的管线定位误差程度经上述五种模型得出的结论与峰值法所得结论基本一致。
（2）反向电流
发射采用直接连接的方式施加在目标管线上的电流通过导电性较好的相邻管线或金属（如同沟电缆及金属的交通隔离带等）设施返回，此类引发的定位误差便是由反向电流引起的干扰。
建立与同向电流相一致的五种模型，再通过比对，最后得出相邻管线在反向电流的干扰下，经峰值法与谷值法所得结论基本一致。即在管线探测作业过程之中，相邻管线的载流越小，离干扰管线的距离越远，目标管线埋深越浅，干扰管线的埋深越深，都有利于提高对目标管线定位准确度的提高。
并且通过对同向电流及反向电流干扰情况下的管线定位误差分析，峰值法的定位误差要小于谷值法，所以在鞍山测区，我们主要使用峰值法作为主要定位方法，谷值法作为检核的手段，最后对两种方法所得结果作一个比对，以此确定最后结果的可靠性。
1.2其他同源干扰
除旁线干扰外，由于管线本身的物性，同样也会引起同源干扰，目标管线通常都会有存在管线弯曲、电缆外皮破损等现象及管线分支、电缆盘长、管道端头等特殊位置。由于这些特殊点类型多样，信号复杂，在实际操作环境中对其作深入的分析定位费时费力。因此通常对此类同源干扰的的操作方法是：确定干扰区域；判别干扰类型；区域外管线精确探测；向干扰区域内推测管线状况。
2减少同源干扰的方法
2.1同向电流
受发射机感应信号直接影响而无法准确定位管线的这个区域我们称为盲区，一次场同源干扰的强度也就决定于靠近或进入盲区的程度，因此接收机需要尽量避开此探测盲区。
如图3-1所示，在测区中有两条相邻平行地下管线，现在已知其中一条管线的方位和埋深，则可以通过将发射机倾斜某一角度来针对性地对地下管线施加信号。通过发射机感应天线倾斜，使线圈平面的中垂线或磁芯的轴线指向已知管线，这样的摆放位置使线圈与已知管线的夹角为零或接近于零，就不会对已知管线产生感应现象，或产生很少的感应信号，在对未知管线进行信号感应的同时，避免在探测时发生同源信号干扰。
图2-1避免已知管线的感应
我们在测区作业的时候将发射机感应天线竖直安放在已知管线正上方，这样就可以避免对已知管线的信号进行感应，便于查找与已知管线相邻的其他未知管线的位置，从而更好地避开相邻管线对探测的干扰。
信号的感应能力与频率是成线型关系的，采用高频信号在增强目标管线的感应电流的同时也提高了对相邻管线的感应。如果发现使用感应法时干扰特别强烈，便应采用更换发射机的发射频率来降低对周边管线的感应作用。发射机应尽量靠近目标管线，如将发射机放在管线离地面较近的位置进行信号感应。在保证探测精度的条件下，选择探测所需要的发射功率，这样既增加了发射机的续航时间，也避免了对相邻管线的感应强度，减少同源干扰。
在对同一条管线进行探测时可以选择同时使用峰值法和谷值法来确定它的位置，若两次位置不重合，则可以通过改变探测发射功率等方式来重新探测；若重和，则说明探测是正确的。
2.2反向电流
反向电流主要发生在直接连接或耦合夹钳方式的信号施加，信号电流通过传导和耦合的作用进入大地或周边相邻的导体或金属管线，则形成反向电流的同源干扰。为避免此状况，可以采取以下方法减小反向电流干扰：
a．将干扰管线的两端接地断开，此时便无法产生干扰电流；
b．如果干扰管线无法断开接地，则应将目标管线的接地断开，并延长接地到距干扰管线较远的位置；
c．将发射机的接地端直接连接至目标管线的远端，这样在避免干扰的同时，可以获得最佳的管线电流。要注意的是，连接发射机和管线远端的导线必须远离目标管线，以避免产生新的干扰。
3减少杂波干扰的方法
杂散电磁波的干扰一般来自远方或其他频率的干扰，对同频率的杂波干扰很难从测试参数上发现或调整，通常對于同频率的杂波干扰，可以采用平行天线法减小干扰，通过对上下天线信号响应的差分，不但可以减小远处的杂波干扰，而且可以减小探测设备对信号的响应区域，使探测工作更方便，对于确定峰值位置也有一定的提高。
4结语
本文详细分析了同源干扰中的旁线干扰的误差模型，通过假设和数学推导，建立了旁线干扰的数学模型，并作出不同的假设来模拟不同的干扰条件，通过对这些误差模型的分析得出结论，并提出了不同情况下减小干扰的操作改进方法。
参考文献：
[1] 陈耀红.地下金属管线探测定位定深及其误差估计的研究[J] .甘肃冶金，2004(2) ：182-183.
[2] 李学军，洪立波. 城市地下管线探测与管理技术的发展及应用[J] .城市勘测，2010(4) ：5-11.
[3] 李光洪，陈金国，陈勇. 城市地下管线探测技术探讨[J] .测绘第33卷第6期，2010(12) ：279-281.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。