● 摘要
随着城市基础设施建设的不断深入，地下管线的精确定位也变得愈发重要。针对现有管道探测方法存在的探测深度不足、易受干扰、操作繁琐和通用性差等缺陷，本文依据惯性导航原理设计了一套新的地下管线探测定位系统，实现了对地下管线3维信息的测量。另一方面，由于城市建设管理中存在诸多弊端，导致地下管线数据难于检索、不易使用。本文设计了一套地下管线信息管理系统用于解决这一问题。论文的主要工作包括：1．采用惯性技术设计了一种地下管线测量系统。根据功能划分硬件电路模块并设计实现。绘制电路原理图和印刷电路版图。设计了用于装载硬件电路板的壳体以及用于里程测量的机械结构。在硬件设计完成的基础上，编写用于管线测量的嵌入式软件和用于通信的上位机软件。2．对Modbus协议进行修改，基于RS-232通信链路实现一种可靠的通信协议并用于测量设备和上位机之间的数据传输。3．.对微机械陀螺和微机械加速度计建立模型并标定参数。设计实现了惯性导航算法和基于动、静态测量相结合的卡尔曼平滑算法。4．介绍并改进了一种在数字域直接进行IIR滤波器设计的算法，验证了新算法能够设计出具有更高性能的数字滤波器。5．将数据库技术、网络技术和三维显示技术应用于管线数据的管理和显示，设计并实现地下管线信息管理系统。