积分法在智能陀螺寻北系统中的应用研究

寻北方法是陀螺寻北仪的重要研究对象。在分析智能陀螺寻北系统的光路及采集系统基础上,对积分法进行了深入的理论分析,并讨论了其在智能寻北系统中的应用研究。利用JT—15型陀螺寻北仪,分别用中天法和积分法进行了寻北测量的对比实验,中天法测量的标准偏差不超过11,″积分法测量的标准偏差不超过9″。实验结果表明:积分法可以得到比中天法高的测量精度,在全自动智能寻北系统中可替代中天法进行寻北测量。     

半周期中天法在初寻北中的应用研究

目前陀螺初寻北大多还是采用逆转点法,影响寻北速度且难以实现仪器自动化.由陀螺仪寻北中天法的基本原理出发,提出了一种固定照准部的初寻北半周期中天法.设计了如下初寻北方案:利用粗寻北传感器进入相对真北±1°的范围,再用半周期中天法进行初寻北测量.实验表明,半周期中天法应用于JT-15陀螺仪的初寻北精度可以达到±8′,而且初寻北效率提高了一倍.     

基于微磁的连续管电磁检测技术研究

微磁检测技术是一种无需外界磁化、无需退磁,利用缺陷自身产生的漏磁场进行无损检测的新技术。根据连续管在线检测要求,基于微磁检测技术和电涡流检测技术,研制了连续管电磁检测仪器样机,对连续管使用过程中常见的腐蚀、裂纹缺陷和椭圆度缺陷共同进行了检测。分析了连续管微磁检测的原理,建立了微磁检测等效磁导率模型,设计了椭圆度检测的算法,利用第6个传感器对测量结果进行了优化及校验。样机的现场试验结果表明,检测仪器的缺陷分辨率为0.1 mm,检测速度可达1 m/s,椭圆度检测精度高达1%,检测效率高、速度快,性能稳定可靠。     

1/4周期积分法的陀螺智能寻北

现代寻北测量中对于陀螺经纬仪的寻北精度、速度及仪器自动化程度的要求越来越高.通过研究陀螺仪寻北的理论公式及陀螺仪寻北的积分测量方法,提出了在四分之一周期测量时间内计算真北值的1/4周期积分测量方法.实验表明,在保证陀螺寻北周期精度的前提下,仪器寻北精度可以达到20″.一次寻北时间由8 min多缩减为3 min以内,大大缩短了精寻北的测量时间.说明了1/4周期测量方法是提高寻北效率的有效途径.     

电子罗盘在全自动智能陀螺寻北仪中的应用

提出了一种电子罗盘取代人工实现粗寻北的方法。根据电子罗盘原理,用DSP从电子罗盘串口实时采集系统与北方向的夹角值,并根据所得角度值驱动系统指向粗北方向,从而代替跟踪逆转点法实现陀螺仪粗寻北自动化。实验结果表明,电子罗盘粗寻北系统提高了机械陀螺仪的粗寻北速度,粗寻北时间由原来的10 min左右减少到1.5 min以内;粗寻北精度可以达到30'以内,满足了中天法精寻北要求。     

磁短节旋转磁场模型在水平井连通中的应用

运用Ｍａｔｌａｂ 软件仿真了磁短节旋转磁场模型产生的磁场强度信号,在该模型基础上反演得到了方位角、井斜角的计算公式。设计并制作了可在水平、垂直方向上偏转的机械旋转装置,用于模拟现场钻井时钻头带动磁短节的旋转。利用机械旋转装置在地面上模拟了地下２井连通过程,测量了水平角和方位角。实验结果表明：实际测量的磁场强度信号在经过滤波消除噪声干扰后与磁短节旋转磁场模型一致,证明了该模型的正确性;方位角与井斜角的测量误差在３８ ｍ 内不超过０. ４°,可满足连通时对定位精度的要求。基于磁偶极子的磁短节旋转磁场模型对提高水平井连通的中靶率和煤层气的开发具有重要的应用价值。     

实时中天寻北算法

中天法是机械陀螺仪精密寻北中最常用的测量方法之一,但是传统中天法测量一般需要1-1．5个以上中天周期才能得到测量结果,严重影响到测量速度．文中介绍了中天法寻北理论,并根据陀螺仪运动规律,提出了实时中天法寻北测量方法．该方法不需要等到光标穿过零刻线,在任意位置时即可以开始寻北测量,从而可以最大程度地避免陀螺下放后因光标远离零刻线而占用的测量时间．实验结果表明,该方法在保证寻北测量精度的同时,可以有效缩短寻北测量时间,达到了快速寻北的目的．     

地面三维激光扫描仪误差分析及标定

提出一种基于距离误差辨识的地面三维激光扫描仪标定方法,介绍了仪器的结构及光路系统,进而分析了仪器的各项系统误差,并设计了误差标定算法。标定过程中,在较大范围内布置多个靶标,利用地面三维激光扫描仪在距离靶标不同位置处测量靶标的空间坐标,计算得到任意两个靶标的距离值。根据标定算法辨识仪器修正参数,该标定方法不需要获得靶标的空间坐标,无需进行扫描仪坐标系与世界坐标系的转换,大大减少了标定参数的数量。标定试验及精度验证试验表 明,距离仪器10m、20m、30m附近的点位测量精度分别为±2.7mm、±2.9mm、±4.1mm。满足±(2+L/10000)mm的精度指标要求。该标定方法操作简便、对标定条件要求低,具有较强的实用性。