李海军，裴玉锋，冯庆善，闫春星，李 睿

（1.北京自动化控制设备研究所，北京100074；2.中国石油管道公司，河北廊坊 065000）

0 引言

石油、天然气管道在服役期内，需要定期采用检测设备进行检修维护。管道测绘系统是管道检测设备的重要组成部分之一。其作用有：一，精确确定管道缺陷部位（金属探伤、漏磁检测等）的位置，以便维修作业[1-3]；二，测量管道的相对形变以确定其目前是否正常。其中，管道相对形变测量的精度要求极高，一般需要达到厘米级才能精确地计算管道的曲率、曲率半径、相对位移等参数。

在管道测绘系统研制过程中发现，垂直于管道中心线方向的测量数据中存在规律性的测量误差，该误差随着测绘系统的行驶里程和滚动角呈螺旋状变化，变化的幅值可达分米级，因此会严重影响管道参数的测量精度。针对这一误差，将对其产生机理进行分析并给出误差模型和工程上的标定补偿方案，进行试验验证。

1 基本组成与原理

管道测绘系统主要由惯导系统、里程计以及用于位置修正的路标点组成。管道一般铺设在地底，很难通过有效的高精度定位装置对其具体位置以及管道轨迹进行精确测量。而惯导系统是一种相对有效的测量装置，具有全自主性等特点，但惯导系统定位精度随时间发散，因此需要通过里程计的数据利用组合算法对惯导系统的误差进行修正。

惯性/里程计组合导航方案是利用里程计提供的速度测量信息和惯导系统提供的姿态角信息进行航位推算[4]，建立导航解算和航位推算的组合导航系统卡尔曼滤波模型，利用卡尔曼滤波进行最优滤波，得到测绘系统的各项误差值，并对其进行修正[5-7]。……