C三点所构成的平面上方，即在地平面上方，可以舍弃。另一个交点在A、B、C三点所构成的平面下方，即在地平面下方，这就是O点即发射机I的位置。显然，为了达到测量目的，三个接收机2不能在一条直线上。
[0028]根据各个接收机2所接收的甚低频信号强度来计算各个接收机2与发射机I的距离，可以由各个接收机2自身完成计算，也可由控制站3进行计算。
[0029]本申请地下管道三点定位仪的工作方法为:
[0030]第I步，发射机在地下管道内从测绘起点(通常为地下管道的某一个出入口 )前进一段距离，然后停止运动。这一步操作可以通过电机拖动系在发射机上的绳索自动实现，也可由人工以绳索拖动发射机实现，也可由人工手持发射机在地下管道内步行实现。优选地，发射机每次前进相同距离，例如为I米，然后停止运动。
[0031]第2步，发射机在地下管道的当前停止位置发射甚低频信号，该甚低频信号透过地层，到达地表。根据信号衰减的规律，距离发射机的当前停止位置越近，则甚低频信号的强度越大。
[0032]第3步，三个接收机分别得到所接收的甚低频信号强度，它们计算出与发射机之间的距离，然后将卫星定位装置所得的自身位置、与计算出的与发射机之间的距离一起传递给控制站。
[0033]或者，三个接收机分别得到所接收的甚低频信号强度，它们将卫星定位装置所得的自身位置、与所接收的甚低频信号强度一起传递给控制站。由控制站根据各个接收机所接收的甚低频信号强度计算出各个接收机与发射机之间的距离。
[0034]第4步，控制站以三个接收机的坐标为圆心(如采用笛卡尔坐标系，则以X轴、Y轴表示地平面，Z轴表示海拔高度；X轴、Y轴坐标由接收机中的卫星定位装置得到，Z轴坐标也可由接收机中的卫星定位装置得到或者近似地设为O)，以各个接收机与发射机之间的距离为半径得到三个球面。控制站接着计算这三个球面的相交点，相交点有两个。控制站屏蔽掉Z轴坐标大于O的一个相交点，将Z轴坐标小于O的另一个相交点作为发射机的当前停止位置的三维坐标并予以记录。
[0035]第5步，重复第I步?第4步，直至发射机抵达地下管道内的测绘终点(通常为地下管道的另一个出入口)。将发射机的每个停止位置的三维坐标连线便得到了整个地下管道的三维位置分布即地下管道的轨迹，这样便完成了地下管道的本次测绘任务。
[0036]与现有的地下管道测绘装置相比，本申请的地下管道三点定位仪具有如下优点:
[0037]其一，发射机与接收机之间采用甚低频信号进行通信，可以穿透地下30米的深度，实现透地信号传输。
[0038]其二，三个接收机采用三点定位的方式，其自身坐标可以准确得到，测量误差是随机均布的，由此计算出的地下管道坐标精准可信。
[0039]其三，特别适用于地下管道穿越河流下方，穿越建筑物下方等特殊环境的测绘。
[0040]以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
【主权项】
1.一种地下管道三点定位仪，其特征是，包括发射机、三个接收机和控制站；所述发射机在地下管道内发射甚低频信号； 所述三个接收机不在一条直线上，在地面接收所述甚低频信号，并将自身位置以及所接收的甚低频信号的强度传递给控制站；所述控制站根据三个接收机的位置以及所接收的甚低频信号的强度计算出发射机的三维坐标； 或者，所述三个接收机在地面接收所述甚低频信号并计算出各自与发射机之间的距离，再将自身位置以及各自与发射机之间的距离传递给控制站；所述控制站根据三个接收机的位置以及各自与发射机之间的距离计算出发射机的三维坐标。2.根据权利要求1所述的地下管道三点定位仪，其特征是，所述发射机包括电源、信号发生器、信号功率放大器、匹配天线；所述电源为发射机内的其余各组成部分供电；所述信号发生器产生甚低频信号；所述信号功率放大器对该甚低频信号进行功率放大；所述匹配天线将功率放大后的甚低频信号发射出去。3.根据权利要求1所述的地下管道三点定位仪，其特征是，所述接收机包括电源、天线、接收放大电路、卫星定位装置；所述电源为接收机内的其余各组成部分供电；所述天线接收甚低频信号；所述接收放大电路将天线接收的甚低频信号进行放大；所述卫星定位装置为接收机进行实时定位。4.一种如权利要求1所述的地下管道三点定位仪的工作方法，其特征是，包括如下步骤: 第I步，发射机在地下管道内从测绘起点前进一段距离，然后停止运动； 第2步，发射机在地下管道的当前停止位置发射甚低频信号； 第3步，三个接收机分别得到所接收的甚低频信号强度，它们计算出与发射机之间的距离，然后将卫星定位装置所得的自身位置、与计算出的与发射机之间的距离一起传递给控制站； 或者，三个接收机分别得到所接收的甚低频信号强度，它们将卫星定位装置所得的自身位置、与所接收的甚低频信号强度一起传递给控制站；由控制站根据各个接收机所接收的甚低频信号强度计算出各个接收机与发射机之间的距离； 第4步，控制站以三个接收机的坐标为圆心，以各个接收机与发射机之间的距离为半径得到三个球面；控制站计算这三个球面的相交点，并屏蔽掉地平面之上的一个相交点，将地平面之下的另一个相交点作为发射机的当前停止位置的三维坐标并予以记录； 第5步，重复第I步?第4步，直至发射机抵达地下管道内的测绘终点；将发射机的每个停止位置的三维坐标连线便得到了整个地下管道的三维位置分布。5.根据权利要求4所述的地下管道三点定位仪的工作方法，其特征是，所述方法第I步中，发射机每次前进相同距离，然后停止运动。
【专利摘要】本申请公开了一种地下管道三点定位仪，包括发射机、三个接收机和控制站。所述发射机在地下管道内发射甚低频信号。所述三个接收机在地面接收所述甚低频信号，并将自身位置以及所接收的甚低频信号的强度传递给控制站。所述控制站根据三个接收机的位置以及所接收的甚低频信号的强度计算出发射机的三维坐标。或者，所述三个接收机在地面接收所述甚低频信号并计算出各自与发射机之间的距离，再将自身位置以及各自与发射机之间的距离传递给控制站。所述控制站根据三个接收机的位置以及各自与发射机之间的距离计算出发射机的三维坐标。本申请的测绘结果准确，特别适用于地下管道穿越河流下方，穿越建筑物下方等特殊环境的测绘。
【IPC分类】G01S5/04
【公开号】CN105203993
【申请号】CN201410306730
【发明人】乌效鸣, 郑琪, 张峰, 黄璐璐, 路桂英, 卢海军, 吴川
【申请人】中国地质大学（武汉）, 上海新能凯博实业有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月30日