1.一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,所述方法包括:步骤1、装订管线起终点位置信息到管道惯性定位仪中;步骤2、利用所述管道惯性定位仪采集MIMU数据,根据所述MIMU数据构建初始姿态矩阵;步骤3、将所述初始姿态矩阵转化为初始四元数并归一化所述初始四元数;步骤4、获取MIMU陀螺仪数据,将所述MIMU陀螺仪数据代入四元数微分方程,采用四阶龙格库塔法求解所述四元数微分方程获取更新后的姿态四元数;步骤5、利用所述更新后的姿态四元数,将载体系下里程计测量值转化为导航坐标系下速度信息;步骤6、利用所述导航坐标系下速度信息和对采样间隔时间积分迭代求和获取轨迹位置信息;步骤7、根据所述管线起终点位置信息和所述轨迹位置信息中的起终点坐标,构造校正变换矩阵,完成正向解算轨迹校正,获取正向解算的轨迹数据;步骤8、保持管道惯性定位仪航向不变,使管道惯性定位仪由终点位置逆向行进到起始位置,重复步骤1到步骤7获取逆向解算校正后的轨迹信息,获取逆向解算的轨迹数据;步骤9、将所述正向解算的轨迹数据和所述逆向解算的轨迹数据对应位置处求和取平均,获取修正后的轨迹信息;步骤7,具体包括:步骤7.1、根据所述管线起终点位置信息和所述轨迹位置信息中的起终点坐标,所述起终点坐标包括起始点三维坐标和终点三维坐标,构造校正变换矩阵,具体公式如下:其中,x start y start z start 为起始点三维坐标,x end y end z end 为终点三维坐标,x′ end y′ end z′ end 为航位推算终点三维坐标,K 1 、K 2 为水平和高度尺度变换因子,ψ 1 -ψ 2 、ψ 3 -ψ 4 分别为水平方位误差和高度方位误差, 为校正矩阵;步骤7.2、利用所述校正矩阵对所述轨迹信息进行校正,获取正向解算的轨迹数据:
2.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤2中,所述构建初始姿态矩阵的方法,具体为:利用初始矩阵获取公式,构建初始姿态矩阵,所述初始矩阵获取公式为:其中,C ij (i=1,2,3;j=1,2,3)表示姿态矩阵 中的元素,f bi (i=x,y,z)表示MIMU三轴加速度计测量输出值,g表示当地重力加速度值。
3.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤3中,所述将所述初始姿态矩阵转化为初始四元数,具体为:利用转化公式将所述初始姿态矩阵转化为初始四元数,所述转化公式为:其中,C ij (i=1,2,3;j=1,2,3)表示姿态矩阵 中的元素, 为初始姿态四元数。
4.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤3中,所述归一化所述初始四元数,具体为:利用归一化公式,归一化所述初始四元数,所述归一化公式为:其中,q 0 表示归一化初始姿态四元数。
5.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤4,具体包括:步骤4.1、获取MIMU陀螺仪数据,将所述MIMU陀螺仪数据代入四元数微分方程,所述四元数微分方程为:其中, 表示载体系相对导航系的旋转角速率在载体系x轴、y轴和z轴上的投影,q 0i (i=0,1,2,3)表示归一化初始姿态四元数q 0 中的元素, 表示投影形式的姿态四元数的导数;步骤4.2、对所述四元数微分方程采用四阶龙格库塔法进行求解,获取步骤4.3、利用更新公式,获取更新后的姿态四元数,所述更新公式为:其中,Ω i (i=1,2,3)表示三次MIMU陀螺仪采样输出构成的反对称矩阵,T为采样时间,q为更新后姿态四元数。
6.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤5,具体包括:步骤5.1、利用所述更新后的姿态四元数,获取载体系到导航系的姿态矩阵:步骤5.2、利用所述载体系到导航系的姿态矩阵 获取导航坐标系下速度信息:其中,dS为里程计输出的里程增量信息,T为里程计输出采样间隔。
7.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤6,具体为:利用所述导航坐标系下速度信息v n ,对采样间隔时间T积分迭代求和获取轨迹位置信息为:其中,v i (i=E,N,U)表示笛卡尔坐标系下东向、北向和天向速度信息。
8.根据权利要求1所述的一种基于起终点校正和正逆向信息复用的地下管线航位推算方法,其特征在于,步骤9中,所述获取修正后的轨迹信息的方法,具体为:利用求和平均公式,获取修正后的轨迹信息,所述求和平均公式为其中,x,y,z表示修正后的轨迹信息,x” 1 ,y” 1 ,z” 1 表示正向解算的轨迹数据,x” 2 ,y” 2 ,z” 2 表示逆向解算的轨迹数据。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,其特征在于,当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时执行权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。