IPSS-02A说明书惯性导航

IPSS—02A惯性管道轨迹测绘系统使用说明书航天科工惯性技术有限公司IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书目录TOC\o"1-5"\h\z目录 2\o"CurrentDocument"范围 4\o"CurrentDocument"概述 4\o"CurrentDocument"主要技术指标 4\o"CurrentDocument"准备时间 4\o"CurrentDocument"系统供电 5\o"CurrentDocument"功耗指标 5\o"CurrentDocument"绝缘电阻 5\o"CurrentDocument"测量范围 5\o"CurrentDocument"精度指标 5\o"CurrentDocument"机械尺寸及接口 6\o"CurrentDocument"电气接口 6重量指标 7温度指标 7抗振指标 7抗压指标 7数据存储 8传感器技术指标 8\o"CurrentDocument"系统软件功能 9\o"CurrentDocument"系统原理 9\o"CurrentDocument"系统组成框图 9\o"CurrentDocument"测量原理 10\o"CurrentDocument"坐标系定义 ^0\o"CurrentDocument"初始对准 12\o"CurrentDocument"航位推算. 12组合导航 12\o"CurrentDocument"硬件设计说明与使用 13\o"CurrentDocument"FPGA数据采集板 13\o"CurrentDocument"FPGA板内部模块说明 13\o"CurrentDocument"FPGA接口定义说明 14\o"CurrentDocument"MCU控制存储板 16\o"CurrentDocument"二次电源转换板 23\o"CurrentDocument"地面软件的安装与使用 24\o"CurrentDocument"安装与卸载 24运行环境 24\o"CurrentDocument"软件安装 25\o"CurrentDocument"软件卸载. 25\o"CurrentDocument"软件初始化 25第2页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"软件调试模式 25\o"CurrentDocument"Mapping参数设置 26\o"CurrentDocument"记录存盘 29\o"CurrentDocument"弹出U盘设置 29\o"CurrentDocument"实验室测试 29\o"CurrentDocument"数据检测 31\o"CurrentDocument"数据合成 32\o"CurrentDocument"后期处理 32\o"CurrentDocument"软件输入输出文件格式 34\o"CurrentDocument"输入文件 34\o"CurrentDocument"输出文件 34日常检查和注意事项 35日常检查 35外观检查 35上电检查 35安装检查 35\o"CurrentDocument"使用注意事项 35工程使用注意事项 35贮存注意事项 35\o"CurrentDocument"技术附件 36\o"CurrentDocument"产品配套表 36\o"CurrentDocument"IMU图示 36第3页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书1范围本使用说明书规定了惯性管道轨迹测绘系统的工作原理及使用方法，是用户使用的技术参考。2概述IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统是长输管道轨迹测绘的专用测量装置。近些年，随着管道技术的不断发展，管道运输已经成为石油、天然气等能源输送的主要渠道。大力发展管道技术逐渐成为各国提高能源竞争力的一个主要手段。而管道轨迹线路的描绘，以及管道位移的检测是管道技术中最重要、最必要的两项工作。惯性管道轨迹测绘系统（IPSS）是搭载在管道检测总体（PIG）上，利用惯性组合导航技术，可以进行管道轨迹精确绘制，以达到测绘管道轨迹和位移监测的目的。IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统采用了高品质石英挠性加速度计和高精度光纤陀螺仪，在三维空间内对油气管道轨迹进行精确测量，并在地面GPS数据的协助下，通过后处理软件实现理想的数据处理。IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统的IMU将加速度计、光纤陀螺仪、里程计等传感器信号进行精确采集，处理及记录输出到大容量硬盘上。IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统采用了大量的最新科技成果，其选用的光纤陀螺仪是目前陀螺领域中最为先进的一种，在军事领域有非常广泛的应用。光纤陀螺抗振动、冲击能力强，使用寿命长，适宜于管道测量的恶劣工作环境。IMU采集电路和控制电路中，大量采用贴片集成电路，有效地提高了产品的整体可靠性和抗干扰性。IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统是目前管道测绘领域中较为先进的一种定位定向仪器。3主要技术指标准备时间IPSS-02A型惯性管道轨迹测绘系统在管道检测总体进行管道检测工作之前进行通电，从通电至初始对准结束时间（准备时间）小于30min。第4页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书系统供电系统IMU供电电压为DC24V±6V直流电源供电。功耗指标启动时最大功耗小于20W（启动时间为15s），工作时最大功耗小于12W。绝缘电阻系统对外连接器上各点与壳体之间的绝缘电阻三1MQ。测量范围IPSS-02A型惯性管道轨迹测绘系统测量范围如表3.1所示。表3.1IPSS-02A型惯性管道轨迹测绘系统测量范围项目测量范围速度范围-50m/s〜50m/s俯仰角范围±90°横滚角范围±180°航向角范围0°~360°精度指标IPSS-02A型惯性管道轨迹测绘系统组合导航测量精度如表3.2所示。表3.2IPSS-02A型惯性管道轨迹测绘系统组合导航测量精度项目最大测量误差高度±2m(1a)水平定位精度（东向、北向）±2m(1a)俯仰角（初始对准）±0.15°横滚角（初始对准）±0.15°航向角（初始对准）±3°注：上述精度指标为MARK点设标距离1Km〜2Km、运行速度1m/s以上第5页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书给出的。系统定位精度与MARK点设标距离成反比，与运行速度成正比，但不是比例关系。机械尺寸及接口IMU通过置入抗压密封舱中实现系统密封承压功能，抗压密封舱通过法兰方式连接，舱门上安装有两个密封连接器和一个开关，实现和外部的电气连接。系统详细安装结构如图3.1所示。其中IMU机械尺寸：外径①122mm、长度303mm；抗压密封舱尺寸：法兰外径①162mm、壳体外径①138mm、长度369mm。iFFftFFfflnrH=■ZZZZ%.1连接器iFFftFFfflnrH=■ZZZZ%.1连接器图3.1系统安装结构图电气接口密封舱门上安装2个13芯密封连接器（型号为CT28M-13Z）,输出点定义见表3.3、表3.4。表3.3X1电源接口连接器点号定义备注1、2电源输入正+24VDC3、4电源输入负24V地5-13NC保留表3.4X2调试接口连接器点号定义备注第6页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书1NC保留2NC保留3里程计优选信号地外部里程计信号输入地4GND信号地5RXD0数据串口RXD6TXD0数据串口TXD7GND信号地8RXD1同步串口RXD9TXD1同步串口TXD10USB_DAT+USB_D+11USB_DAT-USB_D-12USB_GNDUSB_GND13USB_+5VUSB_+5V重量指标不大于20kg。温度指标工作温度范围：-10℃〜70℃；储存温度范围：-10℃〜60℃。抗振指标振动：5g,20Hz〜2000Hz,扫频；冲击：200g,0.5ms,半正弦波。抗压指标系统采用抗压密封舱密封，耐压不低于12Mpa。第7页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书数据存储数据存储空间：不小于8G。传感器技术指标本系统传感器采用专为石油仪器定制的光纤陀螺仪器及石英挠性加速度计，经过近几年的技术和工艺改进，传感器性能更加稳定和成熟，主要技术指标如表3.5、表3.6所示。表3.5陀螺仪主要性能指标性能指标光纤陀螺仪测量范围-500°S〜+500°/S零偏重复性（1。）<0.2°/h零偏稳定性（1。）<0.2°/h随机游走（3。）<0.05°/h1/2标度因数非线性度（3。）<2x10-4标度因数不对称度（3。）<2x10-4标度因数重复性（3。）<2x10-4抗冲击200g输出接口RS422表3.6加速度计主要性能指标性能指标石英挠性加速度计测量范围-2g〜+2g阈值与分辨率<80ug刻度系数1.0〜1.2mA/g月综合偏值误差<40ug第8页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书月综合标度因数误差w60Ppm偏值温度系数<20ug/℃标度因数温度系数<80ppm/℃抗冲击200g（0.5ms、半正弦波）系统软件功能IPSS-02A系统软件（数据处理软件）包含三大部分功能：调试、数据下载、数据处理，具体分别如下：＞调试：实现工程参数设置、实验室系统调试和检测的功能；＞数据下载：实现将IMU存储数据下载到地面PC机的功能；＞数据处理：实现惯性器件参数设置、组合导航、数据分析、生成用户数据报告及轨迹绘图的功能。4系统原理系统组成框图IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统的工作原理如图4.1所示：Marker

数据图4.1系统工作原理框图IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统IMU的组成如图4.2所示。第9页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图4.2惯性管道轨迹测绘系统IMU组成框图测量原理IPSS-02A惯性管道轨迹测绘系统的核心为由三个相互正交的光纤陀螺和三个相互正交的加速度计组成的捷联IMU组合，利用导航计算机对IMU组合中的惯性传感器以及检测总体上的里程计进行采集并存储。后处理软件利用捷联惯导系统/里程计/GPS的三组合导航算法，对采集数据及地面GPS数据进行处理，给出被测管道的轨迹文件及图形。坐标系定义IMU惯导系统采用指北方位坐标系作为导航坐标系，定义其X、Y、Z轴分别指向东、北、天；IMU载体坐标系X、Y、Z分别指向载体的右前上，IMU连接器的方向为前向。IMU载体坐标系X、Y、Z方向的具体规定如图4.3、4.4、4.5所示。第10页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图图4.3惯性管道轨迹测绘系统IMU后端盖示意图X图4.4惯性管道轨迹测绘系统IMU前端盖示意图第11页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书连接器图4.5惯性管道轨迹测绘系统IMU中间体示意图初始对准在利用惯性管道轨迹测绘系统进行管道测量之前和管道测量完毕之后都必须进行初始对准，即寻找进行导航计算所必需的惯性管道轨迹测绘系统的初始航向角和姿态角。初始对准是通过IMU内部惯导器件的罗经效应获得IMU坐标系与导航坐标系（东、北、天）之间的角度，即航向角、俯仰角和自转角。初始对准的前提条件为惯性管道轨迹测绘系统在进行管道测量之前和管道测量完毕之后必须保持完全静止至少20分钟，目的是为了能够得到较为准确的陀螺仪及加表测量值，以求得较为准确的初始方位角，从而保证系统定位精度。航位推算利用IMU采集数据和初始对准得到的初始姿态角，进行捷联惯导运算，提供姿态矩阵，即姿态角。利用采集的里程仪数据，测量IMU前向的速度（位移），通过和捷联惯导得到的姿态角进行航位推算（DeadReckoning），得到IMU在运行过程中各点的经度、纬度和高度，从而得到没有GPS修正的管道测量轨迹。4.2.4组合导航GPS提供给惯性管道轨迹测绘系统的准确位置信息在开始阶段应尽量密集，如开始测量的50m、200m、500m和1000m应都给出准确位置信息，以后每隔2Km或1Km给出准确位置信息。GPS点越密集，系统能够达到的精度就会越高。在没有GPS提供准确位置信息的各个时间段内，组合导航算法只能采用3.2.3中的航位推算。在到达GPS标记点的时间点上，使用捷联惯导系统/里程计/GPS三个系统组合的导航算法，利用GPS提供惯性管道轨迹测绘系统的位置第12页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书信息、里程计得到的惯性管道轨迹测绘系统速度信息和捷联惯性导航得到的速度和位置组合进行kalman滤波，以达到捷联惯导定位精度不随时间误差积累的目的。5硬件设计说明与使用惯性管道轨迹测绘系统的硬件主要由FPGA数据采集板、MCU控制存储板、二次电源转换板和连接器四部分构成。FPGA数据采集板FPGA数据采集板主要实现12路传感器的数据同步采集的功能，同时也实现超低功耗的CPLD高精度定时器的精准定时，锂离子电池充电电路和电池自动切换电路。FPGA板内部模块说明a）：AD977A采集芯片：16BIT，100K。ADC控制功能，共三路，测量范围土10V。b）：RS422协议（波特率可设，只接收），1bit起始位，8bit数据，无校验位，1bit停止位。波特率缺省为614.4人共三路；三路光纤陀螺选通信号（TTL电平），上升沿选通，选通脉宽可设。c）：48bit计数器，TTL电平输入，用于里程计脉冲计数，脉冲输入管脚上拉，共三路。d）：数字IO,1路（TTL电平）双向IO用于产生负脉冲和检测硬件同步负脉冲信号（硬件上拉）。用于系统主动硬件同步和被动硬件同步。e）：FPGA与MCU（C8051F020）接口读写，地址A7-A0，数据D7-D0，WR#写信号，RD#读信号，CS#片选信号。f）：FPGA与LatticeCPLD（LC4256ZC）接口逻辑，用于读取和控制CPLD内部48bit定时器。控制锂离子电池关断。第13页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书FPGA接口定义说明JP1：对外接口，用于连接加表信号、里程计信号、陀螺仪信号、硬件同步信号和数字IO。具体点定义如图5.1所示。JP2：和MCU的总线接口、数字IO和供电电源。具体点定义如图5.2所示。JP1：JP1：BT—./…,口巧」/口「少心一,BT_CLR：用于产生负脉冲；TOPCS1：第一路陀螺选通信号;TOPCS2：第二路陀螺选通信号;TOPCS3：第三路陀螺选通信号;第14页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书IN422A-,IN422A+：第一路陀螺差分信号的输入；IN422B-,IN422B+：第二路陀螺差分信号的输入；IN422C-，IN422C+：第三路陀螺差分信号的输入；INPUT1：第一路加表信号的输入；INPUT2：第二路加表信号的输入；INPUT3：第三路加表信号的输入；BX_CNT：第一路里程计脉冲输入；BY_CNT：第一路里程计脉冲输入；BZ_CNT：第一路里程计脉冲输入；5VIN：整个系统的电源输入；AGND：系统地。TP2图5.2JP2点定义说明InterfacewithMCUBoard且6A4QARData/DataZWR#RD#TP2图5.2JP2点定义说明InterfacewithMCUBoard且6A4QARData/DataZWR#RD#食1DatalDataO5VCCDGNDDGNDDGNDDGNDVbak5VCCJP2：位于FPGA板上，与单片机板的总线接口。第15页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书Vbak：电池电源输入，3.7V,CPLD工作电源；L_IO1-L_IO4：CPLD输出的数字IO，L_IO2用于控制锂电池启用/停止；A0-A7：地址总线；Data0-Data7：数据总线；WR#，RD#：读写信号；IRQ0：中断信号；VCC：+5V电源输入；AGND：系统地；User1-User10：数字IO。MCU控制存储板MCU控制存储板主要用于IMU对调试软件命令的接收，过程的控制以及数据的存储、数据的导出等工作。调试模式下根据上位机调试软件发送来的串口命令实现数据的提取、采样频率的设置、关机延迟时间设置、以及电池开启关闭、U盘数据接口的切换等工作。由以下九部分组成：a）：单片机主控电路：由复位电路、单片机芯片电路、晶振电路（采用22.1184MHz的外部晶振）、JTAG接口电路几部分组成。单片机芯片采用C8051F020高速单片机。第16页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书CDIEE寸牙寸寸寸寸dddddC8051Fl20/2/4/65<Qoo<QFkd才<E.gd/EwmIWz'p七？mol<I.gd/rwmevogd/owmgv巳岌wR§I<“芭EWU/EWL<EKfrOIM「sdyev0.运svQS0QyUA■d慢一9.寸)晅C-HTVTCKTDITDORSTCP1-CP1+CPO-CP0+AGNDAV+VREFAGNDAV+VREFD7EEF07EEF1AINU.OAINU.lAINU.2AINU.3AINU.4AINU.5AINU.6AINU.7C8051F020A13m/A5.T'6,5A1WA6/P6.6A15nv,A7/P6.7AD0/D0/P7.0AD1,'D1,'P7.1AD2/D2/P7.2AD3/D3/P7.3AD4/D4/P74AD5/D5/P7.5AD6/D6/P7.6AD7/D7/P7.7TODDGNDPLi.OPHIP0.2P0.3P0.4ALE.TLI.5RRT'Li.gWRT'0.7AD0/D0/P3.0ADl.'ni/P3.1AD2/D2/P3.2“Ed/cov9.尽9口.607【冬日[<07OEdswmgvETd/EW白2<=<FEd/acEWfgfw白EI<写I<口一百QQ>QggwQINIVbEOIWIMIVEldVIIWEINIVFg2<与:IIV二巴EIWRINIV9二导IWPINIVKId/SIdnv图5.4复位电路图第17页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书b）：U盘切换电路：由外部U盘连接接口电路，U盘插接接口电路，双刀继电器切换电路组成。外部U盘连接接口电路是USB2.0协议的高速接口，用于向上位机导出U盘中的数据。第18页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图5.7外部U盘连接接口电路图U盘插接接口电路是用于连接工业级的U盘，为整个系统做数据存储用。图5.8U盘插接接口电路图U盘切换电路是用于切换U盘插接接口电路与外部U盘连接接口，实现对数据存储与导出功能，通过单片机引脚的高电平来实现对继电器的切换控制，采用U盘切换芯片ISL54200实现。c）：USB8GU盘模块。主要是一个工业级的8GU盘，可满足温度、工作环境及存储容量的需要。第19页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书d）：Pt100温度采集电路：采用OP4117四运放搭建标准三运放进行Pt100模拟量放大，此电路用来采集温度传感器Pt100两端的电压值，并对电压值进行放大。几可硬件实现两个串行接口，通e几可硬件实现两个串行接口，通e）：RS232串口通讯电路：C8051F020单片机过MAX232芯片将两个接口引出用于实现串口命令控制及软件时间同步。第20页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图5.12RS232串口通讯电路图f）：电池充电及电池切换电路：由电池接入电路、电池充电电路、供电切换电路组成。电池接入电路由（CMOS，DaulP-Channel，9934）、Q1（9013）组成，通过CPLD来控制。电池充电电路完成对电池的充电工作，当电池的充电电流小于50mA时，自动停止充电。第21页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书CHRG#C123SENSEDRVACPR#BATTIMER0SPROG图5.14电池充电电路图ACtNDSJ9430DYCHRG#C123SENSEDRVACPR#BATTIMER0SPROG图5.14电池充电电路图ACtNDSJ9430DY供电切换电路完成将电路供电在电源供电与电池供电间的切换。GNDXTNSENSEU107CTLSTATGNDXTNSENSEU107CTLSTATg）：电源电路:完成对电路供电的功能g）：电源电路:完成对电路供电的功能，将5V电压转换为工作用3.3V电压。h）：数据接口电路：用来和FPGA做数据的通信传输以及命令的发送等。第22页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书i）：U盘数据存储接口电路：用来连接U盘存储模块，将数据存储到U盘中。图5.18U盘数据存储接口电路图5.3二次电源转换板二次电源转换电路主要实现的功能是将外界输入的DC12V电压转化为稳定的DC5V和DC12V电压，供不同的器件工作。电源转换电路的原理图如图5.19所示。第23页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书TLcKhDTL-SVTLcKhDTLfSVTT-LH-hD图5.19供电模块原理图VCCJTTPM1口工COMTOUT-TLcKhDTL-SVTLcKhDTLfSVTT-LH-hD图5.19供电模块原理图VCCJTTPM1口工COMTOUT-1m-TOUT-IMVCCTlTOUT-1mVCCTl1m.VCCT-1mVCCTl1m.VCCT-1二lSVcHiD6地面软件的安装与使用安装与卸载运行环境a）：操作系统Windows98/XP。b）：最低配置CPU：奔腾1GHz；内存：512MB；显示卡：标准VGA，256色显示模式以上;硬盘：40GB；USB：USB2.0接口；串口：双串口；驱动器：倍速CD-ROM以上。第24页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书软件安装双击ASIT-IPSS(3.xx)-Setup.exe,点击“下一步”后选择安装路径即可安装完成，默认安装路径为"C:\ProgramFiles\ASIT-IPSS(3.xx)”。安装完毕后将在桌面生成快捷图标单软件卸载点击“开始”一“所有程序"一'ASIT-IPSS(3.xx)”一“Uninstall"，在弹出的对话框中选择“是"，软件即可自动卸载完成。软件初始化运行软件后，会弹出“系统设置”对话框，如图6,1所示:图6.1系统设置对话框用户需要选择系统型号和串口号。系统型号为IPSS-02A型。串口设置默认COM1为数据串口，COM2为时钟串口，用户可根据实际情况自行设置(图中设置数据串口为COM3,时钟串口为COM4)。数据串口实现计算机与Mapping之间的通讯，主要功能包括命令设置和调试模式下Mapping数据采集测试；时钟串口实现计算机与主时钟之间的通讯，即软件同步等。若只是需要进行数据处理，而不用进行数据通讯，则选择系统型号后，直接点击即可。软件调试模式调试模式主要用于设置Mapping参数(采样频率和时间同步)、U盘设置以及测试功能。如图6,2所示：第25页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图6.2软件主界面Mapping参数设置Mapping参数设置的执行流程如下：a）选择“调试界面”；b）进入调试模式：给Mapping供电后，Mapping会在1分钟之内连续发送60次“rq”命令，地面软件接收到命令后会在状态栏中显示。若在这一分钟内点击“调试模式”按钮，则地面软件向Mapping发送“db”命令，Mapping收到命令后即进入调试模式（进入调试模式后界面如图6.3所示），否则Mapping进入工程测量模式。第26页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图6.3进入调试模式c）Mapping进入调试模式后，可对各工程测量参数进行设置。若参数设置成功，则状态栏中给出“XX命令成功：IMU回复（XX）”的提示；若未收到回复，软件会自动重发3次，如仍未设置成功，则在状态栏中给出“XX命令失败：IMU回复（XX）”提示。各工程测量参数的设置及功能分别如下：a）采样频率：输入范围为10〜200Hz，默认值为200Hz。该参数用于控制Mapping的FPGA采集板对传感器的采集频率。工程测量时建议使用200Hz,实验室测试时建议使用10Hz。采样频率设置成功后界面如图6.4所示。第27页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书图6.4采样频率设置成功b）时间同步：分为主动硬件同步、被动硬件同步、主动软件同步和被动软件同步四种（软件默认设置为主动软件同步）。在发送主动硬件同步命令前，主时钟一定要处于检测同步脉冲的状态；在发送被动硬件同步命令后，主时钟一定要在10s内发送检测脉冲；主动软件同步方式和被动软件同步方式利用用户输入的时钟信息修正Mapping时钟。主动软件同步设置成功后界面如图6,5所示。图6.5主动软件同步设置成功第28页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书记录存盘点击“记录存盘”按钮，软件发送启动记录存盘的命令，弹出“擦除磁盘扇区”窗口，如图6,6所示，等待90秒左右磁盘擦除完成，完成后点击“确定”按钮，如图6,7所示，操作成功后，系统开始工作。调试人员可以去除调试电缆，但不能关闭电源，否则无法数据存盘。注:此步操作是本升级版软件的增加功能，不需二次上电即可进行存盘记录。511函工5间率：3:8;8.61-^21]。工刘轼并同画P1;511函工5间率：3:8;8.61-^21]。工刘轼并同画P1;巾怅动।图6.6记录存盘阳祥再年i:k<i仔科蚊席站M区:麻废qu图6.7擦除磁盘扇区弹出U盘设置点击“弹出U盘”按钮，软件发送U盘切换的命令。在Mapping进行工程测量时，U盘是Mapping进行数据存储的设备。在测量完毕后，我们需要读取U盘中存储的传感器数据。U盘数据读取具体流程如下：给Mapping上电，进入调试模式，点击“弹出U盘”按钮后，U盘就会自动切换到计算机，然后使用“后期处理”界面中的“读U盘数据”按钮就可以读取数据。在读取数据的过程中，Mapping不能断电。实验室测试测试功能主要用于在实验室内对Mapping的各路传感器进行测试。此时工程测量参数中只需要设置采样频率（10Hz），其他参数不用设置。a）保存路径：设置实验室测试时，对Mapping采集数据进行保存的路径。b）保存数据格式：设置实验室测试时，需要采集的传感器，可以通过双击第29页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书对应的状态栏进行设置，如图6,8所示。设置完毕后，点击对应的发送按钮。图6.8保存数据格式c）点击“开始采集”按钮，弹出如图6,9所示界面，显示采集的各路传感器的数据，设置为不保存的传感器显示的采集值为空白。图6.9数据采集界面图图中，Tempi为电路板温度和陀螺温度、Temp2为测试数据（无参考意义）。注：在静态测量时，加速度计值（Ax、Ay、Az）绝对值不超过4、陀螺仪值（Gx、Gy、Gz）绝对值不超过100、时间（Time）按0.1累加、里程计（LS1、LS2、匕53）按设定频率增加，即为正确，否则仪器故障。第30页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书数据检测工程测量结束后，从Mapping的U盘中读取传感存储数据后，可以利用该功能检测Mapping存储数据是否正常。如图6.10所示：图6.10数据检测a）选择“Mapping存盘文件”，即通过USB口从Mapping中读取的存储数据。b）选择“生成预处理数据文件”路径，预处理数据文件为数据检测过程中生成的中间文件，用于与主设备数据进行里程计合成。c）点击“开始”按钮后，软件会自动计算出Mapping文件信息并显示，同时检测Mapping传感器数据是否正常，若异常则在状态栏中给出提示。记录周期：应该与调试模式下设置的“采样频率”一致，一般为0.005。记录时长：该值是根据Mapping存储文件的大小计算出来的。例如当采集频率为200Hz时，1小时的数据大小约为32.96M。起始时间：该值是Mapping存盘文件中存储第一组传感器数据的时间。结束时间：该值是Mapping存盘文件中存储最后一组传感器数据的时间。其中结束时间与起始时间之间的差值应该与记录时长相近，否则Mapping存盘数据可能丢失。运行里程：该值是Mapping存盘文件中总共记录的里程数，由于Mapping记录的里程与主设备的里程有差别，所以该值仅供参考。第31页共36页IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书数据合成数据检测结束后，利用生成的“预处理数据文件”与主设备数据进行里程计合成，生成导航计算所需的文件。如图6.11所示：图6.11数据合成a）预处理数据文件：数据检测过程中生成的中间的文件；b）主设备数据文件：由用户提供的时间、里程数据；c）生成计算数据文件：该文件最终用于进行导航计算。d）同步信息：在进行数据合成前一定要输入相应的同步信息，包括记录仪同步时间，Mapping同步时间和发球筒开始静止时间。其中“发球筒开始静止时间”是指Mapping在发球筒开始静止对准时的时间。注意：这三个信息非常重要，并且应当以同一个时钟为基准。实际操作人员应当认真记录，作为数据处理的重要信息。后期处理数据合成结束后，利用生成的“计算数据文件”和Marker文件即可进行组合导航计算，生成导航计算结果文件。如图6.12所示：a）计算数据文件：数据合成过程中生成的文件；Marker文件：检测管线的Marker点GPS坐标文件；c）点击“读仪器参数”按钮，选择管线检测时所使用的Mapping型号对第32页共36页

IPSS-02A惯性管道测绘系统使用说明书应的仪器参数。d）点击“导航计算”按钮，选择导航输出文件存放的路径后开始导航计算，最终生成导航结果文件（格式为“*.dat"）和与导航结果文件同名的Marker点检验文件（格式为“*.txt"）。"Marker点检验文件”是软件在前向计算过程中，在Marker修正点处，前向计算的结果与Ma