摘要：针对长距离油气管道的中心线测量问题,提出了一种利用多传感器数据融合的管道中心线计算方法.当使用管道内检测器对长距离油气管道进行内检测时,在内检测器上装载惯性测量单元（IMU）和里程计,通过加载低频发射机激发地面GPS标记盒获得内检测的位置信息.使用导航系统和非线性动态系统进行误差建模,利用IMU数据及里程计数据进行航位推算,并采用扩展型卡尔曼滤波器对惯导系统及里程计的各项误差进行估计和补偿,结合地面GPS标记点数据最终得出准确的管道中心线位置信息.通过对同一节长度的管道在2次不同时间测量的管道中心线轨迹数据进行对比分析可知,两次测量获得的惯导中心线数据在水平方向的综合偏离误差为0.35 m,高度方向的综合误差为0.74 m.为进一步验证测量精度,对埋地管道某处特征点进行了开挖验证,检测器的误差在1m以内.为埋地油气管道的安全运行提供了一种有效的测量手段.

关键词：长输管道内检测 传感器融合 惯性导航 扩展卡尔曼滤波器 误差修正 

单位：中国石油管道公司 河北廊坊065000 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京100083 北京自动化控制设备研究所 北京100074