淺析開展慣性定位儀校準(zhǔn)的重要性和可行性

石春花

（1.上海市測(cè)繪院，上海 200063）

由于城市運(yùn)行和管理的需要，地下管線采用非開挖敷設(shè)、施工和測(cè)量項(xiàng)目越來越多。為了獲取精確可靠的管線位置數(shù)據(jù)，從事非開挖管線測(cè)量的單位都在添置包括慣性定位儀在內(nèi)的管線測(cè)量設(shè)備。因此，慣性定位儀的定期校準(zhǔn)必須引起足夠的重視。

1 現(xiàn)狀和條件

比利時(shí)Reduct公司從2001年開始發(fā)展地下管線探測(cè)設(shè)備慣性定位儀及其相關(guān)技術(shù)。通過超高精度慣性陀螺儀搭配多年研發(fā)的專屬計(jì)算機(jī)軟件，能計(jì)算出精確詳實(shí)的管道資料，并可以與各種地理信息應(yīng)用平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無縫連接。它生產(chǎn)的慣性定位儀能快速、精確地計(jì)算出管線位置與三維座標(biāo)，最大限度地減少現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)采集時(shí)間、降低測(cè)繪成本，并能快速繪制管道位置地圖。此設(shè)備已廣泛應(yīng)用于歐美地區(qū)，在亞太地區(qū)也正在逐步推廣并得到用戶的一致好評(píng)。

上海是中國(guó)首先引進(jìn)比利時(shí)Reduct公司慣性定位儀的城市。基于在上海成功應(yīng)用的示范和引領(lǐng)效應(yīng)，全國(guó)其他城市非開挖管線測(cè)繪對(duì)于慣性定位儀的需求也日漸增加，用戶群不斷擴(kuò)展。比利時(shí)Reduct公司慣性定位儀的校正、校準(zhǔn)、維修、保養(yǎng)等都需要寄回比利時(shí)原廠，不僅耗時(shí)長(zhǎng)、成本高，實(shí)際操作也很不方便，用戶對(duì)在國(guó)內(nèi)設(shè)立相應(yīng)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的需求迫切。

上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站是上海市測(cè)繪行政管理部門和上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督行政管理部門依法設(shè)立的法定測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和測(cè)繪儀器校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)。下設(shè)的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室于1991 年至今，通過考核獲得了上海市計(jì)量校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。并在2009 年初，通過中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）評(píng)審，獲得了9 大類測(cè)繪儀器的校準(zhǔn)能力認(rèn)可，是目前上海市測(cè)繪儀器校準(zhǔn)項(xiàng)目最全的機(jī)構(gòu)。通過充分調(diào)研和溝通，比利時(shí)Reduct公司、上海鋼林信息技術(shù)有限公司和上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，于2013-01-29正式簽署三方合作協(xié)議，在上海成立慣性定位儀校準(zhǔn)中心。經(jīng)過5個(gè)月的設(shè)計(jì)施工、安裝調(diào)試和人員培訓(xùn)，2013-06-06慣性定位儀校準(zhǔn)中心正式揭牌。該中心是除了歐洲與美洲以外，唯一一個(gè)在亞太地區(qū)成立的慣性定位儀校正中心，它將有償為亞太地區(qū)的慣性定位儀用戶提供統(tǒng)一、高效的校正與校準(zhǔn)服務(wù)。

2 校準(zhǔn)服務(wù)的局限與方向

受校準(zhǔn)授權(quán)的限制，目前上海校準(zhǔn)中心開展的慣性定位儀校準(zhǔn)業(yè)務(wù)僅限于比利時(shí)Reduct公司一家生產(chǎn)的慣性定位儀。由于Reduct公司的慣性定位儀在比利時(shí)和德國(guó)生產(chǎn)，生產(chǎn)成本和關(guān)稅都較高，設(shè)備費(fèi)用昂貴，規(guī)模較小或者純做測(cè)繪不做施工的測(cè)量單位難以承受如此高價(jià)的儀器，所以目前Reduct公司的慣性定位儀在國(guó)內(nèi)銷售量不足20臺(tái)。如果僅限于這個(gè)數(shù)量?jī)x器的校準(zhǔn)服務(wù)，短期內(nèi)無法實(shí)現(xiàn)更好的業(yè)務(wù)拓展。

由于進(jìn)口慣性定位儀成本高，難以成為目前非開挖管線測(cè)繪設(shè)備的主流，慣性定位儀的國(guó)產(chǎn)化將是今后一個(gè)時(shí)期國(guó)內(nèi)發(fā)展的趨勢(shì)，這個(gè)市場(chǎng)隱藏著巨大的潛力。目前國(guó)產(chǎn)的慣性定位儀已經(jīng)應(yīng)運(yùn)而生，如南方測(cè)繪、上海華貽等已研制出了第一代甚至第三代產(chǎn)品。這些產(chǎn)品雖有差異，但在設(shè)計(jì)理念、外觀造型等方面有個(gè)共同特點(diǎn)，模仿Reduct公司的慣性定位儀，這樣我們目前所建的82 m標(biāo)準(zhǔn)管道測(cè)試比對(duì)場(chǎng)和校準(zhǔn)裝置均可有效發(fā)揮作用。面向所有慣性定位儀，全面開展校準(zhǔn)業(yè)務(wù)，這才是上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站校準(zhǔn)服務(wù)努力的方向。

3 全面提供校準(zhǔn)服務(wù)存在的困難與對(duì)策

3.1 存在困難

1）管線慣性定位儀未被納入測(cè)繪計(jì)量器具。從上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局相關(guān)部門獲悉，目前慣性定位儀還沒有被定義為測(cè)繪計(jì)量器具，管理部門沒有將其納入計(jì)量設(shè)備管理范疇，因此這類儀器的校準(zhǔn)授權(quán)，計(jì)量管理部門目前還無法開展。上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，無論從上海計(jì)量考核獲得授權(quán)，還是獲得中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）考核授權(quán)，目前慣性定位儀校準(zhǔn)項(xiàng)目都難以取得授權(quán)，出具的校準(zhǔn)報(bào)告不具備法定意義，不能作為采信的依據(jù)。

2）缺乏管線慣性定位儀校準(zhǔn)規(guī)程。目前國(guó)家和上海都沒有適用的慣性定位儀的校準(zhǔn)規(guī)程，雖然計(jì)量校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室可以根據(jù)情況自己編寫校準(zhǔn)規(guī)程，但需要立項(xiàng)并通過一定程序合法化。

3）因各家生產(chǎn)的管線慣性定位儀軟硬件不同，校準(zhǔn)也不同。慣性定位儀的核心部件是陀螺儀，陀螺儀的糾偏參數(shù)不一樣，對(duì)其糾偏和校準(zhǔn)要求都不一樣。另外每一種慣性定位儀都有自己獨(dú)立的一套算法軟件（數(shù)據(jù)處理軟件），軟件不同校準(zhǔn)方法也不一。目前國(guó)產(chǎn)慣性定位儀生產(chǎn)商一般都與高校或研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合研制，如上海華貽電力市政建設(shè)工程有限公司和國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)合作研制，南方測(cè)繪和某研究院（部隊(duì)）聯(lián)合研制，上海置誠(chéng)城市管網(wǎng)工程技術(shù)股份有限公司與中國(guó)地質(zhì)大學(xué)聯(lián)合研制。開展這類儀器的校準(zhǔn)服務(wù)，一定要徹底了解儀器的各類參數(shù)和軟件特點(diǎn)。

4）缺乏政府對(duì)慣性定位儀使用的有效監(jiān)管。雖然慣性定位儀已經(jīng)作為測(cè)繪計(jì)量?jī)x器在非開挖管線測(cè)量中廣泛使用，但對(duì)其校準(zhǔn)周期和使用狀態(tài)的管理目前沒有明文規(guī)定，使用單位只有自定義的儀器維護(hù)和比對(duì)制度。

3.2 解決方案

1）通過地方質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督計(jì)量管理部門溝通，爭(zhēng)取將慣性定位儀盡早納入計(jì)量測(cè)繪儀器的管理范圍，這方面工作要依靠國(guó)家測(cè)繪地理信息局有關(guān)部門的支持。

2）上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室通過對(duì)Reduct公司的慣性定位儀校準(zhǔn)，逐漸積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，解剖校準(zhǔn)原理。在此基礎(chǔ)上向有關(guān)部門申請(qǐng)立項(xiàng)，編制慣性定位儀校準(zhǔn)規(guī)程，并通過市計(jì)量協(xié)會(huì)等相關(guān)機(jī)構(gòu)使之合法化，成為上海地方性校準(zhǔn)規(guī)程。

3）通過和國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)和研制慣性定位儀的企業(yè)洽談，建立長(zhǎng)期校準(zhǔn)合作關(guān)系。通過取得對(duì)方授權(quán)，掌握慣性定位儀的核心參數(shù)與應(yīng)用軟件，開展多品牌慣性定位儀校準(zhǔn)服務(wù)。

4）通過市測(cè)管辦加強(qiáng)對(duì)上海地區(qū)慣性定位儀的監(jiān)管，明確上海地區(qū)測(cè)繪項(xiàng)目中所使用的慣性定位儀，需進(jìn)行年度校準(zhǔn)并獲得相應(yīng)校準(zhǔn)證書，從事非開挖測(cè)量的單位每年資質(zhì)注冊(cè)和審核中需提交相關(guān)儀器的校準(zhǔn)證書。通過政府加強(qiáng)對(duì)慣性定位儀的監(jiān)管，確保非開挖地下管線測(cè)量成果的可靠性，有效提升該產(chǎn)品的質(zhì)量。

4 結(jié) 語

開展慣性定位儀的校準(zhǔn)服務(wù)，不僅是上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站提高技術(shù)水平，拓展業(yè)務(wù)內(nèi)涵，增強(qiáng)服務(wù)能力的時(shí)代之需，更是加強(qiáng)上海市地下管線非開挖測(cè)量監(jiān)管，進(jìn)一步提高和確保非開挖管線測(cè)繪成果質(zhì)量的當(dāng)務(wù)之急。政府管理部門和上海市測(cè)繪產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，都有責(zé)任和義務(wù)支持和推進(jìn)這項(xiàng)工作。

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