專利名稱：具有整體位置傳感的埋入線路定位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
此公開(kāi)涉及電子學(xué)領(lǐng)域，更具體地，涉及能夠用于定位隱藏在地下或位于地下的物體的設(shè)備的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
線路定位器用于定位埋入地下的線路的位置，諸如煤氣管、水管、電話電纜和電力電纜等。線路定位器典型地包括發(fā)射器和接收器。發(fā)射器引起電磁場(chǎng)從要定位的線路中輻射出來(lái)。接收器通過(guò)檢測(cè)輻射出的場(chǎng)來(lái)定位線路。可以按照以下模式之一操作線路定位器直接連接模式和感應(yīng)模式。
在直接連接模式中，發(fā)射器與要定位的線路物理相連，典型地在該線路的位于地面之上的一點(diǎn)處相連。發(fā)射器在線路的一端處產(chǎn)生電壓，使電流沿著該導(dǎo)電線路流動(dòng)。電流在該線路周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)能夠由線路定位器的接收器檢測(cè)到。
在直接連接到線路是不可能的情況下，例如，如果線路完全置于地下，線路定位器典型地按照感應(yīng)模式進(jìn)行操作。在感應(yīng)模式中，線路定位器利用電磁感應(yīng)在線路中產(chǎn)生電流通過(guò)天線輻射出隨時(shí)間變化的電磁場(chǎng)，在要定位的線路中感應(yīng)出電流。線路中的電流則在線路周?chē)a(chǎn)生電磁場(chǎng)，并且線路定位器中的接收器檢測(cè)該電磁場(chǎng)。
為了定位線路，典型地，操作者在地表上方移動(dòng)接收器，直到指示出現(xiàn)電磁場(chǎng)為止，因此，確定該線路的位置。接收器測(cè)量電磁場(chǎng)的強(qiáng)度，電磁場(chǎng)的強(qiáng)度與埋入線路或目標(biāo)中的電流成正比。根據(jù)歐姆定律，線路中的電流與線路的阻抗成反比。由于埋入線路的物理狀態(tài)較寬的可變性和這些線路的環(huán)境的較寬的可變性，埋入線路的阻抗實(shí)質(zhì)上可能為任何值。但是，在多數(shù)情況下，可以感應(yīng)出特定電流，因而該線路可以產(chǎn)生電磁場(chǎng)。
現(xiàn)在可用的線路定位器在定位和追蹤埋入線路時(shí)是有效的。然而，存在其中使用線路定位器可能導(dǎo)致對(duì)線路位置的不適當(dāng)確定的情況，這會(huì)導(dǎo)致線路損害或?qū)υ诰€路附近挖掘的人員造成嚴(yán)重傷害。當(dāng)在目標(biāo)線路附近存在結(jié)構(gòu)或物體時(shí)會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，因?yàn)檫@影響了接收器的測(cè)量。此影響的一個(gè)示例是在極接近目標(biāo)線路處存在幾條埋入地下的線路。在目標(biāo)線路中的電流能夠感應(yīng)鄰近線路中的電流，因而使目標(biāo)線路所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)失真。失真場(chǎng)可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)線路位置的不正確確定，以及對(duì)深度的不準(zhǔn)確測(cè)量。另外，定位器可能找到相鄰線路而不是目標(biāo)線路，這是由于電磁場(chǎng)從目標(biāo)線路擴(kuò)散到相鄰線路上。
可以用于處理失真場(chǎng)的影響的一個(gè)方法是測(cè)量并記錄電磁場(chǎng)的強(qiáng)度和在其處獲得每個(gè)電磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量結(jié)果的空間位置。為了使這種系統(tǒng)在多數(shù)情況下可用，將需要該系統(tǒng)在幾百英尺的范圍內(nèi)具有小于約1英寸的定位精度，并且該系統(tǒng)將需要以相當(dāng)于每秒10次的速率進(jìn)行的測(cè)量來(lái)實(shí)時(shí)進(jìn)行操作。
確定每次測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)度的位置的一個(gè)方法是使用全球定位系統(tǒng)(GPS)。在此方案中，GPS接收器與線路定位接收器一起操作，并記錄來(lái)自這兩者的數(shù)據(jù)。為此目的使用GPS的問(wèn)題在于GPS乃至差動(dòng)GPS(DGPS)的精度通常并不能滿足需要。GPS的預(yù)計(jì)精度是10到20英尺，而DGPS的預(yù)計(jì)精度是3到5英尺。此精度并不足以對(duì)來(lái)自地下線路的失真電磁場(chǎng)進(jìn)行處理。盡管一些GPS的實(shí)施例提供了小于1英寸的精度，但并不能實(shí)時(shí)進(jìn)行這些測(cè)量，因?yàn)槎ㄎ黄鞯慕邮掌髟谒P(guān)心的區(qū)域內(nèi)以合理的速率空間移動(dòng)。
在地下線路定位領(lǐng)域的另一問(wèn)題在于需要在持續(xù)幾小時(shí)或幾天以上的時(shí)間段內(nèi)保持對(duì)埋入線路的位置的追蹤。目前，進(jìn)行地下線路定位的操作者通常通過(guò)在埋入線路之上的地面上繪線來(lái)標(biāo)記線路的位置。但是，如果所繪的線磨損或被移動(dòng)，這通常需要針對(duì)在線路附近的陸標(biāo)定位該線路。目前，通過(guò)使用卷尺或其它外部測(cè)量設(shè)備創(chuàng)建陸標(biāo)或剩余繪線之間的線路來(lái)保持線路定位。然而，如上所述，線路定位所需的精度通常需要小于1英寸。此方法中所使用的卷尺不能提供所需等級(jí)的精度。另外，利用卷尺為線路定位器測(cè)量獲得精確的位置數(shù)據(jù)所需的時(shí)間長(zhǎng)度通常是不容許的。
因此，需要一種能夠測(cè)量電磁場(chǎng)的強(qiáng)度并同時(shí)且精確地測(cè)量與場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量有關(guān)的空間位置的線路定位系統(tǒng)。還需要一種能夠在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)精確地保持對(duì)地下線路的位置的確定的線路定位系統(tǒng)，從而可以在之后確定這些線路。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種線路定位器，提供從目標(biāo)線路中發(fā)射出來(lái)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的精確三維、空間的圖。根據(jù)本發(fā)明的線路定位器包括接收器，測(cè)量電磁場(chǎng)強(qiáng)度；精確空間定位器，確定接收器的空間位置；以及處理器，記錄電磁場(chǎng)強(qiáng)度和空間位置。在一些實(shí)施例中，處理器可以提供作為空間位置函數(shù)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的繪圖。在一些實(shí)施例中，可以可以從線路定位器中將數(shù)據(jù)檢索到分離的處理系統(tǒng)上。在一些實(shí)施例中，可以利用繪圖來(lái)確定地下線路的定位。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，精確空間定位器包括慣性繪圖系統(tǒng)，當(dāng)接收器在關(guān)心區(qū)域上方移動(dòng)時(shí)，連續(xù)確定接收器的位置。這種慣性繪圖系統(tǒng)的實(shí)例將包括一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)。加速計(jì)提供指示加速計(jì)的瞬時(shí)加速度的信號(hào)。這種二次積分的信號(hào)按照時(shí)間函數(shù)提供接收器的位置。然后，加速系統(tǒng)可以根據(jù)在測(cè)量期間從預(yù)定開(kāi)始點(diǎn)所測(cè)量到的加速系統(tǒng)的加速度來(lái)精確地提供接收器的位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，精確空間定位器實(shí)現(xiàn)了三角測(cè)量或三邊測(cè)量繪圖系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)的一些實(shí)施例中，在所關(guān)心區(qū)域周?chē)O(shè)置了一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器。精確空間定位器從一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器中接收信號(hào)，并根據(jù)所接收到的信號(hào)確定接收器的位置?？梢跃_確定精確空間定位器相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器的位置的位置。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，精確空間定位器包括測(cè)距儀，在一些實(shí)施例中，可以是激光測(cè)距儀。測(cè)距儀可以安裝在追蹤目標(biāo)物體的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的支架(gimble)上。目標(biāo)物體可以是鏡子或可以將發(fā)射輻射(例如，激光、紅外線、或聲波)反射回測(cè)距儀的任何其它對(duì)象。可以根據(jù)到目標(biāo)對(duì)象的距離和支架的方向確定接收器的空間位置。可以如通過(guò)使在測(cè)距儀處反射的輻射的強(qiáng)度最小、同時(shí)監(jiān)視發(fā)射器相對(duì)于線路定位器的方向，來(lái)確定支架的方向。
根據(jù)本發(fā)明的線路定位器可以提供用于產(chǎn)生作為在所關(guān)心區(qū)域上方的空間位置函數(shù)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的精確繪圖的數(shù)據(jù)。可以使用這樣的數(shù)據(jù)以及建模軟件，來(lái)確定地下線路和可能使從這些線路中發(fā)射出來(lái)的電磁場(chǎng)失真的周?chē)Y(jié)構(gòu)的位置。然后，可以更精確地確定所關(guān)心線路的物理位置。
以下參考附圖更為充分地描述本發(fā)明的這些和其它實(shí)施例。


圖1示出了傳統(tǒng)線路定位系統(tǒng)的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的具有精確空間定位器的線路定位系統(tǒng)的在附圖中，具有相同標(biāo)記的元件具有相同或相似的功能。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了位于線路105之上的傳統(tǒng)線路定位系統(tǒng)100的示意圖。發(fā)射器110可以與線路105相連，以便感應(yīng)要流過(guò)線路105的電流115。當(dāng)電流115流過(guò)線路105時(shí)，其產(chǎn)生電磁場(chǎng)120，所述電磁場(chǎng)120從線路105中輻射出來(lái)。如果電流115是不變的，則電磁場(chǎng)120是靜態(tài)電磁場(chǎng)。如果電流115隨時(shí)間變化，則電磁場(chǎng)120也是隨時(shí)間變化的電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)120的一部分穿過(guò)地125，其可以由定位器100的接收器170檢測(cè)。在圖1所示的定位器100的實(shí)施例中，接收器170包括檢測(cè)器130、135、175和180，可以對(duì)它們進(jìn)行定位以確定線路105的深度和線路105的橫向位置。
按照直接連接模式示出了發(fā)射器110，即，發(fā)射器110與線路105電相連。例如，可以在其中線路105暴露在地125的表面上的地點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)所述電連接。在一些情況下，發(fā)射器110也可以按照感應(yīng)模式進(jìn)行操作，其中利用電磁感應(yīng)在線路105中感應(yīng)出電流115。在一些情況下，線路105已經(jīng)攜帶電流，例如，60Hz處的A/C電能，則不需要發(fā)射器110。
線路定位器100在檢測(cè)器130、135、175和180處檢測(cè)到電磁場(chǎng)。圖1中的檢測(cè)器130、135、175和180以線圈型檢測(cè)器示出，但是可以使用任何能夠測(cè)量電磁場(chǎng)的檢測(cè)器。檢測(cè)器130、135、175和180與檢測(cè)電路140相連。檢測(cè)電路140接收來(lái)自檢測(cè)器130、135、175和180的信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行放大和濾波。在一些情況下，可以在檢測(cè)電路140中對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。處理電路145接收來(lái)自檢測(cè)電路140的信號(hào)，并執(zhí)行根據(jù)在檢測(cè)器130、135、175和180處測(cè)量到的電磁場(chǎng)來(lái)計(jì)算線路105的深度和位置的操作。處理電路145可以是模擬電路，或者可以是微處理器。然后，可以在顯示器150上、向操作者顯示計(jì)算的結(jié)果，在一些實(shí)施例中，將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器155中。
在以下專利文獻(xiàn)中進(jìn)一步描述了可應(yīng)用于線路定位的左右檢測(cè)和電子電路美國(guó)專利NO.6,407,550，題為“Line Locator HavingLeft/Right Detection”，Gopal Parakulum和Steven Polak；以及美國(guó)專利NO.6,130,539，“Automatic Gain Control for a LineLocator”，Steven Polak，其內(nèi)容一并在此作為參考。
再次參考圖1，線路控制器100通過(guò)檢測(cè)輻射的電磁場(chǎng)120來(lái)定位線路105。一些接收器包含用于確定要定位的線路的深度和位置的電磁場(chǎng)傳感器對(duì)。作為示例，接收器170使用檢測(cè)器175和180確定橫向(即，水平)位置，而使用檢測(cè)器130和135確定深度。檢測(cè)器130、135和175、180中的每一個(gè)響應(yīng)電磁場(chǎng)120產(chǎn)生信號(hào)。檢測(cè)電路140根據(jù)由130、135、175和180產(chǎn)生的信號(hào)，產(chǎn)生針對(duì)處理器145的信號(hào)。處理電路145比較來(lái)自檢測(cè)器175和180的信號(hào)，以計(jì)算線路105的橫向位置，并對(duì)來(lái)自檢測(cè)器130和135的信號(hào)進(jìn)行處理，以計(jì)算離線路105的距離。將此信息發(fā)送到顯示器150，以便由操作者觀看。
為了定位線路105，操作者在地125的表面上移動(dòng)線路定位器，直到接收器170通告由檢測(cè)器175和180檢測(cè)到的信號(hào)相等為止，這表示線路定位器130位于電磁場(chǎng)120的源的中心處，這也是線路105的位置。
為了確定深度，可以使用檢測(cè)器130和135在距離線路105的兩個(gè)不同距離160、165處測(cè)量電磁場(chǎng)120的強(qiáng)度。在一些實(shí)施例中，在檢測(cè)器130和135(兩者之間相隔已知距離165)的每一個(gè)中的磁場(chǎng)強(qiáng)度比可以用于計(jì)算從接收器170到線路105的距離。在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)NO.10/189,342、Russell N.Bigelow的題為“Detecting FieldDistortion In Underground Line Location，”中進(jìn)一步描述了可應(yīng)用于線路定位的深度確定方法，其內(nèi)容一并在此作為參考。
在用于確定從線路105中產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的模型示例中，在假設(shè)電磁場(chǎng)120沒(méi)有失真的情況下，按照等式1得到磁場(chǎng)120的強(qiáng)度B，作為在距離160(在等式1中表示為d)處流入線路105的電流115的函數(shù)i。
B∝id---[1]]]>假設(shè)檢測(cè)器130和135具有線性響應(yīng)，或者可以由檢測(cè)電路140對(duì)響應(yīng)進(jìn)行線性化，由等式2給出了來(lái)自檢測(cè)器130和135中任意一個(gè)的輸出信號(hào)。在等式2中，i是在線路105上感應(yīng)出的電流115，距離dn是檢測(cè)器與線路105之間的垂直距離，響應(yīng)常數(shù)kn是包括接收器效率、增益以及所有其它檢測(cè)參數(shù)的影響的常數(shù)，以及n表示檢測(cè)器130和135的任一個(gè)。
sn=kn·idn---[2]]]>在圖1所示的線路定位器100中，檢測(cè)器130與線路105相隔距離160(或d)，而檢測(cè)器135與線路105相隔距離165(或等式3中的d+a)。檢測(cè)器130具有響應(yīng)常數(shù)k1，而檢測(cè)器135可以具有響應(yīng)常數(shù)k2。利用等式2，則由等式(3)給出來(lái)自檢測(cè)器130的信號(hào)s1與來(lái)自檢測(cè)器135的信號(hào)s2的比。
s1s2=k1k2d+ad·---[3]]]>將k12定義為k2與k1的比(即，k2/k1)并求出d來(lái)產(chǎn)生等式4.
d=αk12(s1/s2)-1---[4]]]>為了使線路定位器100能夠確定未知距離d，可以在校準(zhǔn)步驟期間確定比率k12并固定。典型地，可以在已知條件下通過(guò)在已知距離處對(duì)一個(gè)或多個(gè)電流承載線路105進(jìn)行測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)此校準(zhǔn)。在美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)NO.10/189,303、Russell N.Bigelow和Steven Polak的題為“Model Based Calibration For Line Locator”中進(jìn)一步描述了能夠與這里所述的線路定位器的實(shí)施例一起使用的校準(zhǔn)方法和系統(tǒng)，其內(nèi)容一并在此作為參考。
在校準(zhǔn)過(guò)程中，由于距離d是已知的，a是檢測(cè)器之間的物理距離，以及s1和s2是測(cè)量得到的，根據(jù)等式5可以計(jì)算出特定的一對(duì)檢測(cè)器130和135的k12。
k12≡k2k1=s2s1d+ad---[5]]]>當(dāng)要測(cè)量線路105的距離160時(shí)，接收器170位于線路105上方。測(cè)量由記錄信號(hào)s1和s2(分別從檢測(cè)器130和135)構(gòu)成。然后，應(yīng)用等式4以求出距離160(d)。
在單個(gè)線路源產(chǎn)生的所期望的電磁場(chǎng)符合預(yù)期的情況下，所述場(chǎng)由等式1來(lái)描述，并且具有1/r的形狀，其中距離r是與線路105的距離。將未遵守此1/r關(guān)系的場(chǎng)視為失真。為了針對(duì)單個(gè)線路源測(cè)量電磁場(chǎng)是否遵守1/r關(guān)系，針對(duì)位于與線路105相隔不同距離處的檢測(cè)器，可以至少進(jìn)行三次電磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的線路定位系統(tǒng)200的實(shí)施例的示意圖。在圖2所示的實(shí)施例中，線路定位器200包括發(fā)射器205和接收器210。發(fā)射器205可以按照與針對(duì)圖1中的發(fā)射器110描述的方式類(lèi)似的方式進(jìn)行操作。另外，還可以省略發(fā)射器205，或者使其作為接收器210的一部分，從而使整個(gè)線路定位器200可移動(dòng)，例如，如在地下標(biāo)記定位器中那樣。
圖2所示的線路定位器200包括至少一個(gè)與檢測(cè)電路220相連的檢測(cè)器。圖2中示出了兩個(gè)檢測(cè)器215和217。處理電路230接收來(lái)自檢測(cè)電路220的信號(hào)，并執(zhí)行計(jì)算線路250的深度和位置的操作。精確空間定位電路235與處理電路225相連。精確空間定位電路235通過(guò)確定接收器210的當(dāng)前位置與參考位置之間的差值來(lái)確定接收器210的位置。可以在其中要尋找和追蹤線路的所關(guān)心區(qū)域中、在線路定位器200操作期間隨時(shí)校準(zhǔn)參考位置?？蛇x地，參考位置可以是其中進(jìn)行了電磁場(chǎng)強(qiáng)度確定的在先位置。在這種情況下，參考位置并不是絕對(duì)位置，而是可以持續(xù)改變的。
精確空間定位電路235根據(jù)接收器210的運(yùn)動(dòng)，監(jiān)視接收器210的位置。根據(jù)本發(fā)明的精確空間定位電路235包括位置檢測(cè)電路，能夠在整個(gè)關(guān)心區(qū)域內(nèi)針對(duì)參考位置將線路定位器200的位置確定在幾英寸之內(nèi)。在一些實(shí)施例中，精確空間定位電路235可以使用一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)來(lái)確定位置的差值。在一些實(shí)施例中，精確空間定位電路235可以使用在位于所關(guān)心區(qū)域內(nèi)或附近的一個(gè)或多個(gè)已定位發(fā)射器之間的三角測(cè)量系統(tǒng)來(lái)確定位置的差值。在一此實(shí)施例中，精確空間定位電路235可以包括測(cè)距儀。
檢測(cè)電路220、處理電路230和精確空間定位電路235可以是相互關(guān)聯(lián)的并且全部包括在定位器200內(nèi)。在一些實(shí)施例中，處理電路230還可以包括接口電路，以提供與更大的處理系統(tǒng)290的通信。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)290可以接收來(lái)自精確空間定位電路235和電磁檢測(cè)電路220的數(shù)據(jù)。然后，處理系統(tǒng)290可以根據(jù)將電磁場(chǎng)強(qiáng)度描述為在所關(guān)心區(qū)域中空間位置的函數(shù)的模型，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以便可以進(jìn)行對(duì)線路250位置進(jìn)行精確確定。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)290可以是任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括PC兼容系統(tǒng)。處理系統(tǒng)290可以按照任何方式與處理電路230進(jìn)行接口，例如，通過(guò)硬有線連接、通過(guò)無(wú)線連接，或光連接。在一些實(shí)施例中，在處理電路230已經(jīng)獲得數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器280中之后，可以將數(shù)據(jù)下載到處理系統(tǒng)290。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以在處理電路230中實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)處理。
精確空間定位電路235包括用于確定接收器210的位置的電路。如上所述，可以包括任何用于精確確定接收器210的位置的系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，精確空間定位電路235包括加速計(jì)。當(dāng)接收器210在關(guān)心區(qū)域周?chē)苿?dòng)時(shí)，可以通過(guò)對(duì)加速度進(jìn)行積分來(lái)確定接收器210的位置的改變，來(lái)確定接收器210的空間位置。
在一些實(shí)施例中，精確空間定位電路235包括三角測(cè)量或三邊測(cè)量(tri-lateration)電路，用于進(jìn)行位置確定。在這些實(shí)施例中，電路235包括用于接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)發(fā)射臺(tái)的信號(hào)的天線。發(fā)射臺(tái)可以本地置于要定位線路的區(qū)域中，或者，在一些實(shí)施例中，可以是永久設(shè)置的現(xiàn)有發(fā)射器。另外，系統(tǒng)230將包括用于根據(jù)離發(fā)射臺(tái)的距離來(lái)連續(xù)確定位置的電路或軟件功能。如果使用一個(gè)發(fā)射臺(tái)，則電路235可以包括兩個(gè)或多個(gè)天線，以便確定方向以及從接收器210到發(fā)射臺(tái)的距離。
在一些實(shí)施例中，精確空間定位電路235包括測(cè)距系統(tǒng)，例如，其可以包括激光發(fā)射器和激光接收器?？梢允褂秒妱?dòng)機(jī)以使發(fā)射器和檢測(cè)器能夠按照需要移動(dòng)，從而始終使用同一陸標(biāo)或反射器，以將輻射(電磁、光、或聲輻射)反射回接收器。此外，電路235將包括用于根據(jù)對(duì)接收器發(fā)射出的光檢測(cè)的時(shí)間差來(lái)連續(xù)確定位置的電路或軟件功能。
在操作中，接收器200和檢測(cè)電路220確定在檢測(cè)器215、217以及包括在接收器210中的任何其它場(chǎng)檢測(cè)器處測(cè)量到的電磁場(chǎng)240的幅度，而精確空間定位電路235確定接收器210的位置。電磁場(chǎng)240被流入位于地255內(nèi)的線路250中的電流245感應(yīng)。然后，可以通過(guò)處理電路230或處理系統(tǒng)290根據(jù)由檢測(cè)電路220和精確空間定位電路235得到的數(shù)據(jù)產(chǎn)生在接收器210的位置處的電磁場(chǎng)240的幅度圖。存儲(chǔ)器280可以用于存儲(chǔ)來(lái)自精確空間定位電路235和檢測(cè)電路220的數(shù)據(jù)以及來(lái)自處理電路230的其它輸出信號(hào)。然后，可以創(chuàng)建電磁場(chǎng)的位置圖，作為空間定位的函數(shù)。
還可以利用檢測(cè)器215和217確定線路250的深度，與針對(duì)圖1所描述的一樣，其中，按照與距離160和165相同的方式使用距離270和275。但是，通過(guò)創(chuàng)建電磁場(chǎng)240的幅度圖，在接收器210操作期間，并不需要在線路定位器200處進(jìn)行有關(guān)線路250的深度的確定?？梢岳镁哂懈咛幚砟芰Φ奶幚硐到y(tǒng)290進(jìn)行對(duì)線路250的位置的更為精確的確定，所述處理系統(tǒng)290可以是計(jì)算機(jī)或可用于處理電路230的具有更好處理能力的其它設(shè)備。
然后，可以通過(guò)觀察作為空間定位函數(shù)的電磁場(chǎng)的幅度，檢測(cè)電磁場(chǎng)的失真。可以通過(guò)針對(duì)所有位置處其中幅度已確定為已知幅度的的位置，比較電磁場(chǎng)的幅度和電磁場(chǎng)的幅度的改變，以及根據(jù)作為所關(guān)心的區(qū)域的位置函數(shù)的磁場(chǎng)的一些模型、比較磁場(chǎng)幅度隨位置的已知改變，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁場(chǎng)失真的確定。當(dāng)與適當(dāng)模式進(jìn)行比較時(shí)，作為空間位置函數(shù)的電磁場(chǎng)強(qiáng)度圖則可以用于確定地255內(nèi)部的線路和其它結(jié)構(gòu)的數(shù)量和類(lèi)型。
在一些實(shí)施例中，處理電路230不僅可以計(jì)算深度，而且可以根據(jù)來(lái)自檢測(cè)器215和217的信號(hào)有多么符合預(yù)期關(guān)系(例如等式1)來(lái)計(jì)算錯(cuò)誤函數(shù)，所述預(yù)期關(guān)系應(yīng)當(dāng)響應(yīng)單條線路250的電流245而產(chǎn)生。
另外，在一些實(shí)施例中，顯示器260包括失真指示，指示在接收器210的檢測(cè)器處檢測(cè)到的電磁場(chǎng)的幅度是否出現(xiàn)失真，以及在地255內(nèi)部的線路250區(qū)域中是否很可能存在干擾結(jié)構(gòu)。另外，顯示器260還可以包括用戶界面，允許用戶控制線路定位器200的特征。顯示器260可以直接與接收器210相連，或者可以位于遠(yuǎn)端位置處，并通過(guò)無(wú)線或其它通信介質(zhì)與接收器210進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，顯示器260可以與處理系統(tǒng)290組成在一起。
另外，處理電路230和精確空間定位電路235可以在需要時(shí)訪問(wèn)存儲(chǔ)器280，以存儲(chǔ)和讀取位置信息和電磁場(chǎng)240的幅度的讀數(shù)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，接收器210包括幾個(gè)附加檢測(cè)器，幫助確定任意電磁場(chǎng)的空間形狀。這些附加檢測(cè)器可以用于在附加的空間點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量。接收器210的實(shí)施例可以包括任意數(shù)量的檢測(cè)器，根據(jù)其，可以計(jì)算來(lái)自線路250的電磁場(chǎng)強(qiáng)度的不同測(cè)量結(jié)果。具體地，接收器210可以包括橫向檢測(cè)器(類(lèi)似于圖1中所示的檢測(cè)器175和180)以及為測(cè)量深度而設(shè)置的檢測(cè)器(如圖2中所示的檢測(cè)器215和217)。另外，在一些實(shí)施例中，能夠使用單個(gè)檢測(cè)器215，而無(wú)需附加檢測(cè)器來(lái)測(cè)量電磁場(chǎng)240的幅度。
圖2所示的線路定位器200的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于在本地化地理區(qū)域中對(duì)接收器210所檢測(cè)到的電磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行繪圖。由于可以在本地化地理區(qū)域中確定電磁場(chǎng)的精確形狀，該繪圖允許以有效的方式來(lái)確定失真。另外，由于在線路定位器200處確定了接收器210的位置，增加了系統(tǒng)的靈活性。例如，線路定位器200可以用于其中對(duì)GPS有干擾的區(qū)域中或者GPS信號(hào)質(zhì)量較差的區(qū)域中。另外，通過(guò)在精確空間定位電路235中使用低成本的電子器件，與使用GPS接收器的那些線路定位器相比，降低了線路定位器的成本。最后，根據(jù)本發(fā)明的線路定位器200的實(shí)施例包括精確位置測(cè)量235，其不能由GPS系統(tǒng)得到。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的精確空間定位電路235的實(shí)施例的示意圖。如圖3所示，設(shè)置了三個(gè)加速計(jì)300、305和310。加速計(jì)300、305和310每一個(gè)均分別提供與接收器210在x、y和z軸向上的加速度有關(guān)的信號(hào)。加速計(jì)300、305和310的每一個(gè)均包括振蕩器315、320和325。在圖2所示的實(shí)施例中，加速計(jì)300確定z向上的加速度，加速計(jì)305確定x向上的加速度，以及加速計(jì)310確定y向上的加速度。如傳統(tǒng)那樣，x和y向定義了與地平行的平面，而z向定義了地上的高度。
加速計(jì)300、305和310的每一個(gè)可以包括與集成電路結(jié)合的微型機(jī)電設(shè)備，從而該設(shè)備沿其三個(gè)軸之一的加速度引起串行數(shù)據(jù)流的輸出，指示加速度的幅度。該串行數(shù)據(jù)流可以輸入到微控制器375，其執(zhí)行數(shù)學(xué)時(shí)間積分，以確定運(yùn)動(dòng)的速度和第二時(shí)間積分，從而確定加速計(jì)已經(jīng)移動(dòng)的距離。在一些實(shí)施例中，微控制器375可以包括在處理電路230中(圖2)。確定三個(gè)加速計(jì)中每一個(gè)的方向，從而對(duì)三個(gè)正交軸(x、y和z)中的每一個(gè)進(jìn)行監(jiān)視，以確定線路定位器200的運(yùn)動(dòng)距離。按照此方式來(lái)追蹤線路定位器200的三維運(yùn)動(dòng)。
將來(lái)自加速計(jì)300、305和310的每一個(gè)的輸出信號(hào)提供給處理電路375，其針對(duì)參考位置確定線路定位器200的位置。位置確定基于每個(gè)加速計(jì)300、305和310的輸出的在先變化。通過(guò)在測(cè)量開(kāi)始時(shí)在處理電路375中設(shè)置一個(gè)數(shù)值來(lái)確定參考位置。可以通過(guò)將根據(jù)對(duì)每個(gè)加速計(jì)300、305和310的輸出信號(hào)積分所計(jì)算出的位置變化相加，來(lái)確定空間位置的后續(xù)值。正如以上已經(jīng)討論地那樣，每個(gè)加速計(jì)300、305和310的輸出信號(hào)與線路定位器200的加速度成正比?？梢詫?duì)線路定位器200的加速度進(jìn)行積分，以便通過(guò)處理電路375確定線路定位器200離參考點(diǎn)的位置的改變。
在一些實(shí)施例中，處理電路375可以包括模擬積分器，從而對(duì)來(lái)自加速計(jì)300、305和310中每一個(gè)的輸出信號(hào)積分兩次，以確定位置的改變。在一些實(shí)施例中，處理電路375可以對(duì)來(lái)自加速計(jì)300、305和310的信號(hào)數(shù)字化，并且或者輸出數(shù)字化信號(hào)，或者對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)字積分，以便輸出指示空間定位的變化的數(shù)據(jù)信號(hào)。
處理電路375通過(guò)接口385與線路定位器200的處理電路230進(jìn)行通信。處理電路230也接收其中由精確空間定位電路235記錄位置改變的每個(gè)位置中電磁場(chǎng)的幅度。然后，處理電路375可以將每個(gè)位置的改變連同在該位置處電磁場(chǎng)的幅度存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器380中。按照此方式，可以將每個(gè)電磁場(chǎng)幅度繪制到相應(yīng)位置?？蛇x地，處理電路375可以通過(guò)接口385進(jìn)行通信，以向線路定位器200的處理電路230提供對(duì)接收器210的位置變化的確定。
處理電路375、或者處理系統(tǒng)290可以利用可用模型來(lái)比較電磁場(chǎng)強(qiáng)度隨位置的改變，以確定位于關(guān)心區(qū)域中的地255下的線路250的數(shù)量和類(lèi)型。確定地255下的線路250的數(shù)量和類(lèi)型的其它方法包括搜索所述圖中預(yù)定圖案、在邊界處的幅度改變、以及其它已知圖案識(shí)別方法。另外，可能會(huì)找到電磁場(chǎng)的失真(例如，在所期望的特定空間位置處的更強(qiáng)的電磁場(chǎng)幅度)，表示附加線路位于線路250的區(qū)域中。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的精確空間定位電路235的另一實(shí)施例。如圖4所示，加速計(jì)400能夠在x軸向412和y軸向414上運(yùn)動(dòng)。由用于確定x軸向412上的運(yùn)動(dòng)的x傳感器415和用于確定y軸向414上的運(yùn)動(dòng)的y傳感器420來(lái)測(cè)量輸出。x傳感器415和y傳感器420與解調(diào)器425和430相連，所述解調(diào)器的每一個(gè)均與放大器435和440相連。按照此方式，單個(gè)加速計(jì)可以追蹤兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。加速計(jì)405包括追蹤z向457上的運(yùn)動(dòng)的振蕩器455、傳感器460、解調(diào)器465和放大器470。加速計(jì)400和405同時(shí)向處理電路475提供輸出信號(hào)，所述處理電路475按照與針對(duì)圖3所述的處理電路375相同的方式操作。
為了確定線路定位器200的位置，對(duì)由傳感器415、420和460提供的信號(hào)的積分可以在許多地點(diǎn)處發(fā)生，包括在傳感器415、420和460自身中?？蛇x地，積分可以在解調(diào)器425、430和465、放大器435、440和470、或者處理電路475中發(fā)生。另外，在一些實(shí)施例中，處理電路230可以執(zhí)行積分功能。
加速計(jì)300、305、310、400和405可以是較小且便宜的設(shè)備，如用于觸發(fā)汽車(chē)上的安全氣囊的加速計(jì)。便宜的加速計(jì)具有有限的時(shí)間穩(wěn)定性，但是，在提供高級(jí)別空間精確度所需的時(shí)間內(nèi)將具有足夠的穩(wěn)定性。另外，例如，與進(jìn)行絕對(duì)位置的繪圖的要求相比，根據(jù)本發(fā)明的線路定位器200的要求是更少費(fèi)力的。在一些實(shí)施例中，產(chǎn)生差分圖就足夠了，從而場(chǎng)強(qiáng)度的絕對(duì)空間位置是無(wú)關(guān)的，而在與參考位置的相對(duì)位置處的場(chǎng)強(qiáng)度是重要的。如果需要絕對(duì)繪圖系統(tǒng)，則將以特定陸標(biāo)或參考位置對(duì)慣性繪圖系統(tǒng)進(jìn)行初始化，而由該系統(tǒng)創(chuàng)建的圖將與此參考點(diǎn)相關(guān)。定位線路所需的時(shí)間可以足夠小，從而對(duì)此應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在精確度上具有適度漂移的加速計(jì)將是可接受的，并仍然會(huì)提供足夠精確的結(jié)果。
如圖3和4所述的精確空間定位電路235并不需要包括測(cè)量線路定位器200在z軸向上的運(yùn)動(dòng)的裝置。但是，測(cè)量z軸向上的運(yùn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于將z軸向上的運(yùn)動(dòng)可以充當(dāng)距離270的計(jì)算的因子，并可以用來(lái)提高線路定位器200的精確度。因此，定位器200的z位置的測(cè)量結(jié)果可以提高檢測(cè)場(chǎng)失真的能力。
此外，精確空間定位電路235可以用于確定線路定位器在根據(jù)x、y和z軸向創(chuàng)建的任意二維平面、且不僅是位于這些軸向的僅兩個(gè)中的平面中的位置改變。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的線路定位方法的流程圖。在圖5中，如步驟500中所示，對(duì)精確空間定位電路235進(jìn)行校準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^(guò)將處理電路230或精確空間定位電路235重置到參考位置來(lái)實(shí)現(xiàn)此校準(zhǔn)。
在其中精確空間定位電路235包括加速計(jì)300或400的實(shí)施例中，校準(zhǔn)包括在接收器210的運(yùn)動(dòng)之前，設(shè)置加速計(jì)300或400的運(yùn)動(dòng)方向。在精確空間定位電路235包括三角測(cè)量、三邊測(cè)量或測(cè)距系統(tǒng)的情況下，在校準(zhǔn)期間進(jìn)行第一位置確定。第一位置確定用作所有其它測(cè)量的參考位置。
接著，線路定位器200記錄對(duì)接收器210的位置進(jìn)行參考的電磁場(chǎng)的幅度，如步驟505中所示。針對(duì)參考位置確定接收器210的位置，如步驟510中所示。在一些實(shí)施例中，參考位置是其中對(duì)接收器210進(jìn)行校準(zhǔn)的位置。但是，只要根據(jù)參考位置和其中精確空間定位電路235開(kāi)始獲得精確空間位置的位置之間的差值對(duì)所有位置進(jìn)行了調(diào)整，參考位置可以是在校準(zhǔn)之前或之后提供到線路定位器200的任何位置。
在確定了位置和幅度之后，不管該位置是否稍后要進(jìn)行調(diào)整，將該位置與幅度相關(guān)聯(lián)在一起，如步驟515中所示。關(guān)聯(lián)表示或者將它們同時(shí)包括在幅度圖中，或者進(jìn)行存儲(chǔ)，從而當(dāng)對(duì)一個(gè)進(jìn)行存取時(shí)，可以檢索到另一個(gè)，并且幅度圖可以由該信息構(gòu)成。
然后，在步驟520中，創(chuàng)建作為空間位置的函數(shù)的幅度圖。所述圖可以實(shí)時(shí)顯示在線路定位器210的顯示器260上，有規(guī)律地進(jìn)行顯示和更新，或者可以將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，然后，在稍后的時(shí)間顯示。在根據(jù)關(guān)聯(lián)的幅度和位置在稍后的時(shí)間創(chuàng)建幅度圖的情況下，可以省略繪圖步驟。
雖然圖5是對(duì)確定線路定位器的位置(步驟510)進(jìn)行了描述，但也能夠確定由處理電路230輸出的數(shù)據(jù)的值。然后，該值將與同時(shí)得到的電磁場(chǎng)240的幅度相關(guān)聯(lián)。在稍后的時(shí)間，可以將這些值與校準(zhǔn)時(shí)產(chǎn)生的值和之前的值進(jìn)行比較，以確定當(dāng)確定電磁場(chǎng)240的幅度時(shí)接收器210位于什么位置。
正如這里所使用的，所述圖是信號(hào)的幅度或其它特征的二維或三維表示，如磁場(chǎng)強(qiáng)度，與空間位置相互關(guān)聯(lián)。所述圖可以是可顯示圖像或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的信息。所述圖的圖像可以利用陰影、顏色、梯度形狀、或任何其它已知方法來(lái)區(qū)別幅度或特征。
圖6A、6B和6C示出了根據(jù)本發(fā)明的線路定位器200的操作。在圖6A中，精確空間定位電路235包括如圖3和4中所示的加速計(jì)。在圖6B中，精確空間定位電路235包括三角測(cè)量系統(tǒng)。在圖6C中，精確空間定位電路235包括測(cè)距系統(tǒng)。
如圖6A中所示，其中精確空間定位電路235包括諸如如圖3所示的加速計(jì)300、305和310、或者如圖4所示的加速計(jì)400和405的加速計(jì)的線路定位器200的實(shí)施例在所關(guān)心區(qū)域600的上方物理地移動(dòng)。所關(guān)心區(qū)域600可以包括地下線路150以及其它線路、障礙物或引起失真的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，操作者可以通過(guò)如按下線路定位器200上的按鈕來(lái)觸發(fā)對(duì)電磁場(chǎng)的測(cè)量。在一些實(shí)施例中，線路定位器200可以按照定時(shí)的時(shí)間間隔自動(dòng)獲得數(shù)據(jù)。
圖6B示出了其中精確空間定位電路235包括三角測(cè)量系統(tǒng)的線路定位器200的實(shí)施例。如圖6B所示，將多個(gè)發(fā)射器分布在關(guān)心區(qū)域600附近的已知位置處。發(fā)射器603、604和605位于關(guān)心區(qū)域600周?chē)Ｍǔ?，在此方法中，可以使用任意?shù)量的發(fā)射器(包括一個(gè))。線路定位器200包括接收器601和天線602。發(fā)射器603、604和605能夠以不同頻率進(jìn)行發(fā)射。接收器601接收來(lái)自發(fā)射器603、604和605的每一個(gè)的發(fā)射，并確定天線602與發(fā)射器603、604和605中的每一個(gè)之間的距離。正如所知道的那樣，可以按照許多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)天線602與發(fā)射器603、604和605中的任意一個(gè)之間的距離的確定，包括確定當(dāng)接收器601移動(dòng)時(shí)所跨越的波長(zhǎng)數(shù)，或者通過(guò)監(jiān)視從發(fā)射器603、604和605中接收到的信號(hào)的強(qiáng)度?？梢詢H使用發(fā)射器603、604和605中的單獨(dú)一個(gè)，其中天線602包括兩個(gè)分離的天線，以便確定線路定位器200與發(fā)射器603、604和605中單獨(dú)一個(gè)之間的方向。
圖6C示出了其中精確空間定位電路235包括測(cè)距儀608的線路定位器200的實(shí)施例的使用。測(cè)距儀608可以是激光測(cè)距儀或其它測(cè)距機(jī)構(gòu)。正如所理解的那樣，測(cè)距儀608可以通過(guò)反射來(lái)自固定物體607的輻射來(lái)確定到固體對(duì)象607的距離及方向。
雖然本公開(kāi)涉及使用電磁場(chǎng)的幅度來(lái)確定物體的位置，但是其它裝置也可以與這里所述的電路和系統(tǒng)一起使用。例如，利用接收器和發(fā)射器的聲學(xué)檢測(cè)、利用地下水線路進(jìn)行的聲音的聲學(xué)檢測(cè)、不使用發(fā)射器的電場(chǎng)或磁場(chǎng)檢測(cè)等。
上述本發(fā)明的實(shí)施例僅為示例性的，并不用于進(jìn)行限定。已經(jīng)圖示并描述了本發(fā)明的實(shí)施例、應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)，在不脫離這里所圖示和描述的本發(fā)明概念的范圍或精神的情況下，存在許多可能實(shí)施例、應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)。因而，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅受到所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種線路定位系統(tǒng)，包括至少一個(gè)檢測(cè)器，用于測(cè)量電磁場(chǎng)的幅度；精確空間定位系統(tǒng)，用于提供相對(duì)于位于所關(guān)心區(qū)域附近的參考位置的空間位置；以及處理系統(tǒng)，用于使電磁場(chǎng)的幅度與空間位置相關(guān)聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述精確空間定位系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)加速計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述精確空間定位系統(tǒng)包括接收器，用于從一個(gè)或多個(gè)相對(duì)于參考位置定位的本地發(fā)射器接收信號(hào)，所述精確空間定位系統(tǒng)根據(jù)在接收器的天線處接收到的信號(hào)來(lái)確定所述線路定位器相對(duì)于參考位置的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述精確空間定位系統(tǒng)包括測(cè)距儀，所述測(cè)距儀用于根據(jù)所檢測(cè)到的來(lái)自相對(duì)于參考位置定位的物體的輻射反射，確定線路定位系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述處理系統(tǒng)產(chǎn)生多個(gè)空間位置處的電磁場(chǎng)的圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于還包括發(fā)射器，進(jìn)行耦合以從地下線路中感應(yīng)出電磁場(chǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述處理系統(tǒng)確定電磁場(chǎng)是否存在失真。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述處理系統(tǒng)將電磁場(chǎng)幅度及空間位置存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述處理系統(tǒng)根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的電磁場(chǎng)的幅度和空間位置來(lái)確定地下線路的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于將所述電磁場(chǎng)的幅度和空間位置下載到計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)將所述電磁場(chǎng)和空間位置與所述電磁場(chǎng)和空間位置的預(yù)期值進(jìn)行比較。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的線路定位系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)根據(jù)所述電磁場(chǎng)和空間位置來(lái)確定地下線路的位置。
12.一種利用線路定位器確定地下線路的位置的方法，包括確定由線路定位器在一位置處檢測(cè)到的信號(hào)的幅度；確定線路定位器的位置相對(duì)于參考位置的差值；以及將位置上的差值和在所述位置處的信號(hào)幅度進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述確定線路定位器的位置相對(duì)于參考位置的差值包括檢測(cè)線路定位器的運(yùn)動(dòng)以及根據(jù)線路定位器的運(yùn)動(dòng)確定位置上的差值。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于檢測(cè)線路定位器的運(yùn)動(dòng)包括檢測(cè)線路定位器的加速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定幅度包括確定在多個(gè)位置處的信號(hào)幅度，確定位置上的差值包括確定多個(gè)位置的每一個(gè)相對(duì)于參考位置的差值，并且所述方法還包括根據(jù)每個(gè)幅度及相關(guān)聯(lián)的位置差值來(lái)產(chǎn)生一個(gè)圖。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)信號(hào)的形狀確定在多個(gè)位置的地下區(qū)域中的地下線路的數(shù)量。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述圖來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)線路中的一個(gè)線路位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述信號(hào)與磁場(chǎng)相關(guān)，并且所述方法還包括根據(jù)位置上的差值和磁場(chǎng)的幅度來(lái)確定磁場(chǎng)的失真。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于還包括當(dāng)確定一個(gè)或多個(gè)線路位于所述區(qū)域的地下時(shí)，向線路定位器的用戶提供失真指示信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于還包括根據(jù)所述失真來(lái)校正所檢測(cè)到的電磁場(chǎng)的幅度。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定位置的差值包括確定所述位置和參考位置之間的平面上的差值。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定位置的差值包括確定所述位置和參考位置之間x和y坐標(biāo)上的差值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于確定x和y坐標(biāo)上的差值包括確定x、y和z坐標(biāo)上的差值。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于利用至少一個(gè)加速計(jì)以檢測(cè)x、y和z坐標(biāo)上的運(yùn)動(dòng)，來(lái)確定所述位置和參考位置之間的x、y和z坐標(biāo)上的差值。
25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定位置上的差值包括根據(jù)從兩個(gè)或多個(gè)本地發(fā)射器中接收到的信號(hào)對(duì)線路定位器的位置進(jìn)行三邊測(cè)量。
26.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定位置上的差值包括根據(jù)從一個(gè)或多個(gè)本地發(fā)射器中接收到的信號(hào)對(duì)線路定位器的位置進(jìn)行三角測(cè)量。
27.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于確定位置上的差值包括確定線路定位器相對(duì)于固定陸標(biāo)的距離。
28.一種用于確定地下線路的位置的線路定位器，包括至少一個(gè)檢測(cè)器；檢測(cè)電路，包括與所述至少一個(gè)檢測(cè)器相連的輸入和輸出；以及確定裝置，用于確定所述線路定位器的位置與包括輸出的參考位置之間的差值。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于所述確定差值的裝置包括用于確定x和y坐標(biāo)上的差值的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于所述確定差值的裝置包括用于確定x、y和z坐標(biāo)上的差值的裝置。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于還包括發(fā)射器，用于提供一信號(hào)，所述信號(hào)的反射由所述至少一個(gè)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于所述確定裝置包括用于產(chǎn)生在多個(gè)位置處的信號(hào)的幅度圖的裝置，所述多個(gè)位置的每一個(gè)是通過(guò)確定多個(gè)位置的每一個(gè)與參考位置之間的差值確定的。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于所述確定裝置包括用于根據(jù)從兩個(gè)或多個(gè)本地發(fā)射器中接收到的信號(hào)對(duì)線路定位器的位置進(jìn)行三角測(cè)量的裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于所述確定裝置包括用于根據(jù)從兩個(gè)或多個(gè)本地發(fā)射器中接收到的信號(hào)對(duì)線路定位器的位置進(jìn)行三邊測(cè)量的裝置。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的線路定位器，其特征在于所述確定裝置包括用于確定陸標(biāo)和線路定位器的位置與參考位置之間的距離的裝置。
全文摘要
提供了一種通過(guò)對(duì)埋入線路中的電流所產(chǎn)生的場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行繪圖來(lái)檢測(cè)并補(bǔ)償?shù)叵戮€路的場(chǎng)失真的設(shè)備。可以針對(duì)所述設(shè)備的位置，對(duì)來(lái)自地下結(jié)構(gòu)的信號(hào)進(jìn)行繪圖。根據(jù)所述圖，可以確定與預(yù)計(jì)信號(hào)的失真，指示在所檢測(cè)到的結(jié)構(gòu)的位置中存在其它結(jié)構(gòu)的干擾或錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)G01V3/08GK1784613SQ200480011993
公開(kāi)日2006年6月7日 申請(qǐng)日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月3日
發(fā)明者戈登·佩西 申請(qǐng)人:麥特羅特克公司