浅析开展惯性定位仪校准的重要性和可行性

石春花

（1.上海市测绘院，上海 200063）

由于城市运行和管理的需要，地下管线采用非开挖敷设、施工和测量项目越来越多。为了获取精确可靠的管线位置数据，从事非开挖管线测量的单位都在添置包括惯性定位仪在内的管线测量设备。因此，惯性定位仪的定期校准必须引起足够的重视。

1 现状和条件

比利时Reduct公司从2001年开始发展地下管线探测设备惯性定位仪及其相关技术。通过超高精度惯性陀螺仪搭配多年研发的专属计算机软件，能计算出精确详实的管道资料，并可以与各种地理信息应用平台实现无缝连接。它生产的惯性定位仪能快速、精确地计算出管线位置与三维座标，最大限度地减少现场测量数据采集时间、降低测绘成本，并能快速绘制管道位置地图。此设备已广泛应用于欧美地区，在亚太地区也正在逐步推广并得到用户的一致好评。

上海是中国首先引进比利时Reduct公司惯性定位仪的城市。基于在上海成功应用的示范和引领效应，全国其他城市非开挖管线测绘对于惯性定位仪的需求也日渐增加，用户群不断扩展。比利时Reduct公司惯性定位仪的校正、校准、维修、保养等都需要寄回比利时原厂，不仅耗时长、成本高，实际操作也很不方便，用户对在国内设立相应校准机构的需求迫切。

上海市测绘产品质量监督检验站是上海市测绘行政管理部门和上海市质量技术监督行政管理部门依法设立的法定测绘产品质量检验和测绘仪器校准机构。下设的校准实验室于1991 年至今，通过考核获得了上海市计量校准实验室认可。并在2009 年初，通过中国合格评定国家认可委员会（CNAS）评审，获得了9 大类测绘仪器的校准能力认可，是目前上海市测绘仪器校准项目最全的机构。通过充分调研和沟通，比利时Reduct公司、上海钢林信息技术有限公司和上海市测绘产品质量监督检验站，于2013-01-29正式签署三方合作协议，在上海成立惯性定位仪校准中心。经过5个月的设计施工、安装调试和人员培训，2013-06-06惯性定位仪校准中心正式揭牌。该中心是除了欧洲与美洲以外，唯一一个在亚太地区成立的惯性定位仪校正中心，它将有偿为亚太地区的惯性定位仪用户提供统一、高效的校正与校准服务。

2 校准服务的局限与方向

受校准授权的限制，目前上海校准中心开展的惯性定位仪校准业务仅限于比利时Reduct公司一家生产的惯性定位仪。由于Reduct公司的惯性定位仪在比利时和德国生产，生产成本和关税都较高，设备费用昂贵，规模较小或者纯做测绘不做施工的测量单位难以承受如此高价的仪器，所以目前Reduct公司的惯性定位仪在国内销售量不足20台。如果仅限于这个数量仪器的校准服务，短期内无法实现更好的业务拓展。

由于进口惯性定位仪成本高，难以成为目前非开挖管线测绘设备的主流，惯性定位仪的国产化将是今后一个时期国内发展的趋势，这个市场隐藏着巨大的潜力。目前国产的惯性定位仪已经应运而生，如南方测绘、上海华贻等已研制出了第一代甚至第三代产品。这些产品虽有差异，但在设计理念、外观造型等方面有个共同特点，模仿Reduct公司的惯性定位仪，这样我们目前所建的82 m标准管道测试比对场和校准装置均可有效发挥作用。面向所有惯性定位仪，全面开展校准业务，这才是上海市测绘产品质量监督检验站校准服务努力的方向。

3 全面提供校准服务存在的困难与对策

3.1 存在困难

1）管线惯性定位仪未被纳入测绘计量器具。从上海市质量技术监督局相关部门获悉，目前惯性定位仪还没有被定义为测绘计量器具，管理部门没有将其纳入计量设备管理范畴，因此这类仪器的校准授权，计量管理部门目前还无法开展。上海市测绘产品质量监督检验站校准实验室，无论从上海计量考核获得授权，还是获得中国合格评定国家认可委员会（CNAS）考核授权，目前惯性定位仪校准项目都难以取得授权，出具的校准报告不具备法定意义，不能作为采信的依据。

2）缺乏管线惯性定位仪校准规程。目前国家和上海都没有适用的惯性定位仪的校准规程，虽然计量校准实验室可以根据情况自己编写校准规程，但需要立项并通过一定程序合法化。

3）因各家生产的管线惯性定位仪软硬件不同，校准也不同。惯性定位仪的核心部件是陀螺仪，陀螺仪的纠偏参数不一样，对其纠偏和校准要求都不一样。另外每一种惯性定位仪都有自己独立的一套算法软件（数据处理软件），软件不同校准方法也不一。目前国产惯性定位仪生产商一般都与高校或研究机构联合研制，如上海华贻电力市政建设工程有限公司和国防科学技术大学合作研制，南方测绘和某研究院（部队）联合研制，上海置诚城市管网工程技术股份有限公司与中国地质大学联合研制。开展这类仪器的校准服务，一定要彻底了解仪器的各类参数和软件特点。

4）缺乏政府对惯性定位仪使用的有效监管。虽然惯性定位仪已经作为测绘计量仪器在非开挖管线测量中广泛使用，但对其校准周期和使用状态的管理目前没有明文规定，使用单位只有自定义的仪器维护和比对制度。

3.2 解决方案

1）通过地方质量技术监督计量管理部门沟通，争取将惯性定位仪尽早纳入计量测绘仪器的管理范围，这方面工作要依靠国家测绘地理信息局有关部门的支持。

2）上海市测绘产品质量监督检验站校准实验室通过对Reduct公司的惯性定位仪校准，逐渐积累技术经验，解剖校准原理。在此基础上向有关部门申请立项，编制惯性定位仪校准规程，并通过市计量协会等相关机构使之合法化，成为上海地方性校准规程。

3）通过和国内主要生产和研制惯性定位仪的企业洽谈，建立长期校准合作关系。通过取得对方授权，掌握惯性定位仪的核心参数与应用软件，开展多品牌惯性定位仪校准服务。

4）通过市测管办加强对上海地区惯性定位仪的监管，明确上海地区测绘项目中所使用的惯性定位仪，需进行年度校准并获得相应校准证书，从事非开挖测量的单位每年资质注册和审核中需提交相关仪器的校准证书。通过政府加强对惯性定位仪的监管，确保非开挖地下管线测量成果的可靠性，有效提升该产品的质量。

4 结 语

开展惯性定位仪的校准服务，不仅是上海市测绘产品质量监督检验站提高技术水平，拓展业务内涵，增强服务能力的时代之需，更是加强上海市地下管线非开挖测量监管，进一步提高和确保非开挖管线测绘成果质量的当务之急。政府管理部门和上海市测绘产品质量监督检验站，都有责任和义务支持和推进这项工作。

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