煤矿井下随钻测斜仪误差联合校正方法
发布时间：2022-04-18 19:43
为降低煤矿井下随钻测斜仪随钻测量钻孔姿态角参数的误差,建立基于递推最小二乘的误差补偿数学模型,采用椭球拟合法、点积不变法和旋转平面拟合法的联合校正方法对随钻测斜仪进行误差补偿校正。对研发的随钻测斜仪进行数值仿真和双轴转台实验,用联合校正方法对实验数据进行误差补偿校正,校正前俯仰角和方位角的最大绝对误差分别为4.7°和5.1°,校正后为0.8°和0.9°,校正后测量精度满足随钻测斜仪要求。实验结果表明,该方法可以对煤矿井下随钻测斜仪进行有效的误差补偿校正。
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图２椭球拟合参数估计??Ｆｉｇ．?２?Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｌｉｐｓｏｉｄ?ｆｉｔｔｉｎｇ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ??
本，计算方法简??单，精度可靠，方便应用的校正，适用于煤矿井下??随钻测斜仪校正。??ａ．俯仰角在双轴转台上固定好自主研发的??随钻测斜仪。以水平０°为基准，控制转台以间隔１０°??顺序上仰到８０°，接着回到水平基准再控制转台以??间隔１０°顺序下俯到－８０°，为避免非重力加速度干??扰，每次转动结束时在静止状态下采集测量数据并??存储在Ｆｌａｓｈ中，每个角度测量１０次求均值，最终??获得１７个测量值。对采集数据按照表３中加速度ｉｆ参??数校正，绘制校正前与校正后的示意图，如图５所示，??前分＆球体外，表现为＃１＾，?分布在球体??表面。??图５加速度计校正前后示意图??Ｆｉｇ．５?Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ??根据式（ｉ）计算校正前和的俯仰角，勝别计??算校正前和校正后与参考值（－８０?：?０?：?８０）的差。绘制校??正前和校正后的俯仰角误差曲线，如图６所示。上仰和??下俯的误差最大绝对值分别为３．９。和４．７。，校正后为０．７。??和０．８＇校正前后，测量精度提高了一个等级。??图６俯仰角误差曲线??Ｆｉｇ．６?Ｐｉｔｃｈ?ａｎｇｌｅ?ｅｒｒｏｒ?ｃｕｒｖｅ??ｂ．方位角在同样的实验环境下以水平ｏ°为??基准，精密罗盘确定地理北向为０°，将随钻测斜仪??指北向０°固定。控制转台以０°为起始隔１０°测量，??顺时针旋转３６０°，测量数据存储在Ｆｌａｓｈ中，每个方??
Ｆｌａｓｈ中，每个角度测量１０次求均值，最终??获得１７个测量值。对采集数据按照表３中加速度ｉｆ参??数校正，绘制校正前与校正后的示意图，如图５所示，??前分＆球体外，表现为＃１＾，?分布在球体??表面。??图５加速度计校正前后示意图??Ｆｉｇ．５?Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ??根据式（ｉ）计算校正前和的俯仰角，勝别计??算校正前和校正后与参考值（－８０?：?０?：?８０）的差。绘制校??正前和校正后的俯仰角误差曲线，如图６所示。上仰和??下俯的误差最大绝对值分别为３．９。和４．７。，校正后为０．７。??和０．８＇校正前后，测量精度提高了一个等级。??图６俯仰角误差曲线??Ｆｉｇ．６?Ｐｉｔｃｈ?ａｎｇｌｅ?ｅｒｒｏｒ?ｃｕｒｖｅ??ｂ．方位角在同样的实验环境下以水平ｏ°为??基准，精密罗盘确定地理北向为０°，将随钻测斜仪??指北向０°固定。控制转台以０°为起始隔１０°测量，??顺时针旋转３６０°，测量数据存储在Ｆｌａｓｈ中，每个方??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的电子罗盘校准算法研究[J]. 晁正正,张晓明,马喜宏,吕辰,陈雷,李小燕. 传感技术学报. 2019(01)
[2]基于BP神经网络模型的MEMS加速度计误差补偿方法[J]. 郭卫,杨鹏飞,张武刚,王巍. 中国测试. 2018(03)
[3]基于粒子群优化的三轴磁强计非线性误差校正[J]. 宋忠国,郑家欢,张金生,席晓莉. 传感器与微系统. 2017(12)
[4]三轴MEMS加速度计的最大似然校正算法[J]. 陆欣,刘忠,张宏欣,贺静波. 国防科技大学学报. 2017(05)
[5]煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用[J]. 江泽宇,谢洪波,文广超,黄先瑞. 煤田地质与勘探. 2017(03)
[6]基于递推最小二乘法的地磁测量误差校正方法[J]. 龙礼,黄家才. 仪器仪表学报. 2017(06)
[7]航姿系统矢量传感器非对准误差及其校正[J]. 李翔,王勇军,李智. 传感技术学报. 2017(02)
[8]基于椭球和平面拟合的随钻测量系统校正方法[J]. 梁伟嘉,吝伶艳,刘宗伟. 煤炭技术. 2016(09)
[9]随钻测斜仪误差补偿实验研究[J]. 王成立,CHIKHOTKIN V F,卢春华. 煤田地质与勘探. 2016(04)
[10]基于椭球假设的三轴加速度计误差标定与补偿[J]. 刘艳霞,方建军,杨清梅. 传感器与微系统. 2014(06)
博士论文
[1]MEMS-IMU误差分析补偿与实验研究[D]. 代刚.清华大学 2011
本文编号：3646280
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
图２椭球拟合参数估计??Ｆｉｇ．?２?Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｅｌｌｉｐｓｏｉｄ?ｆｉｔｔｉｎｇ?ｐａｒａｍｅｔｅｒ??
本，计算方法简??单，精度可靠，方便应用的校正，适用于煤矿井下??随钻测斜仪校正。??ａ．俯仰角在双轴转台上固定好自主研发的??随钻测斜仪。以水平０°为基准，控制转台以间隔１０°??顺序上仰到８０°，接着回到水平基准再控制转台以??间隔１０°顺序下俯到－８０°，为避免非重力加速度干??扰，每次转动结束时在静止状态下采集测量数据并??存储在Ｆｌａｓｈ中，每个角度测量１０次求均值，最终??获得１７个测量值。对采集数据按照表３中加速度ｉｆ参??数校正，绘制校正前与校正后的示意图，如图５所示，??前分＆球体外，表现为＃１＾，?分布在球体??表面。??图５加速度计校正前后示意图??Ｆｉｇ．５?Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ??根据式（ｉ）计算校正前和的俯仰角，勝别计??算校正前和校正后与参考值（－８０?：?０?：?８０）的差。绘制校??正前和校正后的俯仰角误差曲线，如图６所示。上仰和??下俯的误差最大绝对值分别为３．９。和４．７。，校正后为０．７。??和０．８＇校正前后，测量精度提高了一个等级。??图６俯仰角误差曲线??Ｆｉｇ．６?Ｐｉｔｃｈ?ａｎｇｌｅ?ｅｒｒｏｒ?ｃｕｒｖｅ??ｂ．方位角在同样的实验环境下以水平ｏ°为??基准，精密罗盘确定地理北向为０°，将随钻测斜仪??指北向０°固定。控制转台以０°为起始隔１０°测量，??顺时针旋转３６０°，测量数据存储在Ｆｌａｓｈ中，每个方??
Ｆｌａｓｈ中，每个角度测量１０次求均值，最终??获得１７个测量值。对采集数据按照表３中加速度ｉｆ参??数校正，绘制校正前与校正后的示意图，如图５所示，??前分＆球体外，表现为＃１＾，?分布在球体??表面。??图５加速度计校正前后示意图??Ｆｉｇ．５?Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ??根据式（ｉ）计算校正前和的俯仰角，勝别计??算校正前和校正后与参考值（－８０?：?０?：?８０）的差。绘制校??正前和校正后的俯仰角误差曲线，如图６所示。上仰和??下俯的误差最大绝对值分别为３．９。和４．７。，校正后为０．７。??和０．８＇校正前后，测量精度提高了一个等级。??图６俯仰角误差曲线??Ｆｉｇ．６?Ｐｉｔｃｈ?ａｎｇｌｅ?ｅｒｒｏｒ?ｃｕｒｖｅ??ｂ．方位角在同样的实验环境下以水平ｏ°为??基准，精密罗盘确定地理北向为０°，将随钻测斜仪??指北向０°固定。控制转台以０°为起始隔１０°测量，??顺时针旋转３６０°，测量数据存储在Ｆｌａｓｈ中，每个方??
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的电子罗盘校准算法研究[J]. 晁正正,张晓明,马喜宏,吕辰,陈雷,李小燕. 传感技术学报. 2019(01)
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[3]基于粒子群优化的三轴磁强计非线性误差校正[J]. 宋忠国,郑家欢,张金生,席晓莉. 传感器与微系统. 2017(12)
[4]三轴MEMS加速度计的最大似然校正算法[J]. 陆欣,刘忠,张宏欣,贺静波. 国防科技大学学报. 2017(05)
[5]煤矿井下电磁波无线随钻轨迹测量系统设计与应用[J]. 江泽宇,谢洪波,文广超,黄先瑞. 煤田地质与勘探. 2017(03)
[6]基于递推最小二乘法的地磁测量误差校正方法[J]. 龙礼,黄家才. 仪器仪表学报. 2017(06)
[7]航姿系统矢量传感器非对准误差及其校正[J]. 李翔,王勇军,李智. 传感技术学报. 2017(02)
[8]基于椭球和平面拟合的随钻测量系统校正方法[J]. 梁伟嘉,吝伶艳,刘宗伟. 煤炭技术. 2016(09)
[9]随钻测斜仪误差补偿实验研究[J]. 王成立,CHIKHOTKIN V F,卢春华. 煤田地质与勘探. 2016(04)
[10]基于椭球假设的三轴加速度计误差标定与补偿[J]. 刘艳霞,方建军,杨清梅. 传感器与微系统. 2014(06)
博士论文
[1]MEMS-IMU误差分析补偿与实验研究[D]. 代刚.清华大学 2011
本文编号：3646280
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