在非开挖施工过程中，识别非开挖燃气管线具体走向，采用一般的管线探测仪容易受到电磁场干扰以及复杂的地理结构的影响，准确度不高。为了提升测量准确度，快速获取管线位置信息，使地下空间得到科学合理利用，惯性陀螺仪可以帮助解决传统测量措施无法解决的问题。
1 管道三维测量技术原理及实施流程
1.1 管道三维测量技术的工作原理
陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或两个轴的角运动检测装置，在不施加任何外力的前提下，这种装置的状态不会发生改变， 也正是基于这个特性，人们才研制出陀螺仪。陀螺仪的旋转速度惊人，正常情况下，转速可达到每分钟几十万转。而在陀螺仪的应用过程中，对旋转轴指示方向的确认可以通过多种方法实现，当确认旋转轴指示方向后，测量数据将传输给整个探测系统。
陀螺仪在旋转过程中，如果受到外力作用，转动轮的某一个点就会同时受力而使陀螺仪立刻发生倾斜，而陀螺仪受力点的势能如果低于陀螺仪旋转时速，这时的受力点就会因为陀螺仪的倾斜而滑向斜上角。
在实际应用中，惯性陀螺仪与加速度计随着坐标系的不断变化，加速度的性质也发生改变，变成了沿导航坐标方向的加速度。
1.2 基于陀螺仪的管道三维测量系统的组成部分
管道三维测量系统主要由两部分组成，分别是里程仪与惯性测量单元。
（1）里程仪由里程脉冲采集系统与里程轮构成。里程轮借助于载体处于固定位置，随着载体的运动轨迹而有规律的滚动。在滚动过程中，如果不考虑打滑因素，载体前进距离与滚动距离始终保持在相同状态。沿着滚动轨迹，里程的转动受到固定轴传感器的控制，完成脉冲信号的收集采样过程。
（2）惯性测量单元就是测量物体三个轴姿态角以及加速度的装置。通常情况下，三个单轴陀螺与三个单轴加速度仪构成一个惯性测量单元。而载体坐标系统的加速度信号能够借助于加速度计检测出来，角速度信号则借助于陀螺仪的检测功能而得到相应数据。利用这种方法，能够准确地判断出物体的存在或运行状态，并得出精确的计算数据。
1.2 管道三维测量定位系统的组成部分
管道三维测量的定位系统主要由硬件和软件两部分组成。硬件包括行进部分、管线内部测量单元、外部控制单元以及 PC机。测量单元用于提供电源、获取并存储管道的三维数据，在定位测量时，仪器内含的微型姿态系统与高精度光纤陀螺及磁罗盘同步前行，记下每一个运动轨迹的信息数据。外部控制单元的开关主要控制测量单元的开机与停机。而软件部分位于 PC机内，它主要 用于通过PC机相关命令进行测量单元的数据下载与清空。
1.4 管道三维测量技术实施的工作流程
基于惯性陀螺仪的工作原理，在非开挖燃气施工管线定位测量中，管道三维精确定位技术在具体实施时的优势和特点：①测量仪器应旋转在管道内部，才能确保定位测量的准确度；②定位精度高，而且测量数据不间断；③采用三维测量技术完全不受地域、地形限制，不受深度限制，抗电磁干扰能力极强；④对管道的材质没有任何要求；⑤可以自动生成三 维空间曲线图，能够131*1+910=2-97*3与地理信息系统完美兼容。
具体工作流程是：前期准备工作—地形测量及测区纵横 断面测量—管线起终端点的测量—惯性陀螺仪定位测量— 测量现场及质量判断—数据后处理—提供管线测量成果。
3 应用实例
以次高压输气管线工程为例，非开挖燃气管道空间位置进行惯性陀螺仪测量为例，展现惯性陀螺仪在实际测量中的应用效果。该工程测量管道南北方向穿越人民大道，全长 513.757 m；穿越管道为管径为 406mm、钢材质的非开挖管道，采用比利时产REDUCT惯性定位仪进行三维测量。
经过多次测量，数据重复性良好，符合要求，测量管道结果数据为对应管道管顶的坐标（含高程），每隔 0.5m 选取一组数据。测量精度符合行业标准，精度达到合同要求。
4 结束语
借助于惯性陀螺仪的多重优势，目前已被广泛应用于多个行业，特别针对一些远距离大型穿越工程的管线定位测量，效果更为显著。相信未来，这种高尖端的测量仪器必将辐射到更多社会领域，创造出更多的经济价值与社会价值。
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