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随着对管道安全运营生产的不断重视,管道内部缺陷检测的重要性日益突出。管道内部缺陷定位是管道内部缺陷检测的重要组成部分,能够提供管道内部缺陷的具体位置信息,方便管道进行及时有效的维护。在管内缺陷定位过程中,里程轮和捷联惯性导航系统虽各有优点,但二者单独使用又都存在一定的缺陷。里程轮易受管内环境影响出现打滑等失效现象,但其定位误差不易发散；捷联惯性导航系统是自主定位,不依赖外界环境,但其定位误差随时间快速发散。基于里程轮和捷联惯性导航系统定位的互补性,本文采用多里程轮辅助捷联惯导,并结合多传感器数据融合进行管道内部缺陷定位。首先运用多里程轮进行管内缺陷定位,根据里程轮的接触式定位原理及其定位误差的特点,采用抗差估计算法和一致性检验算法进行多里程轮定位数据融合,以消除测量粗差对定位结果的影响,经过分析比较,本文选用融合精度较高的抗差估计算法进行多里程轮数据融合。然后根据姿态和位置数学模型模拟捷联惯性导航系统的运动轨迹,并将其作为捷联惯导中加速度计和陀螺仪的输入信息,结合坐标转换矩阵和加速度计、陀螺仪的数学模型,获得加速度计和陀螺仪的输出数据。再利用四元数姿态更新法和捷联惯性导航系统的解算模型,解算捷联惯性导航系统的输出数据以获得其定位的位置信息。最后通过对捷联惯导误差的分析及其与里程轮定位的互补性,运用里程轮辅助捷联惯性导航系统进行管道内部缺陷定位,由于抗差估计的主要功能是消除粗差对融合结果的影响,里程轮和捷联惯性导航系统的数据融合运用间接法卡尔曼滤波,在里程轮和捷联惯性导航系统误差模型的基础上,选用里程轮位移增量和捷联惯导位移增量之差作为观测值,对多里程轮抗差估计的融合信息和捷联惯导信息进行数据融合。本文运用MATLAB编程实现了多里程轮抗差估计模型、多里程轮一致性检验模型、运动轨迹模型、捷联惯性导航器件模型、捷联惯性导航系统解算模型和里程轮辅助捷联惯导数据融合模型,并通过实验验证了研究方法对多里程轮定位粗差剔除和管道内部缺陷定位的有效性,实验表明,里程轮辅助捷联惯性导航系统进行管道内部缺陷定位,经度误差的最大值为4×10-8,纬度误差的最大值为8×10-8,其定位相对误差可达到0.01%,有效提高了管道内部缺陷定位的精度,为管道的安全维护提供了可靠位置信息。