1.7.3 Точность электромагнитных локаторов

Ошибки локаторов связаны с двумя факторами:

Неточное измерение положения максимума (или минимума) напряженности магнитного поля и некорректное измерение градиента поля.

Деформация или искажение цилиндрического магнитного поля, окружающего определенную линию, таким образом, что максимум напряженности поля не находиться непосредственно над данной линией, а величина градиента поля не позволяет выполнить точное измерение глубины залегания линии.

1.7.3.1. Точность локаторов

Рассмотрим четыре основных типа антенных систем:

Одна горизонтальная антенна.

Двойная горизонтальная система, одна из антенн которой расположена выше другой примерно на 40 см/16 дюймов. Одна вертикальная антенна.

Система с двумя горизонтальными и одной вертикальной антеннами.

Достижимый уровень разрешающей способности является одной из составляющих погрешности локатора. Считаем, что определяемая линия прямолинейна, защищена изоляцией и имеет большую длину, а разрешающая способность устройства визуального отсчета лежит в пределах 1% от полной шкалы и антенна расположена вертикально. Разрешающая способность вертикальной антенны при определении положения линии может превышать +/– 5% от глубины ее залегания, разрешающая способность отдельной горизонтальной антенны до +/– 10% от глубины залегания, а двойная горизонтальная антенна позволяет определять положение линии с разрешающей способностью до +/– 5% от глубины ее залегания. Технологические допуски и несоответствие размеров в процессе производства являются другим источником погрешности. Приемник с одной горизонтальной антенной значительно меньше подвержен влиянию отклонения размеров. Ошибки при использовании вертикальной антенны в два раза больше, чем горизонтальной, если она неправильно ориентирована в той же самой области детектирования.

1.7.3.2. Искажение магнитного поля

Об этом из другой публикации → Отклонения трассировки из-за искажения поля

Большинство проблем точности локации связано искажением магнитных полей. Существует практически бесконечное множество причин, по которым другие линий вызывают искажение магнитного поля определяемой линии — это расположение их под разные углами к данной линии, наличие в них различных сигналов и т.п. В связи с этим, ограничимся анализом точности при рассмотрении двух специальных случаев:

• 90° отвод линии;

• Две близко расположенные параллельные линии, несущие одинаковые по величине сигналы или токи. Равенство уровней сигналов является ситуацией, конечно, маловероятной, однако как пример она может быть использована при дальнейшем рассмотрении.

Ошибка выражается в процентах от глубины d залегания линии. Относительные расстояния выражаются в долях от d. При этом, полезно определение двух типов параметров: максимальной ошибки локации положения линии и расстояния по длине линии, при котором ошибка локации превышает 10% от глубины залегания линии.

Приведенная далее информация базируется на использовании приемника с двумя антеннами, установленными на расстоянии 35 см/14 дюймов друг от друга, и линии, расположенной на глубине 1 м/40 дюймов.

Искажение поля вблизи 90° отвода: локатор начинает давать ошибочную информацию, так как она искажается из- за влияния магнитного поля отвода, расположенного перпендикулярно к заданной линии.

	Ноль — локатор следует по пути, который идет с наружной стороны реального отвода. Единственной точкой, где показания корректны, является положение точно над отводом и под прямым углом к нему. Максимальная ошибка имеет место в положении 0,7d от отвода и составляет 33%. 10% полоса ошибки распространяется на 5d в любую сторону от отвода
	Локатор следует по пути, который пересекает внутреннюю сторону отвода. Максимальная ошибка — в месте расположения отвода и составляет 25%. 10% полоса ошибки распространяется только на 0,5d от отвода.
	Подобно локатору с одной горизонтальной антенной, локатор с двойной антенной следует по пути, который пересекает внутреннюю сторону отвода. Максимальная ошибка — в месте расположения отвода и составляет 16%. 10% полоса ошибки распространяется только на 0,33d от отвода.

Искажение поля, вызванное параллельными близкорасположенными подземными линиями: линии имеют близкие уровни сигналов при их одинаковом направлении:

	Ошибка менее 10%, если только линии расположены друг относительно друга на расстоянии больше, чем 10d. Величина ошибки будет показывать, насколько близко линии расположены друг относительно друга. Если линии расположены ближе, чем 2d, то вероятность показаний, равных нулю, в центре между ними, будет больше, чем вероятность двух отдельных нулевых показаний над каждой линией.
	Локатор показывает линии, расположенные вместе, но возможность раздельной индикации каждой линии снижается вплоть до расстояния до 1,2d между линиями, где ошибка будет достигать 60%. Точность выше 10% возможна, если расстояние между линиями составляет 2d или больше.
	Ошибка 50% при расстоянии между линиями более 1,5d.

Искажение поля, вызванное параллельными близкорасположенными подземными линиями: линии имеют близкие уровни сигналов при их противоположном направлении:

	Локатор будет показывать два положения с наружной стороны линий. Он также будет иметь два отдельных отклика даже тогда, когда линии почти касаются друг друга и ошибка будет равна 100%. Точность выше 10% возможна, если расстояние между линиями составляет 10d.
	Локатор дает отклик с наружной стороны от действительных положений линий, но с максимальной ошибкой 60%. Ошибка уменьшается до 10%, когда линии расположены на расстоянии 1,7d. При этом, имеет место четкий отклик, равный нулю, при размещении антенны между линиями.
	Отклик такой же, как и у локатора с одной горизонтальной антенной, но максимальная ошибка снижается до 10%, когда расстояние между линиями равно 2d.

Выводы по результатам предыдущего анализа:

	Система с двумя горизонтальными антеннами обеспечивает наиболее четкий и информативный отклик.
	Сравнение откликов вертикальной и горизонтальной антенн может быть использовано для определения интерференционных полей, которые влияют на точность локации. Помехи имеют место, когда точки в двух системах, в которых осуществляется прием сигнала, не совпадают.
	Это сравнение позволяет системе с несколькими антеннами проверять надежность (точность) отклика и оценивать возможность использования сигнала для точного измерения глубины залегания линии. Локаторы, имеющие как горизонтальные, так и вертикальные антенны, известны как прецизионные локаторы или прецизионные приемники.