1、本文研究以電磁方式確定鉆頭在地下的三維位置和姿態(tài)角。利用安裝在鉆頭內(nèi)部的三軸加速度計(jì)和三軸磁強(qiáng)計(jì)，通過(guò)坐標(biāo)變換測(cè)量出鉆頭的傾角、方位角以及工具面向角；通過(guò)分析磁偶極子源的電磁模型，設(shè)計(jì)合適的螺線管線圈來(lái)進(jìn)行磁場(chǎng)的發(fā)射和接收；在研究通電螺線管線圈磁場(chǎng)的空間分布基礎(chǔ)上，分析了基于單線圈的地面定位方法，其在某一點(diǎn)的測(cè)量并不能直接確定發(fā)射源的位置，而是要根據(jù)前后接收信號(hào)的相對(duì)幅度來(lái)判斷特征峰值，來(lái)搜索發(fā)射源的位置；由于單線圈定位方法非常麻煩和費(fèi)

2、時(shí)，于是提出了基于雙線圈的地面定位方法，在地面布置兩個(gè)互相垂直的線圈，通過(guò)比較兩路信號(hào)幅度之差的正負(fù)關(guān)系而不是接收幅度大小來(lái)進(jìn)行定位；水平定向鉆進(jìn)中鉆頭的定位只是在水平面內(nèi)的二維平面實(shí)現(xiàn)了位置的確定，為了確定其在空間的位置，還需要確定鉆頭的深度，本文分析了標(biāo)定法、雙線圈測(cè)定法和前后向定位點(diǎn)法等幾種深度測(cè)量方法，從而確定了鉆頭在地下空間的三維位置；分別從理論上得出單、雙線圈測(cè)量誤差模型，對(duì)這兩種定位方法做了精度分析。通過(guò)確定鉆頭在地下的姿