随着管道运输业的飞速发展,管道事故频繁发生,造成了巨大的经济损失和环境污染。管道内检测器能够检测管道腐蚀、变形和裂纹等缺陷,发现潜在威胁,防范管道事故于未然。管道内检测器利用里程轮对管道缺陷进行定位,但是里程轮定位有较大误差。为了消除里程轮的误差,精确定位管道缺陷,采用地面标记器(AGM)作为管道内检测器的辅助定位设备。地面标记器(AGM)测量管道内检测器通过某一已知地点的时间,将缺陷定位的误差控制在1 m以内。为了适应现代管道埋深越来越深,管壁越来越厚的要求,本文通过比较现有地面标记器的优缺点,根据其发展趋势,采用了声学原理进行地面标记,对声学地面标记器的四项关键技术进行了研究:针对现有声学地面标记器采集信号不稳定的缺点,构建声学地面标记器实验系统,改进系统稳定性,并成功应用实验系统进行声学地面标记实验。针对现有声学地面标记器精度低、抗干扰能力差的缺点,提出了基于函数拟合包络法的单声传感器地面标记方法。经过大量实验表明,函数拟合包络法标记精度远远高于传统包络法,且抗干扰能力增强。针对单声传感器地面标记器检测深度小的缺点,提出了基于声传感器阵列信号增强的地面标记方法,利用垂直于管道的直线阵采集信号,再利用延迟-相加波束形成算法对管道内摩擦声信号进行增强,将信噪比提高20 db,检测深度提高至8 m。针对摩擦声传播距离短、特征不明显的缺点,提出了基于焊缝声的地面标记方法,选择沿着管道布置的直线阵采集信号,再利用声达时间差(TDOA)的方法进行焊缝定位,进行大量实验,实验结果表明,基于TDOA的焊缝定位方法定位误差?0.4 m。