管道运输由于其经济、高效、便捷的性质,已经作为能源的主要运输方式之一,广泛应用于石油、天然气的运输。长输油气管道敷设于复杂多变的地质环境中,不可避免的途径地震带、泥石流、冻土区域等不良地质环境。在不稳定的地质环境作用下,途径该区域的管道会产生局部位移,形成较大变形,附加应力,严重时会导致管道失效,引发重大安全事故。因此对长输油气管道的位移监测和应变测量具有重要意义。基于惯性导航技术的测绘方法,由于其自主性高、不受外界电磁干扰影响的特点被广泛应用于管道内检测系统中。通过搭载在内检测器的惯性管道地理坐标定位系统,解算出整条管线的坐标,以及检测器的姿态信息,对于管道的弯曲状态测量具有重要意义。本文研究了基于捷联惯性导航技术的管道地理坐标定位原理及相关算法,通过引入外部校验点和分段解算的方式打断误差累计,提高管道的地里坐标定位精度。用四元数法描述载体的姿态,采用扩展卡尔曼滤波算法将加速度计数据与陀螺仪数据进行融合,利用加速度计对姿态进行修正,并借助卡方检验剔除加速度过大时的加速度计测量值,进而实现对检测器的姿态测量。分析推导了管道内检测器姿态信息与管道中心线曲率的关系,以及管道中心线曲率与管道弯曲应变的关系,进而实现通过管道内检测器姿态信息对管道弯曲应变值的解算。为减少管道环焊缝振动噪音对弯曲应变值的影响,采用基于小波变换的阈值去噪法对弯曲应变数据进行去噪,提高弯曲应变值的解算精度。分析去噪后的弯曲应变数据,将弯曲应变数据与管道局部变形部位进行匹配。通过设定弯曲应变阈值,识别管道发生失效的高风险区域。实验与数据解算结果表明:通过MPU6500惯性传感器的测量数据与里程计的数据,可完成对管道的弯曲应变解算。在相同的管道沉降量下,多轮测试结果具有良好的一直性和重复性。在不同的管道沉降量下,管道沉降量越大,弯曲应变值越大。且经过小波去噪后的弯曲应变值,其结果更加准确,可以有效的减少管道焊缝引起的振动误差。