地下管线探测技术是非开挖技术中的重要领域之一，主要应用于地下管线的形状和位置探测。现有的管线探测技术受到探测原理的约束，探测精度不高，受环境影响较大，应用场合也有一定限制。 本硕士论文是“非开挖地下管线三维位置探测的关键技术研究”项目的重要组成部分之一，得到了国家自然科学基金、上海市重大科技攻关项目及上海市第二期重点学科的资助，主要进行基于方位测量的管线探测系统的总体研究、系统中主要模块的研究设计以及系统实验等方面的工作。 本论文第一章简要介绍了非开挖技术的研究背景，概述了现有的主要地下管线探测方法及其存在的不足。第二章进一步研究了基于方位传感的介入式地下管线探测系统的概念，讨论了系统的工作原理、设计指标，并详细论述了系统模块组成及各模块的主要功能。第三章至第五章着重针对系统中的若干重要模块进行研究，这些模块分别是牵引机器人模块、里程计模块和传感器保持架模块。在系统研究的基础上，第六章讨论了一组系统实验，包括实验过程、实验数据处理、误差分析与补偿。实验结果表明，本系统基本达到预定指标。最后，第七章介绍了本硕士论文的研究结果和创新点，提出了今后研究的方向。