能源,是世界各国可持续发展的战略物资,石油则是最主要的能源,而现探明的陆地石油资源正逐步枯竭,故人们不得不将目光转向海洋。海洋油气资源极为丰富,勘探开发正在迅速发展。为保障未来深海油气资源的开发,我国在十一五规划期间制定了国家“863”计划南海深水油气勘探开发关键技术及装备专题,本课题即来源于此。本文的主要研究对象为海底管道的硬质法兰,在对海底管网进行回接时需对两被接管道法兰的相对位姿进行测量,从而确定其之间的相对物理关系,进一步在施工船上按测量结果预置相应的管道进行水下管道连接。论文首先针对深水测量领域的关键技术进行了分析与研究,确定了深水管道回接位姿测量系统的拉绳测量整体结构方案,并在此基础上研究了测量系统的整体检测系统,明确了水下测量时所涉及的关键技术点,即水下精确角度检测,及水下动力伺服控制技术。其次,本文提出了基于集成霍尔检测芯片的深水高精度角度检测编码器研究,提出了该编码器的基本结构组成；对承压薄壳进行了基于Ansys Workbench的静力学优化设计,确定了零部件尺寸参数；研究了霍尔检测、信号处理电路,及检测系统的程序结构；在此基础上对编码器试验件进行精度校核及耐压试验,保证其符合设计要求。同时,论文基于磁联轴器技术设计了深水绞车系统。对绞车用磁联轴器、隔离密封壳体等关键件进行了研究,并研究了无刷电机的伺服驱动控制系统,为测量系统的测量绳工作时提供稳定的张紧力。除此之外,本文还对深水测量检测系统中的其他设备进行了研究,完成了整个检测系统的设计与实现。在上述研究的基础上,最后对整个测量系统进行了试验与校准,具体涉及压力试验、陆地测量精度校准、水下测量试验。经过试验,验证了本文所设计的深水管道位姿检测系统在工作中稳定、可靠,且精度、耐压等指标满足设计要求。