近年來，隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和航磁設(shè)備的小型化，航磁探測(cè)技術(shù)與無人機(jī)結(jié)合逐漸成為可能，彩虹 三無人機(jī)航磁系統(tǒng)的成功作業(yè)證實(shí)了無人機(jī)航磁技術(shù)的可行性。但彩虹三的造價(jià)成本和運(yùn)營成本過高也成為其弊 端。因此，輕量化、專業(yè)化的無人機(jī)航磁平臺(tái)將會(huì)是未來的趨勢(shì)。 1.2 建設(shè)目標(biāo) ? 建設(shè)專業(yè)的無人機(jī)航磁探測(cè)系統(tǒng) ? 滿足航空物探規(guī)范以及未來即將推出的無人機(jī)航空物探規(guī)范 ? 以實(shí)際航磁作業(yè)應(yīng)用為目標(biāo) ? 提升整體航磁技術(shù)理論和實(shí)踐水平 ? 良好的保障和維護(hù)，保證設(shè)備的長期穩(wěn)定 3 4 2 解決方案 2.1 系統(tǒng)原理簡述 5 2.2.1 測(cè)量模式 測(cè)量模式下，分為三個(gè)步驟：準(zhǔn)備階段、測(cè)量階段、結(jié)果處理階段。 (一) 準(zhǔn)備階段 搭建地磁日變觀測(cè)站； 將航磁系統(tǒng)連接測(cè)試，保證系統(tǒng)正常運(yùn) 行； 開啟磁力儀，飛機(jī)起飛前開始采 集； (二) 測(cè)量階段 實(shí)時(shí)觀測(cè)飛機(jī)運(yùn)行軌跡，保證飛機(jī)按測(cè)線規(guī)劃飛行； 觀測(cè)地磁日變情況，當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)變化時(shí)，應(yīng)密切注意其變化； (三) 結(jié)果處理段 結(jié)果處理方面主要利用已有數(shù)據(jù)對(duì)野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出與編輯、壞點(diǎn)剔除、測(cè)線切割與合并、 噪聲壓制、網(wǎng)格化、異常分離與增強(qiáng)等處理。 2.2.2航磁系統(tǒng)整體技術(shù)性能指標(biāo) 系統(tǒng)采用航磁定制版多旋翼無人機(jī)是搭載平臺(tái)，集成磁通門磁梯度測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)磁補(bǔ)償系統(tǒng)，高 度計(jì)以及地面磁基站等配件形成完整的航磁測(cè)量系統(tǒng)！ 一．無人航磁測(cè)量系統(tǒng) 1. 續(xù)航時(shí)間：30分鐘 2. 作業(yè)半徑：10KM 3. 最大平飛速度：90KM 4. 實(shí)用升限：5000M 5. 動(dòng)力系統(tǒng)：電動(dòng) 6. 搭載平臺(tái)處理：航磁定制版本，多處有效的磁屏蔽處理 7. 尺寸：1762mm*1637mm*4 60mm 8. 采樣率：200HZ 9. 噪聲：靜態(tài)20PT/HZ 10. 最大測(cè)量范圍：±75,000 nT 11. 實(shí)時(shí)磁補(bǔ)償：補(bǔ)償后性能不低于DAARC500、AARC510、AARC51等，且能夠提供相關(guān)試驗(yàn)對(duì) 比依據(jù)證明該技術(shù)水平；改正比(IR)(總場):10–20 12. 定位系統(tǒng)：北斗高精度定位模塊 13. 定制化安裝套件：重量不高于500G，長度不大于50CM 14. 定制化穩(wěn)定套件：6級(jí)風(fēng)下保持系統(tǒng)穩(wěn)定 6 2.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) MAG-DN20G4 無人航磁測(cè)量系統(tǒng)組成部分： 1. 搭載平臺(tái)：航磁專業(yè)版電動(dòng)四旋翼無人機(jī)（含航磁穩(wěn)定套件，安裝套件，北斗高精度定位模塊） 2. 航磁部分：MagDrone R3航磁測(cè)量系統(tǒng) （含磁探頭兩套，數(shù)據(jù)采集器，內(nèi)置GPS，預(yù)留配件接口） 3. 磁補(bǔ)償：定制款磁通門補(bǔ)償系統(tǒng) 4. 高度計(jì)：雷達(dá)高度計(jì) 5. 處理軟件：RGIS磁數(shù)據(jù)處理軟件 6. 地面磁基站：高精度Overhauser磁力儀。 2.3.1 航磁部分 航磁測(cè)量系統(tǒng) 工作參數(shù) 電源 12 V 工作溫度 -20°C to +50°C 工作重量（調(diào)查工具包） 894 g 含電池 總體功耗 400 mA 浪涌電流 2000 mA 數(shù)據(jù)記錄器 功率輸入 電池11.1V，1950 mAh 傳感器輸入 內(nèi)部模擬 用戶界面 啟動(dòng)/停止按鈕；狀態(tài)LED 調(diào)查模式 起飛前開始，著陸后停止 采樣率 200 Hz 內(nèi)部存儲(chǔ)器 2 GB，適合24 小時(shí)不間斷記錄 磁通門參數(shù) 最大環(huán)境場 ±75,000 nT 規(guī)定的測(cè)量范圍 ±75,000 nT 分辨率 <0.3 nT 噪聲 ﹤20pT/ Hz@1Hz 溫度漂移 ﹤0.3nT/K 尺寸 ? 35×365mm IP IP65 7 系統(tǒng)組成部分： 1. 兩個(gè)探頭 集成在碳纖維固定套件 2. 數(shù)據(jù)采集器 集成在碳纖維固定套件 3. 采集器預(yù)留額外的接口，支持配件擴(kuò)展 4. 串行轉(zhuǎn)換器 5. 串行電纜 6. 兩11.1V、1950毫安時(shí)電池 7. 電池充電器 8. 配件包 2.3.2 搭載平臺(tái)部分 多旋翼無人機(jī)技術(shù)參數(shù) 1、總體性能 四旋翼無人機(jī)，其最大特點(diǎn)是航時(shí)長，載重大，飛行控制距離遠(yuǎn)，抗風(fēng)性能強(qiáng)（六級(jí)風(fēng)），具備雨、 雪天工作能力！是一款針對(duì)航空磁測(cè)研發(fā)改進(jìn)的搭載平臺(tái)。支持搭載多種任務(wù)設(shè)備，支持集成多種傳感 器。預(yù)留功能拓展接口， 可應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況臨時(shí)掛載特種設(shè)備。 無人機(jī)是為搭載航磁系統(tǒng)做過改裝，材質(zhì)為特殊工藝，發(fā)動(dòng)機(jī)及旋翼使用特殊材料進(jìn)行屏蔽，提供航 磁安裝解決方案，定制的航空磁力儀指定型號(hào)安裝套件，穩(wěn)定套件。 8 2、基本參數(shù) 構(gòu)成組成 全碳纖維機(jī)體（包含機(jī)翼和起落架） 伸展軸距 1357mm 作業(yè)半徑 10km 伸展尺寸 1762mm*1637mm*4 60mm 最大平飛速度 90km/h 收縮尺寸 612mm*500mm*230mm 實(shí)用升限 5000m 最大起飛 重量 20kg 抗風(fēng)等級(jí) 6級(jí) 空機(jī)重量 6.7kg 驅(qū)動(dòng)方式 電驅(qū)動(dòng) 最大負(fù)載 重量 8kg 額定功率 4kw 電池重量 5kg 空載續(xù)航時(shí)間 60min 安裝套件 尺寸 100mm*150mm*70mm 定位精度 標(biāo)配米級(jí)（選 配厘米級(jí) RTK） 全球定位模塊定位 通道數(shù) 401 BDS-2 B1, B2, B3 BDS-3 B1C, B2a(選配) GPS L1, L2C, L2P, L5 GLonASS L1, L2 Galileo E1C, E5a, E5b SBAS&QZSS 支持 L-band 支持 精度和可靠性 偽距精度 GPS: L1=10cm, L2=10cm, L5=5cm BDS-2: B1=10cm, B2=10cm, B3=5cm GLO: G1=10cm, G2=10cm GAL: E1=10cm, E5a=10cm, E5b=10cm 載波精度 GPS: L1=1.0mm, L2=1.0mm BDS-2: B1=1.0mm, B2=1.0mm GLO: G1=1.0mm, G2=1.0mm GAL: E1=1.0mm, E5a=1.0mm, E5b=1.0mm 9 單點(diǎn)定位精度 單頻: H<3.0m, V<5.0m(1σ , PDOP<4.0) 雙頻: H<1.5m, V<3.0m(1σ , PDOP<4.0) 靜態(tài)差分精度 H: ±(2.5+1×10-6×D)mm V: ±(5.0+1×10- 6×D)mm RTK精度 H: ±(10+1×10-6×D)mm V: ±(20+1×10- 6×D)mm RTD精度 H: ±0.3m, V: ±0.5m PPP精度 收斂時(shí)間: 20min H: ±0.1m, V: ±0.2m 授時(shí)精度 20ns 輸出延遲 0~40ms 測(cè)姿精度 方位角: (0.2/R)° (R為基線長) 橫滾/俯仰角: (0.4/R)° (R為基線長) 平臺(tái)組成（含北斗模塊） 序號(hào) 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 1 四旋翼飛行平臺(tái) 架 1 2 遙控器 個(gè) 1 3 地面站 套 1 4 數(shù)傳 套 1 5 電池充電器 套 1 6 動(dòng)力電池 組 2 7 運(yùn)輸包裝箱 套 1 8 工具 套 1 9 備件 套 1 10 航磁安裝套件 套 1 11 航磁穩(wěn)定套件 套 1 12 北斗高精度定位模塊 套 1 2.3.3磁補(bǔ)償部分 10 序號(hào) 指標(biāo) 參數(shù) 1 磁力儀采集路數(shù) 磁場數(shù)據(jù)采集 2 磁場測(cè)量范圍 ±75,000nT 3 前端 (FE) 分辨率: 0.286pT 采樣率: 2，10，20，50，100，200，500Hz 500Hz采樣率下，分辨率為1.5pT 4 補(bǔ)償性能 改正比(IR)(總場):10–20； 5 濾波器 1.6Hz帶寬 7 校準(zhǔn)時(shí)間 6-8分鐘 8 矢量磁力儀 三軸磁通門 9 數(shù)據(jù)輸出和記錄 采樣率: 2，10，20，50，100，200Hz外部觸發(fā) 串行端口:115.2 kbps，ASCII/Binary 網(wǎng)口：TCP/IP包，ASCII/Binary 記錄介質(zhì): 內(nèi)置64GB固態(tài)硬盤，可外接移動(dòng)硬盤，USB閃存 顯示器（外接VGA） 11 原始數(shù)據(jù)記錄 64GB固態(tài)硬盤記錄分區(qū) 12 顯示 可外接顯示設(shè)備或通過遠(yuǎn)程連接訪問 13 遠(yuǎn)程控制 任何Windows7及以上版本操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，通過網(wǎng)口連接就可以登錄 到系統(tǒng)的操作界面（系統(tǒng)支持無線網(wǎng)絡(luò)連接） 1個(gè)USB3.0接口,3個(gè)USB2.0接口 2路RS232接口 2路千兆以太網(wǎng)接口 VGA接口 15 補(bǔ)償模式 實(shí)時(shí)補(bǔ)償，后補(bǔ)償 16 電源 DC12V±6VDC 17 環(huán)境要求 工作溫度:0到+50℃ 存儲(chǔ)溫度:–20到+70℃ 相對(duì)濕度:0到99%，高度:0–6000米 18 產(chǎn)品規(guī)格 重量：0.4KG