近年來，隨著無人機技術(shù)的飛速發(fā)展和航磁設(shè)備的小型化，航磁探測技術(shù)與無人機結(jié)合逐漸成為可能，彩虹 三無人機航磁系統(tǒng)的成功作業(yè)證實了無人機航磁技術(shù)的可行性。但彩虹三的造價成本和運營成本過高也成為其弊 端。因此，輕量化、專業(yè)化的無人機航磁平臺將會是未來的趨勢。 1.2 建設(shè)目標 ? 建設(shè)專業(yè)的無人機航磁探測系統(tǒng) ? 滿足航空物探規(guī)范以及未來即將推出的無人機航空物探規(guī)范 ? 以實際航磁作業(yè)應(yīng)用為目標 ? 提升整體航磁技術(shù)理論和實踐水平 ? 良好的保障和維護，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 測量模式 測量模式下，分為三個步驟：準備階段、測量階段、結(jié)果處理階段。 (一) 準備階段 搭建地磁日變觀測站； 將航磁系統(tǒng)連接測試，保證系統(tǒng)正常運 行； 開啟磁力儀，飛機起飛前開始采 集； (二) 測量階段 實時觀測飛機運行軌跡，保證飛機按測線規(guī)劃飛行； 觀測地磁日變情況，當連續(xù)出現(xiàn)變化時，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)對野外實測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)導(dǎo)出與編輯、壞點剔除、測線切割與合并、 噪聲壓制、網(wǎng)格化、異常分離與增強等處理。 2.2.2航磁系統(tǒng)整體技術(shù)性能指標 系統(tǒng)采用航磁定制版多旋翼無人機是搭載平臺，集成磁通門磁梯度測量系統(tǒng)，實時磁補償系統(tǒng)，高 度計以及地面磁基站等配件形成完整的航磁測量系統(tǒng)！ 一．無人航磁測量系統(tǒng) 1. 續(xù)航時間：30分鐘 2. 作業(yè)半徑：10KM 3. 最大平飛速度：90KM 4. 實用升限：5000M 5. 動力系統(tǒng)：電動 6. 搭載平臺處理：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. 最大測量范圍：±75,000 nT 11. 實時磁補償：補償后性能不低于DAARC500、AARC510、AARC51等，且能夠提供相關(guān)試驗對 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級風(fēng)下保持系統(tǒng)穩(wěn)定 6 2.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計 MAG-DN20G4 無人航磁測量系統(tǒng)組成部分： 1. 搭載平臺：航磁專業(yè)版電動四旋翼無人機（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. 磁補償：定制款磁通門補償系統(tǒng) 4. 高度計：雷達高度計 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/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)部存儲器 2 GB，適合24 小時不間斷記錄 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，支持配件擴展 4. 串行轉(zhuǎn)換器 5. 串行電纜 6. 兩11.1V、1950毫安時電池 7. 電池充電器 8. 配件包 2.3.2 搭載平臺部分 多旋翼無人機技術(shù)參數(shù) 1、總體性能 四旋翼無人機，其最大特點是航時長，載重大，飛行控制距離遠，抗風(fēng)性能強（六級風(fēng)），具備雨、 雪天工作能力！是一款針對航空磁測研發(fā)改進的搭載平臺。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)對突發(fā)狀況臨時掛載特種設(shè)備。 無人機是為搭載航磁系統(tǒng)做過改裝，材質(zhì)為特殊工藝，發(fā)動機及旋翼使用特殊材料進行屏蔽，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 全碳纖維機體（包含機翼和起落架） 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 實用升限 5000m 最大起飛 重量 20kg 抗風(fēng)等級 6級 空機重量 6.7kg 驅(qū)動方式 電驅(qū)動 最大負載 重量 8kg 額定功率 4kw 電池重量 5kg 空載續(xù)航時間 60min 安裝套件 尺寸 100mm*150mm*70mm 定位精度 標配米級（選 配厘米級 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 收斂時間: 20min H: ±0.1m, V: ±0.2m 授時精度 20ns 輸出延遲 0~40ms 測姿精度 方位角: (0.2/R)° (R為基線長) 橫滾/俯仰角: (0.4/R)° (R為基線長) 平臺組成（含北斗模塊） 序號 設(shè)備名稱 單位 數(shù)量 1 四旋翼飛行平臺 架 1 2 遙控器 個 1 3 地面站 套 1 4 數(shù)傳 套 1 5 電池充電器 套 1 6 動力電池 組 2 7 運輸包裝箱 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磁補償部分 10 序號 指標 參數(shù) 1 磁力儀采集路數(shù) 磁場數(shù)據(jù)采集 2 磁場測量范圍 ±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 補償性能 改正比(IR)(總場):10–20； 5 濾波器 1.6Hz帶寬 7 校準時間 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)備或通過遠程連接訪問 13 遠程控制 任何Windows7及以上版本操作系統(tǒng)的計算機，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USB3.0接口,3個USB2.0接口 2路RS232接口 2路千兆以太網(wǎng)接口 VGA接口 15 補償模式 實時補償，后補償 16 電源 DC12V±6VDC 17 環(huán)境要求 工作溫度:0到+50℃ 存儲溫度:–20到+70℃ 相對濕度:0到99%，高度:0–6000米 18 產(chǎn)品規(guī)格 重量：0.4KG