新型无人机航空磁力仪

近年来，随着无人机技术的飞速发展和航磁设备的小型化，航磁探测 技术与无人机结合逐渐成为可能，彩虹三无人机航磁系统的成功作业证实 了无人机航磁技术的可行性。但彩虹三的造价成本和运营成本过高也成为 其弊端。因此，轻量化、化的无人机航磁平台将会是未来的趋势。 1.2 建设目标  建设无人机航磁探测系统  满足航空物探规范以及未来即将推出的无人机航空物探规范  以实际航磁作业应用为目标  提升整体航磁技术理论和实践水平  良好的保障和维护，保证设备的长期稳定 6 传感器1 数采内置GPS，数据 传输接口 传感器 2 2、解决方案 2.1 系统原理简述 地球本身就是一个巨大的磁体，在地球表面会呈现缓慢梯度变化， 同时，地球表面不同磁场的物质，如岩石、矿体、人造设备等也会导 致地磁场的剧烈变化，通过对一个区域的磁异常变化检测和描述， 可 以有针对性的实现物质探测和目标寻找等目的。 2.2 总体方案设计 设备重量 894g 传感器间距 1m 本系统采用航磁测量系统作为系统核心，对航磁探测所需各项数据进 行采集和汇总，同时通过飞行中不断采集所得数据。测量系统包含以 下模块：数据收录采集模块，三分量数据测量模块，GPS 模块。 测量模式下分为三个步骤：准备阶段、测量阶段、结果处理阶 段。 (一) 准备阶段 搭建地磁日变观测站；将航磁系统连接测试，保证系统常运行； 开启磁力仪，飞机起飞前开始采集； 7 (二) 测量阶段 实时观测飞机运行轨迹，保证飞机按测线规划飞行； 观测地磁日变情况，连续出现变化时，应密切注意其变化； (三) 结处理阶段 结果处理方面主要利用已有数据对野外实测数据行数据导出与编 辑、坏点剔除、测线切割与合并、噪声压制、网格化、异常分离与增 强等处理。 2.3 硬件系统设计 MAG-DN20G4 无人航磁测量系统组成部分： 1、搭载平台：电动四旋翼无人机 航磁改装版（含航磁稳定套 件，安装套件） 2、航磁部分：航磁测量系统 （含磁探头两套，数据*，内 置GPS，预留配件接口） 2.3.1 航磁部分 航磁测量系统 工作参数 数据记录器 电源 12 V 工作温度 -20°C to +50°C 工作重量（调查工具包） 894 g 含电池 总体功耗 400 mA 浪涌电流 2000 mA 功率输入 电池11.1V，1950 mAh 8 传感器输入 内部模拟 户界面 启动/停止按钮；状态LED 调查模式 起飞前开始，着陆后停止 采样率 200 Hz 内部存储器 2 GB，适合24 小时不间断记录 磁通门参数 环境场 &plu*n;75,000 nT 规定的测量范围 &plu*n;75,000 nT 分辨率 <0.3 nT 噪声 ﹤20pT/√Hz@1Hz 温度*移 ﹤0.3nT/K 尺寸 35×365mm IP IP65 9 系统组成部分： （1）2 磁探头及数据*（含 GPS） 数据*中集成了 PS，预留额外接口，支持配件扩展 （2） 串行转换器 （3） 串行电缆 （4） 两 11.1V、1950 毫安时电池 （5） 电池充电器 （6） 配件包 全球*系统 2.3.2 搭载平台部分 DN20-G4无人机，其特点是航时长，载重大，飞行控制距 离远，*风性能强（六级风），具备雨、雪天工作能力，是一款针 对航空磁测研发改进的搭载平台。支持搭载多种任务设备，支持集 接收机模块 u-blox SAM-M8Q 测量范围 &plu*n;75,000 nT 接收机类型 72-channel GPS/QZSS L 1 C /A,GLONASS L1OF, Galileo E1B/C, SBAS: WAAS, EGNOS, MSAS 导航数据更新率 5 Hz 导航精度 位置： 2.5 m CEP SBAS： 2.0 m CEP 启动时间 冷启动：26 秒 辅助开始：2 秒 热启动：1秒 10 成多种传感器。预留功能拓展接口， 可应对突发状况临时挂载特设备。无人机是为搭载航磁系统做过改装，材质为特殊工艺，发 动机及旋翼使用特殊材料进行屏蔽，提供航磁安装解决方案，定制 的航空磁力仪*型号安装套件，稳定套件。 基本参数 构成组成 全碳纤维机体（包含机翼和起落架） 伸展轴距 1357mm 作业半径 10km 伸展尺寸 1**1637mm*4 60mm 平飞速度 90km/h 收缩尺寸 612mm*500mm*230mm 实用升限 5000m 起飞 重量 20kg *风等级 6级 空机重量 6.7kg 驱动方式 电驱动 负载 重量 8kg 额定功率 4kw 电池重量 5kg 空载续航时间 60min 安装套件 100mm*150mm*70mm *精度 标配米级（选 11 尺寸 配厘米级RTK） 平台组成 序 备名称 单位 数量 1 四旋翼飞行平台 架 1 2 遥控器 个 1 3 地面站 套 1 4 数传 套 1 5 电池充电器 套 1 6 动力电池 组 2 7 运输包装箱 套 1 8 工具 套 1 9 备件 套 1 10 航磁安装套件 套 1 11 航磁稳定套件 套 1 2.3.3 无人机相机模块 相机机身部分采用*原装进口(微单™) A7R，配上福伦达 35mm 焦距的镜 头，既保证了 3640 万像素的*航摄，又可以高率的作业。吊舱是由大年科 技自主研发，具有安全、稳定、*减震等优势，保证实际作业时不对测量精度产生 影响。可广泛应用于测绘、勘察、监控等领域。应用 ■测量 ■探险 ■检测 ■监视 特征 ■系统配置两个传感器可以安装到任何无人机 ■数据记录在内部 SD 卡 数据丢失功能的电源 ■200 Hz 采样率 ■测量数据的时间戳 ■内置 GPS 模块 Magdrone R3 是一种便携式磁力仪测量套件可安装于任何具有载荷 1kg 的无 人机上。 该套件包括一个内置双三轴磁通门的超轻传感器管，一个具有内部 SD 卡的数据 记录器、充电电池和一个集成的 GPS。它适用于体积小，有效载荷小，从而飞行 时间长的小型和中型测量无人机/无人驾驶飞机。 根据无人机/无人机在操纵性和 GPS 精度方面的能力，MagDrone R3 调查套件可 用于一般用途调查，与科学有关的磁性制图，勘探，关于隐藏矿物的研究，以及 安全相关的操作。 以及对*地区 和营地进行性监视。 该框架通过旋拧，捆扎或粘接在一起，确保轻松连接到任何类型的 U*/无人机。 数据记录器在空中连续记录。 之后，可以将数据到任何 Windows®计算机， 以进一步处理测量值，即使用 SENSYS 软件 MAGNETO®，GIS 工具或 Matlab 进行自 己的脚本编写。 MagDrone R3 技术数据 电源供应 11.1 V; 1,950 mAh Li-Ion 可充电电池 工作温度 -20°C to +50°C 工作重量/含电池 0.78 kg / 0.91 kg 整体功耗 500 mA 传感器管尺寸 (W x D x H) 1,070 x 22 mm FGM3D/75 磁通门 传感器的数量和方向 2 件，水平放置，平行 *测量范围 &plu*n;75,000 nT 传感器轴数 3 传感器中心点间距 1,000 mm 数据记录仪 电源 50 mA 传感器输入 内部有线 用户界面 开/关+开启/停止按钮; LED 状态灯 测量模式 按下开始/停止键即记录 采样频率 200 Hz 内存 512 MB 数据记录器尺寸 (W x D x H) 230 x 128 x 43/73 mm 标准包 MagDrone R3 传感器管, 2 件内置的 FGM3D/75 传感器, 数据记录仪 (固定到管), 2 块电池, 壁式充电器 坚固的外壳 (W x D x H) 1120 x 290 x 110 mm 内置 GPS U Blox PAM-7Q 外设 数据传输电缆（串行，串口到 USB）， 电源插头，配件包，USB 存储卡 文件 证书，说明书，快速指南 PC 软件 软件 可选配件 MAGNETO ® Software 数据处理 Computer 坚固*的笔记本电脑，用于处理 测量数据