高空无人机航磁探测系统完成试飞

作者:物探部发布时间:2015-07-08

摘要:根据高空航磁测量需求,选定高空无人机飞行平台并进行适应性改制,结合所选用飞行平台研制专用磁测任务设备。在此基础上,开展航磁探测系统的集成和测试,并进行高空无人机航磁探测系统野外试验飞行,各项性能指标达到实用化要求,填补了我国在使用高空无人机作为飞行平台进行航磁测量的技术空白。

1. 项目概况

“高空无人机航磁探测系统研制”为国土资源部公益性行业科研专项课题和“深部探测技术与实验研究(SinoProbe)”专项所属课题“固定翼无人机航磁探测系统研制”中的专题。同时,地质矿产保障工程专项的计划项目“航空地球物理调查”所属的“无人机航磁测量系统研制与试验”工作项目为本系统研制提供了配套支持。本专题的主要任务是研发一套高性能的高空无人机航磁探测系统,从而实现使用高空无人机飞行平台进行航磁探测开展深部地质构造研究,以及使用该系统在高海拔地区进行航磁地质调查的双重功能目标。

2. 成果简介

1)无人机航磁测量任务设备研制。在分析高空无人机平台的任务载荷、任务舱结构布局、供电能力等具体指标的基础上,进行航空磁测任务设备研制,主要包括采用数字化技术研制小型化航空氦光泵磁力仪和数据收录与磁补偿仪一体机(图1、图2),实现小体积、轻重量、低功耗,高集成度设计,使仪器的体积、重量均可满足所改制无人机的载荷要求,功耗满足无人机供电负载要求,同时数字化设计提高整套系统的精度、灵敏度、稳定性和可靠性。

图1 小型化数字航空磁力

 

图2 小型化数据收录和磁补偿仪

 

2)高空无人机平台改制。无人机的改制借鉴其他航磁测量系统飞行平台改装技术,对所采用无人机的磁场进行详细分析,通过改制减少在飞行过程中对测量造成的各种干扰。结合航空物探测量的特点,对无人机的起落方式、结构和飞控性能进行改进,从而满足航磁测量的需求。改制的无人机系统组成主要包括飞行平台(图3)、数据链和地面指挥控制站。

图3 高空无人机飞行平台

 

3)高空无人机航磁探测系统集成与静态测试。进行航空磁测的任务设备与无人机平台集成,形成无人机航磁探测系统。对集成后飞机的重量和重心、系统静态噪声、定位精度、收录系统稳定性等多项重要静态指标进行测试,均达到实用要求。

4)高空无人机航磁探测系统试验飞行。进行无人机性能试飞、飞机磁干扰场补偿试飞、剖面重复线试飞、面积性试飞等多项试飞内容(图4)。通过性能试飞,检验系统的飞行升限和续航能力。通过磁补偿和面积性试飞,取得了高质量的实测数据,全面检验了系统的性能,磁补偿精度和试飞获取数据均优于《航空磁测技术规范》一级资料标准要求。重复线试飞数据表现出很好的重复性,表明系统在实际飞行情况下具有很好的复现性、稳定性和可靠性。

图4 高空无人机航磁探测系统试飞

 

3. 成果意义

高空长航程无人机航磁探测系统可实现长距离远程测量,能够在进行深部探测、解决深部地质构造问题、获得理想区域磁异常等方面得到广泛的应用。同时,高空长航程无人机航磁探测系统可应用在不同海拔高度地区进行航磁地质调查,尤其在高海拔地区,可实现采用无人机平台进行航磁测量,对现有航磁测量系统种类进行有效补充,为地质矿产保障提供新型勘查系统装备。

(中国地质调查局国土资源航空物探遥感中心 周坚鑫 米耀辉供稿)

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