本技術(shù)涉及旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空磁測，特別涉及一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在眾多地球物理勘探的方法中，磁法勘探的應(yīng)用具有范圍廣泛、經(jīng)驗(yàn)豐富的特點(diǎn)。礦產(chǎn)資源的開發(fā)，地下管道及未爆彈的勘探，都是磁法勘探的重要應(yīng)用領(lǐng)域。磁法勘探從勘探空間方面可分為地面磁法勘探和航空磁法勘探。其中，地面磁測容易受季節(jié)因素、地理因素和人文因素等干擾，具有一定的局限性，航空磁測恰好能夠避免以上因素的干擾。近年來，旋翼無人機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行的航空磁測是磁測領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

2、相關(guān)技術(shù)中，無人機(jī)的機(jī)身以及其它機(jī)電設(shè)備會(huì)對(duì)磁通門傳感器造成較大的磁干擾，所以部分無人機(jī)航磁系統(tǒng)還會(huì)結(jié)合無人機(jī)的姿態(tài)信息和磁場三分量數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行磁干擾補(bǔ)償；然而，上述類型的航磁系統(tǒng)要在勘探任務(wù)結(jié)束并取回原始數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償后才能得到有效結(jié)果，在軍事行動(dòng)中，如排除未爆彈等緊急任務(wù)時(shí)，無法實(shí)時(shí)回傳磁異常信息并快速鎖定未爆彈位置信息，導(dǎo)致效率較低，過程繁瑣。

3、同時(shí)，現(xiàn)有的無人機(jī)航磁測量技術(shù)方案中，一般選擇光泵磁力儀進(jìn)行磁總場測量或單個(gè)三分量磁力儀進(jìn)行磁三分量測量，不僅無法利用航磁梯度測量的優(yōu)勢(shì)，還需要額外搭建地面磁日變站以觀測磁日變。

4、因此，如何提供一種無需額外搭建地面磁日變站，也無需航磁補(bǔ)償儀的旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型針對(duì)上述研究現(xiàn)狀和存在的問題，提供了一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，不需要搭建磁日變站，利用兩個(gè)三軸磁通門傳感器和一個(gè)磁通門姿態(tài)傳感器輔助進(jìn)行航磁梯度測量。

2、本實(shí)用新型提供的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，包括：機(jī)載設(shè)備和地面設(shè)備；其中，

3、所述機(jī)載設(shè)備包括無線傳輸設(shè)備一和航空磁測系統(tǒng)；所述航空磁測系統(tǒng)包括航磁系統(tǒng)主控模塊、傳感器探桿、數(shù)據(jù)采集模塊；傳感器探桿包括與數(shù)據(jù)采集模塊電性連接的三軸磁通門傳感器一和三軸磁通門傳感器二，以及直接與航磁系統(tǒng)主控模塊電性連接的磁通門姿態(tài)傳感器；無線傳輸設(shè)備一、數(shù)據(jù)采集模塊均與航磁系統(tǒng)主控模塊電性連接；

4、所述三軸磁通門傳感器一和三軸磁通門傳感器二沿所述傳感器探桿的桿體長度方向上間隔指定距離設(shè)置，所述桿體豎向設(shè)置；

5、所述地面設(shè)備包括與所述無線傳輸設(shè)備一無線連接的無線傳輸設(shè)備二，以及與所述無線傳輸設(shè)備二電性連接的地面站。

6、優(yōu)選的，所述機(jī)載設(shè)備還包括無人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)；所述無人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)包括：無人機(jī)智能電源系統(tǒng)、無人機(jī)飛控系統(tǒng)、無人機(jī)磁羅盤、氣壓高度計(jì)和rtkgps模塊一；

7、所述無人機(jī)智能電源系統(tǒng)分別與無人機(jī)飛控系統(tǒng)、無人機(jī)磁羅盤、氣壓高度計(jì)和rtkgps模塊一電性連接；無人機(jī)磁羅盤、氣壓高度計(jì)和rtkgps模塊一分別與無人機(jī)飛控系統(tǒng)電性連接；無人機(jī)飛控系統(tǒng)與無線傳輸設(shè)備一電性連接。

8、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次電性連接的抗混疊濾波電路、電壓范圍匹配電路、單端轉(zhuǎn)差分電路、adc外圍電路和采集控制電路；抗混疊濾波電路分別與三軸磁通門傳感器一和三軸磁通門傳感器二電性連接，采集控制電路與航磁系統(tǒng)主控模塊電性連接。

9、優(yōu)選的，機(jī)載設(shè)備安裝在旋翼無人機(jī)上，旋翼無人機(jī)底部固定有無人機(jī)平臺(tái)支架，無人機(jī)平臺(tái)支架上剛性連接有減速直流電機(jī)，減速直流電機(jī)的輸出軸傳動(dòng)連接可分節(jié)吊桿，傳感器探桿與可分節(jié)吊桿剛性連接。

10、優(yōu)選的，所述航空磁測系統(tǒng)還包括航磁系統(tǒng)電源模塊，所述航磁系統(tǒng)電源模塊分別與航磁系統(tǒng)主控模塊、傳感器探桿、數(shù)據(jù)采集模塊電性連接。

11、優(yōu)選的，所述航空磁測系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與航磁系統(tǒng)主控模塊電性連接。

12、優(yōu)選的，還包括儀器盒，所述儀器盒內(nèi)部安裝有所述航空磁測系統(tǒng)除去傳感器探桿以外的所有器件；所述儀器盒安裝在所述旋翼無人機(jī)底部。

13、優(yōu)選的，機(jī)載設(shè)備安裝在旋翼無人機(jī)上，旋翼無人機(jī)底部通過螺柱吊裝固定有碳纖維板；螺柱頂端安裝在旋翼無人機(jī)的底面，螺柱底端與帶有配合螺紋的碳纖維板固定，儀器盒安裝在碳纖維板的上表面上。

14、本實(shí)用新型相較現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

15、本實(shí)用新型利用兩個(gè)三軸磁通門傳感器和一個(gè)磁通門姿態(tài)傳感器輔助進(jìn)行航磁梯度測量，可以滿足排除未爆彈等緊急項(xiàng)目中實(shí)時(shí)監(jiān)測磁異常信息并針對(duì)性探測磁異常區(qū)域的需求，避免了一般航磁系統(tǒng)在面對(duì)此類項(xiàng)目時(shí)效率較低，過程較繁瑣的弊端。

16、本實(shí)用新型無需額外搭建地面磁日變站，也無需航磁補(bǔ)償儀即可從地面站實(shí)時(shí)獲取具有參考意義的磁梯度數(shù)據(jù)，具有使用成本低、工作效率高、便于安裝的特點(diǎn)。

17、與一般的航磁總場測量相比，本實(shí)用新型采用航磁梯度測量不僅不需要搭建磁日變站，且具有反映磁場強(qiáng)度水平或垂向空間變化能力強(qiáng)、不受磁日變影響等優(yōu)點(diǎn)，可提高空間分辨率，提供更為多元的磁場信息，從而提高成果解釋質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，包括：機(jī)載設(shè)備和地面設(shè)備；其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)載設(shè)備還包括無人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)(2)；所述無人機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)(2)包括：無人機(jī)智能電源系統(tǒng)(201)、無人機(jī)飛控系統(tǒng)(202)、無人機(jī)磁羅盤(203)、氣壓高度計(jì)(204)和rtkgps模塊一(205)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集模塊(304)包括依次電性連接的抗混疊濾波電路(3041)、電壓范圍匹配電路(3042)、單端轉(zhuǎn)差分電路(3043)、adc外圍電路(3044)和采集控制電路(3045)；抗混疊濾波電路(3041)分別與三軸磁通門傳感器一(3032)和三軸磁通門傳感器二(3033)電性連接，采集控制電路(3045)與航磁系統(tǒng)主控模塊(302)電性連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)載設(shè)備安裝在旋翼無人機(jī)上，旋翼無人機(jī)底部固定有無人機(jī)平臺(tái)支架(11)，無人機(jī)平臺(tái)支架(11)上剛性連接有減速直流電機(jī)(10)，減速直流電機(jī)(10)的輸出軸傳動(dòng)連接可分節(jié)吊桿(12)，傳感器探桿(303)與可分節(jié)吊桿(12)剛性連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述航空磁測系統(tǒng)(3)還包括航磁系統(tǒng)電源模塊(301)，所述航磁系統(tǒng)電源模塊(301)分別與航磁系統(tǒng)主控模塊(302)、傳感器探桿(303)、數(shù)據(jù)采集模塊(304)電性連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，所述航空磁測系統(tǒng)(3)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(305)，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(305)與航磁系統(tǒng)主控模塊(302)電性連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括儀器盒(8)，所述儀器盒(8)內(nèi)部安裝有所述航空磁測系統(tǒng)(3)除去傳感器探桿(303)以外的所有器件；所述儀器盒(8)安裝在所述旋翼無人機(jī)底部。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，機(jī)載設(shè)備安裝在旋翼無人機(jī)上，旋翼無人機(jī)底部通過螺柱(7)吊裝固定有碳纖維板(9)；螺柱(7)頂端安裝在旋翼無人機(jī)的底面，螺柱(7)底端與帶有配合螺紋的碳纖維板(9)固定，儀器盒(8)安裝在碳纖維板(9)的上表面上。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種旋翼無人機(jī)平臺(tái)航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，包括機(jī)載設(shè)備和地面設(shè)備；機(jī)載設(shè)備包括航空磁測系統(tǒng)；航空磁測系統(tǒng)包括航磁系統(tǒng)主控模塊、傳感器探桿、數(shù)據(jù)采集模塊；傳感器探桿包括與數(shù)據(jù)采集模塊電性連接的三軸磁通門傳感器一和三軸磁通門傳感器二，以及直接與航磁系統(tǒng)主控模塊電性連接的磁通門姿態(tài)傳感器；數(shù)據(jù)采集模塊均與航磁系統(tǒng)主控模塊電性連接；三軸磁通門傳感器一和三軸磁通門傳感器二沿傳感器探桿的桿體長度方向上間隔指定距離設(shè)置，桿體豎向設(shè)置；地面設(shè)備包括與航空磁測系統(tǒng)無線連接的地面站。本技術(shù)無需額外搭建地面磁日變站，也無需航磁補(bǔ)償儀即可實(shí)時(shí)獲取磁梯度數(shù)據(jù)，使用成本低、工作效率高、且便于安裝。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒隨安,鄧國慶,林君,趙靜,柴進(jìn),林晟博,鄭宇浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240510
技術(shù)公布日：2024/12/19