北京中科地联科技发展有限责任公司

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、专业化的无人机航磁平台将会是未来的趋势。 1.2 建设目标  建设专业的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 3 4 2 解决方案 2.1 系统原理简述 5 2.2.1 测量模式 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，保证系统正常运 行； 开启磁力仪，飞机起飞前开始采 集； (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，当连续出现变化时，应密切注意其变化； (三) 结果处理段 结果处理方面主要利用已有数据对野外实测数据进行数据导出与编辑、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。 2.2.2航磁系统整体技术性能指标 系统采用航磁定制版多旋翼无人机是搭载平台，集成磁通门磁梯度测量系统，实时磁补偿系统，高 度计以及地面磁基站等配件形成完整的航磁测量系统！ 一．无人航磁测量系统 1. 续航时间：30分钟 2. 作业半径：10KM 3. 最大平飞速度：90KM 4. 实用升限：5000M 5. 动力系统：电动 6. 搭载平台处理：航磁定制版本，多处有效的磁屏蔽处理 7. 尺寸：1762mm*1637mm*4 60mm 8. 采样率：200HZ 9. 噪声：静态20PT/HZ 10. 最大测量范围：±75,000 nT 11. 实时磁补偿：补偿后性能不低于DAARC500、AARC510、AARC51等，且能够提供相关试验对 比依据证明该技术水平；改正比(IR)(总场):10–20 12. 定位系统：北斗高精度定位模块 13. 定制化安装套件：重量不高于500G，长度不大于50CM 14. 定制化稳定套件：6级风下保持系统稳定 6 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：航磁专业版电动四旋翼无人机（含航磁稳定套件，安装套件，北斗高精度定位模块） 2. 航磁部分：MagDrone R3航磁测量系统 （含磁探头两套，数据采集器，内置GPS，预留配件接口） 3. 磁补偿：定制款磁通门补偿系统 4. 高度计：雷达高度计 5. 处理软件：RGIS磁数据处理软件 6. 地面磁基站：高精度Overhauser磁力仪。 2.3.1 航磁部分 航磁测量系统 工作参数 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 数据记录器 功率输入 电池11.1V，1950 mAh 传感器输入 内部模拟 用户界面 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 最大环境场 ±75,000 nT 规定的测量范围 ±75,000 nT 分辨率 <0.3 nT 噪声 ﹤20pT/ Hz@1Hz 温度漂移 ﹤0.3nT/K 尺寸 Ø 35×365mm IP IP65 7 系统组成部分： 1. 两个探头 集成在碳纤维固定套件 2. 数据采集器 集成在碳纤维固定套件 3. 采集器预留额外的接口，支持配件扩展 4. 串行转换器 5. 串行电缆 6. 两11.1V、1950毫安时电池 7. 电池充电器 8. 配件包 2.3.2 搭载平台部分 多旋翼无人机技术参数 1、总体性能 四旋翼无人机，其最大特点是航时长，载重大，飞行控制距离远，抗风性能强（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种设备。 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，定制的航空磁力仪指定型号安装套件，稳定套件。 8 2、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 1762mm*1637mm*4 60mm 最大平飞速度 90km/h 收缩尺寸 612mm*500mm*230mm 实用升限 5000m 最大起飞 重量 20kg 抗风等级 6级 空机重量 6.7kg 驱动方式 电驱动 最大负载 重量 8kg 额定功率 4kw 电池重量 5kg 空载续航时间 60min 安装套件 尺寸 100mm*150mm*70mm 定位精度 标配米级（选 配厘米级 RTK） 全球定位模块定位 通道数 401 BDS-2 B1, B2, B3 BDS-3 B1C, B2a(选配) 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 伪距精度 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 载波精度 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 单点定位精度 单频: H<3.0m, V<5.0m(1σ , PDOP<4.0) 双频: H<1.5m, V<3.0m(1σ , PDOP<4.0) 静态差分精度 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 收敛时间: 20min H: ±0.1m, V: ±0.2m 授时精度 20ns 输出延迟 0~40ms 测姿精度 方位角: (0.2/R)° (R为基线长) 横滚/俯仰角: (0.4/R)° (R为基线长) 平台组成（含北斗模块） 序号 设备名称 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 12 北斗高精度定位模块 套 1 2.3.3磁补偿部分 10 序号 指标 参数 1 磁力仪采集路数 磁场数据采集 2 磁场测量范围 ±75,000nT 3 前端 (FE) 分辨率: 0.286pT 采样率: 2，10，20，50，100，200，500Hz 500Hz采样率下，分辨率为1.5pT 4 补偿性能 改正比(IR)(总场):10–20； 5 滤波器 1.6Hz带宽 7 校准时间 6-8分钟 8 矢量磁力仪 三轴磁通门 9 数据输出和记录 采样率: 2，10，20，50，100，200Hz外部触发 串行端口:115.2 kbps，ASCII/Binary 网口：TCP/IP包，ASCII/Binary 记录介质: 内置64GB固态硬盘，可外接移动硬盘，USB闪存 显示器（外接VGA） 11 原始数据记录 64GB固态硬盘记录分区 12 显示 可外接显示设备或通过远程连接访问 13 远程控制 任何Windows7及以上版本操作系统的计算机，通过网口连接就可以登录 到系统的操作界面（系统支持无线网络连接） 1个USB3.0接口,3个USB2.0接口 2路RS232接口 2路千兆以太网接口 VGA接口 15 补偿模式 实时补偿，后补偿 16 电源 DC12V±6VDC 17 环境要求 工作温度:0到+50℃ 存储温度:–20到+70℃ 相对湿度:0到99%，高度:0–6000米 18 产品规格 重量：0.4KG