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近年來，隨著無人機(jī)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(jī)結(jié)合逐漸成為可能，彩虹三無人機(jī)航磁系統(tǒng)的成功作業(yè)證實(shí)
了無人機(jī)航磁技術(shù)的可行性。但彩虹三的造價(jià)成本和運(yùn)營成本過高也成為
其弊端。因此，輕量化、專業(yè)化的無人機(jī)航磁平臺(tái)將會(huì)是未來的趨勢。
1.2 建設(shè)目標(biāo)
? 建設(shè)專業(yè)的無人機(jī)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(jī)航空物探規(guī)范
? 以實(shí)際航磁作業(yè)應(yīng)用為目標(biāo)
? 提升整體航磁技術(shù)理論和實(shí)踐水平
? 良好的保障和維護(hù)，保證設(shè)備的長期穩(wěn)定
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傳感器1
數(shù)采內(nèi)置GPS，數(shù)據(jù)
傳輸接口 傳感器 2
2、解決方案
2.1 系統(tǒng)原理簡述
地球本身就是一個(gè)巨大的磁體，在地球表面會(huì)呈現(xiàn)緩慢梯度變化，
同時(shí)，地球表面不同磁場特性的物質(zhì)，如巖石、礦體、人造設(shè)備等也會(huì)導(dǎo)
致地磁場的劇烈變化，通過對(duì)一個(gè)區(qū)域的磁異常變化檢測和描述， 可
以有針對(duì)性的實(shí)現(xiàn)物質(zhì)探測和目標(biāo)尋找等目的。
2.2 總體方案設(shè)計(jì)
設(shè)備重量 894g 傳感器間距 1m
本系統(tǒng)采用航磁測量系統(tǒng)作為系統(tǒng)核心，對(duì)航磁探測所需各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)
行采集和匯總，同時(shí)通過飛行中不斷采集所得數(shù)據(jù)。測量系統(tǒng)包含以
下模塊：數(shù)據(jù)收錄采集模塊，三分量數(shù)據(jù)測量模塊，GPS 模塊。
測量模式下分為三個(gè)步驟：準(zhǔn)備階段、測量階段、結(jié)果處理階
段。
(一) 準(zhǔn)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)常運(yùn)行；
開啟磁力儀，飛機(jī)起飛前開始采集；
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(二) 測量階段
實(shí)時(shí)觀測飛機(jī)運(yùn)行軌跡，保證飛機(jī)按測線規(guī)劃飛行；
觀測地磁日變情況，連續(xù)出現(xiàn)變化時(shí)，應(yīng)密切注意其變化；
(三) 結(jié)處理階段
結(jié)果處理方面主要利用已有數(shù)據(jù)對(duì)野外實(shí)測數(shù)據(jù)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出與編
輯、壞點(diǎn)剔除、測線切割與合并、噪聲壓制、網(wǎng)格化、異常分離與增
強(qiáng)等處理。
2.3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
MAG-DN20G4 無人航磁測量系統(tǒng)組成部分：
1、搭載平臺(tái)：電動(dòng)四旋翼無人機(jī) 航磁改裝版（含航磁穩(wěn)定套
件，安裝套件）
2、航磁部分：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）
2.3.1 航磁部分
航磁測量系統(tǒng)
工作參數(shù)
數(shù)據(jù)記錄器
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
功率輸入 電池11.1V，1950 mAh
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傳感器輸入 內(nèi)部模擬
戶界面 啟動(dòng)/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(chǔ)器 2 GB，適合24 小時(shí)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
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系統(tǒng)組成部分：
（1）2 磁探頭及數(shù)據(jù)采集器（含 GPS）
數(shù)據(jù)采集器中集成了 PS，預(yù)留額外接口，支持配件擴(kuò)展
（2） 串行轉(zhuǎn)換器
（3） 串行電纜
（4） 兩 11.1V、1950 毫安時(shí)電池
（5） 電池充電器
（6） 配件包
全球定位系統(tǒng)
2.3.2 搭載平臺(tái)部分
DN20-G4無人機(jī)，其最大特點(diǎn)是航時(shí)長，載重大，飛行控制距
離遠(yuǎn)，抗風(fēng)性能強(qiáng)（六級(jí)風(fēng)），具備雨、雪天工作能力，是一款針
對(duì)航空磁測研發(fā)改進(jìn)的搭載平臺(tái)。支持搭載多種任務(wù)設(shè)備，支持集
接收機(jī)模塊 u-blox SAM-M8Q
測量范圍 ±75,000 nT
接收機(jī)類型
72-channel GPS/QZSS L 1 C /A,GLONASS
L1OF, Galileo E1B/C, SBAS: WAAS,
EGNOS, MSAS
導(dǎo)航數(shù)據(jù)更新率 5 Hz
導(dǎo)航精度 位置： 2.5 m CEP
SBAS： 2.0 m CEP
啟動(dòng)時(shí)間
冷啟動(dòng)：26 秒
輔助開始：2 秒
熱啟動(dòng)：1秒
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成多種傳感器。預(yù)留功能拓展接口， 可應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況臨時(shí)掛載特
種設(shè)備。無人機(jī)是為搭載航磁系統(tǒng)做過改裝，材質(zhì)為特殊工藝，發(fā)
動(dòng)機(jī)及旋翼使用特殊材料進(jìn)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(hào)安裝套件，穩(wěn)定套件。
基本參數(shù)
構(gòu)成組成 全碳纖維機(jī)體（包含機(jī)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(shí)用升限 5000m
最大起飛
重量
20kg 抗風(fēng)等級(jí) 6級(jí)
空機(jī)重量 6.7kg 驅(qū)動(dòng)方式 電驅(qū)動(dòng)
最大負(fù)載
重量
8kg 額定功率 4kw
電池重量 5kg 空載續(xù)航時(shí)間 60min
安裝套件 100mm*150mm*70mm 定位精度 標(biāo)配米級(jí)（選
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尺寸 配厘米級(jí)RTK）
平臺(tái)組成
序 備名稱 單位 數(shù)量
1 四旋翼飛行平臺(tái) 架 1
2 遙控器 個(gè) 1
3 地面站 套 1
4 數(shù)傳 套 1
5 電池充電器 套 1
6 動(dòng)力電池 組 2
7 運(yùn)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
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