垂直起降一體化大型無人機(jī)航空磁力儀系統(tǒng)安裝方案 |
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測量人員與飛行控制人員協(xié)商、溝通后,制定相應(yīng)飛行作業(yè)計(jì)劃、確定 具體飛行測線。飛行控制人員要預(yù)先掌握起降點(diǎn)、航路、測區(qū)的天氣狀況, 了解空域活動情況,制定飛行計(jì)劃,預(yù)計(jì)起飛時(shí)間和著陸時(shí)間,并向有關(guān) 航管部門申報(bào)飛行計(jì)劃。 2.2.3 補(bǔ)償飛行 在測線任務(wù)開始前,無人機(jī)需進(jìn)行補(bǔ)償飛行,以獲取磁補(bǔ)償所需補(bǔ)償系 數(shù)。具體要求如下: 1) 選擇地磁場相對平穩(wěn)區(qū)域; 2) 要求飛行高度:3000 米; 3) 要求飛行空域:邊長為 100 秒飛行距離的矩形區(qū)域,梯度變化小于 50nT/km,飛行空域應(yīng)事先選擇確定; ![]() 4) 航磁校準(zhǔn)/補(bǔ)償飛行動作 到達(dá)要求高度和空域后,北航向平飛,按如下圖所示四邊形軌跡飛行, 在每個(gè)航向上做 3 組機(jī)動動作: 圖 1 補(bǔ)償飛行示意圖 ? 機(jī)動動作:3 次±5°的俯仰、3 次±10°的搖擺、3 次±5°的偏航(每次 動作約 10 秒)。 ? 每種動作(3 次)連續(xù)完成,每種動作開始前、結(jié)束后可短暫平飛 2-3 秒。 ? 每個(gè)方向動作完成后,順時(shí)針(向右)平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎 90°。 ? 全部完成后,重新回到北航向。 2.2.4 測線作業(yè) 起飛前準(zhǔn)備 按照進(jìn)場任務(wù),飛行控制人員完成加注燃料等準(zhǔn)備工作,將無人機(jī)牽引 至預(yù)定起降位置,無人機(jī)系統(tǒng)開始供電,飛行控制人員對無人機(jī)執(zhí)行快速 程序檢查,并完成航跡飛行參數(shù)檢查。 首先確認(rèn)地面磁日變站開始正常運(yùn)行。然后測量人員打開航測測量系 統(tǒng),對儀器通電加溫,檢查各種儀器工作是否正常、開啟航磁儀、鎖定工 7 Liul l 作狀態(tài),檢查收錄系統(tǒng)工作狀態(tài),確認(rèn)測量系統(tǒng)工作正常。 當(dāng)無人機(jī)和航空測量系統(tǒng)經(jīng)過檢查測試一切正常后,啟動無人機(jī),在測 控站內(nèi)的指揮員下達(dá)起飛命令后,無人機(jī)操作員發(fā)送起飛指令,無人機(jī)依 照程序調(diào)至起飛狀態(tài),飛機(jī)啟動旋翼,實(shí)現(xiàn)自主起飛。起飛后在飛離機(jī)場 區(qū)域后切入自動飛行控制模式。 2.2.5 空中測量 無人機(jī)從起降點(diǎn)起飛后,首先進(jìn)行螺旋式爬升,然后爬升至預(yù)訂飛行高 度后飛往待測區(qū)域,按照任務(wù)計(jì)劃自主測線,通過導(dǎo)航定位系統(tǒng)對準(zhǔn)航線 保證作業(yè)航偏在規(guī)定范圍內(nèi)。 飛機(jī)飛行測量過程中,測控人員實(shí)時(shí)對儀器工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和記錄。 2.2.5 返航與自主著陸 完成本架次預(yù)設(shè)測線任務(wù)的測量后,無人機(jī)進(jìn)行返航,緩慢螺旋式下降 至安全高度,返回起降點(diǎn)。無人機(jī)將按照預(yù)先設(shè)定的降落點(diǎn)自主降落,飛 行控制人員時(shí)刻關(guān)注下降過程,并保證隨時(shí)可通過遙控器處理可能發(fā)生的 突發(fā)意外情況。 2.2.6 儀器設(shè)備檢測維護(hù) 無人機(jī)著陸停穩(wěn)后,飛行控制人員對進(jìn)行無人機(jī)檢查、維護(hù),涉及發(fā)動 機(jī)、機(jī)體結(jié)構(gòu)、電氣、起落架等部分。按照固定流程要求完成無人機(jī)系統(tǒng) 檢查和維護(hù),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告。 測量人員確認(rèn)儀器工作狀態(tài),并拷貝本架次的原始數(shù)據(jù)。若當(dāng)天任務(wù)完 成,則關(guān)閉所有儀器設(shè)備。返回基地后,對儀器工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)質(zhì)量和工 作量等進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并向有關(guān)負(fù)責(zé)人員匯報(bào)。 測區(qū)作業(yè)期間,飛行控制人員和航磁測量人員要相互配合,提前做好飛 行準(zhǔn)備工作,以保證測量飛行工作的順利開展。 8 Liul l 2.2.7 數(shù)據(jù)處理 結(jié)果處理方面主要利用已有數(shù)據(jù)對野外實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)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) 無人機(jī)磁探平臺系統(tǒng)包括無人機(jī)平臺和磁探平臺兩個(gè)子模塊。其中無 人機(jī)平臺提供載荷,并達(dá)到磁探平臺要求的動作指標(biāo);磁探平臺通過數(shù)采 系統(tǒng)和傳感器獲得磁場信號數(shù)據(jù),再根據(jù)校準(zhǔn)系數(shù)和補(bǔ)償算法補(bǔ)掉干擾 場,獲得最終數(shù)據(jù)。整個(gè)平臺包含硬件儀器設(shè)備如下: 設(shè)備名稱 描述 數(shù)量 無人機(jī) 電動八旋翼無人機(jī) 航磁改裝版 (含航磁穩(wěn)定套件,安裝套件) 1 銫 光泵磁力儀 自振蕩分叉光束銫光泵(無放射 性的 Cs-133) 1 三分量磁力儀 姿態(tài)補(bǔ)償 1 航磁補(bǔ)償系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集及磁補(bǔ)償 1 GPS 定位及參與磁補(bǔ)償 1 預(yù)處理軟件 實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)替換、日變匹配、數(shù)據(jù) 補(bǔ)償、數(shù)據(jù)濾波及數(shù)據(jù)改正等功能 1 IMU 慣性導(dǎo)航 姿態(tài)補(bǔ)償 1 數(shù)傳電臺 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸 1 高度計(jì) 高度補(bǔ)償 1 其中數(shù)據(jù)補(bǔ)償系統(tǒng)的主要硬件為頻率計(jì)數(shù)卡、數(shù)據(jù)采集卡、及 GPS。 頻率計(jì)數(shù)卡可以從光泵傳感器讀取數(shù)據(jù)完成快速而精確的頻率測量。數(shù)據(jù) 采集卡用于從三分量磁力儀傳感器采集信號,并實(shí)現(xiàn)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換,送入 航磁系統(tǒng)進(jìn)行分析處理。 一、 搭載平臺部分 其特點(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 級風(fēng)),具備雨、雪天工作能力,是一款針對航空磁測研發(fā)改進(jìn)的搭 9 Liul l 載平臺。支持搭載多種任務(wù)設(shè)備,支持集成多種傳感器。預(yù)留功能拓 展接口, 可應(yīng)對突發(fā)狀況臨時(shí)掛載特種設(shè)備。 提供航磁安裝解決方案,定制的航空磁力儀型號安裝套件, 穩(wěn)定套件。 電動 八 旋翼無人 |
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