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

背景技術：

1、在眾多地球物理勘探的方法中，磁法勘探的應用具有范圍廣泛、經驗豐富的特點。礦產資源的開發(fā)，地下管道及未爆彈的勘探，都是磁法勘探的重要應用領域。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，旋翼無人機平臺上進行的航空磁測是磁測領域的研究熱點。

2、相關技術中，無人機的機身以及其它機電設備會對磁通門傳感器造成較大的磁干擾，所以部分無人機航磁系統(tǒng)還會結合無人機的姿態(tài)信息和磁場三分量數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行磁干擾補償；然而，上述類型的航磁系統(tǒng)要在勘探任務結束并取回原始數(shù)據(jù)進行補償后才能得到有效結果，在軍事行動中，如排除未爆彈等緊急任務時，無法實時回傳磁異常信息并快速鎖定未爆彈位置信息，導致效率較低，過程繁瑣。

3、同時，現(xiàn)有的無人機航磁測量技術方案中，一般選擇光泵磁力儀進行磁總場測量或單個三分量磁力儀進行磁三分量測量，不僅無法利用航磁梯度測量的優(yōu)勢，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，也無需航磁補償儀的旋翼無人機平臺航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型針對上述研究現(xiàn)狀和存在的問題，提供了一種旋翼無人機平臺航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，不需要搭建磁日變站，利用兩個三軸磁通門傳感器和一個磁通門姿態(tài)傳感器輔助進行航磁梯度測量。

2、本實用新型提供的一種旋翼無人機平臺航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，包括：機載設備和地面設備；其中，

3、所述機載設備包括無線傳輸設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置，所述桿體豎向設置；

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

6、優(yōu)選的，所述機載設備還包括無人機平臺系統(tǒng)；所述無人機平臺系統(tǒng)包括：無人機智能電源系統(tǒng)、無人機飛控系統(tǒng)、無人機磁羅盤、氣壓高度計和rtkgps模塊一；

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

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，機載設備安裝在旋翼無人機上，旋翼無人機底部固定有無人機平臺支架，無人機平臺支架上剛性連接有減速直流電機，減速直流電機的輸出軸傳動連接可分節(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)存儲模塊，所述數(shù)據(jù)存儲模塊與航磁系統(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底部。

13、優(yōu)選的，機載設備安裝在旋翼無人機上，旋翼無人機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、本實用新型相較現(xiàn)有技術具有以下有益效果：

15、本實用新型利用兩個三軸磁通門傳感器和一個磁通門姿態(tài)傳感器輔助進行航磁梯度測量，可以滿足排除未爆彈等緊急項目中實時監(jiān)測磁異常信息并針對性探測磁異常區(qū)域的需求，避免了一般航磁系統(tǒng)在面對此類項目時效率較低，過程較繁瑣的弊端。

16、本實用新型無需額外搭建地面磁日變站，也無需航磁補償儀即可從地面站實時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。

17、與一般的航磁總場測量相比，本實用新型采用航磁梯度測量不僅不需要搭建磁日變站，且具有反映磁場強度水平或垂向空間變化能力強、不受磁日變影響等優(yōu)點，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量。

技術特征：

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

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

3.根據(jù)權利要求1所述的一種旋翼無人機平臺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)權利要求1所述的一種旋翼無人機平臺航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，機載設備安裝在旋翼無人機上，旋翼無人機底部固定有無人機平臺支架(11)，無人機平臺支架(11)上剛性連接有減速直流電機(10)，減速直流電機(10)的輸出軸傳動連接可分節(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)權利要求1所述的一種旋翼無人機平臺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)權利要求1所述的一種旋翼無人機平臺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)存儲模塊(305)，所述數(shù)據(jù)存儲模塊(305)與航磁系統(tǒng)主控模塊(302)電性連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種旋翼無人機平臺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底部。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種旋翼無人機平臺航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，其特征在于，機載設備安裝在旋翼無人機上，旋翼無人機底部通過螺柱(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。

技術總結
本技術公開了一種旋翼無人機平臺航空垂直磁梯度測量系統(tǒng)，包括機載設備和地面設備；機載設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置，桿體豎向設置；地面設備包括與航空磁測系統(tǒng)無線連接的地面站。本技術無需額外搭建地面磁日變站，也無需航磁補償儀即可實時獲取磁梯度數(shù)據(jù)，使用成本低、工作效率高、且便于安裝。

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