[發明專利]未爆彈空中磁法探測系統及方法

在審

• 申請號: 202110697298.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113625349A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 楊勇;王佳強;朱煒煒;李俊峰;韓一君;馮粟莉
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

1.一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于，包括：無人機平臺、磁探測載荷和地面數據處理終端；

磁探測載荷吊裝在無人機平臺下，地面數據處理終端具備無人機航跡規劃功能和數據處理功能；

無人機平臺用于獲得飛行的高度數據，差分RTK定位數據和姿態數據并傳輸至地面數據處理終端；

磁探測載荷用于獲得多通道磁探測數據并傳輸至地面數據處理終端；

地面數據處理終端接收所述高度數據，差分RTK定位數據、姿態數據和多通道磁探測數據，用于獲得總場磁圖和梯度張量圖，根據總場磁圖判斷未爆彈的有無，根據梯度張量圖輸出未爆彈的位置及深度信息；同時，地面數據處理終端用于規劃無人機航跡并將航跡上傳至無人機平臺。

2.根據權利要求1所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：無人機平臺為低磁特性多旋翼無人機，機身采用無磁結構，具備高頻磁干擾的屏蔽結構。

3.根據權利要求2所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：無人機平臺、磁探測載荷之間的垂直距離不大于無人機平臺的最大軸距、且不小于無人機平臺最大軸距的1/2。

4.根據權利要求1～3任意一項所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：無人機平臺包括：飛行控制系統、姿態控制單元、對地測距雷達和差分RTK模塊；

對地測距雷達用于獲得飛行的高度數據；

差分RTK模塊用于獲得差分RTK定位數據；

姿態控制單元用于獲得飛行的姿態數據。

飛行控制系統根據對地測距雷達獲得的高度數據和差分RTK模塊獲得的差分RTK定位數據進行高度控制，實現增穩模式。

5.根據權利要求4所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：

增穩模式下，無人機平臺飛行高度誤差不大于飛行高度的10％。

6.根據權利要求1～5任意一項所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：磁探測載荷為由多個三軸矢量磁傳感器組成的陣列，三軸矢量磁傳感器的三個測量軸兩兩正交，實現對磁場三分量的測量，三軸矢量磁傳感器安裝在無磁材料的結構件上構成陣列；

磁探測載荷獲取的磁探測數據包括磁場總場信息和梯度矢量磁信息。

7.根據權利要求6所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：磁探測載荷三軸矢量磁傳感器的單傳感器正交度誤差小于0.1°；磁探測載荷不同三軸矢量磁傳感器的三個測量軸方向的一致性誤差小于0.1°。

8.根據權利要求7所述的一種未爆彈空中磁法探測系統，其特征在于：地面數據處理終端包括：無人機航跡規劃軟件、磁干擾補償軟件、磁信號分析與識別軟件；

無人機航跡規劃軟件規劃無人機航跡，生成“弓”字形往復直線航跡，航跡編歷目標區域范圍；

磁干擾補償軟件根據所述姿態數據，對多通道磁探測數據進行補償處理，并向磁信號分析與識別軟件輸出補償后的數據，使補償后數據中的磁干擾降低至1nT以下；

磁信號分析與識別軟件接收磁干擾補償軟件傳輸的補償后的數據，對補償后數據進行處理，同時，根據所述高度數據，差分RTK定位數據和姿態數據，采用總場磁圖法和梯度張量法進行未爆彈的識別和反演定位，獲得未爆彈的有無情況、位置及深度信息。