專利名稱：一種航空測量地磁場強(qiáng)度裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種航空測量地磁場強(qiáng)度裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于磁法測量裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種承載高精度測量地磁場強(qiáng)度的裝置，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦、勘查和環(huán)境工程勘察的飛行載體。
背景技術(shù)：
[0002]目前在陸地上用地球物理方法磁法探測地下礦藏分布及解決地質(zhì)問題時(shí)，一般采用航空測量和地面測量。航空測量通常用載人固定翼飛機(jī)或直升機(jī)攜帶測量人員和設(shè)備進(jìn)行航磁測量，其具有滯空時(shí)間長、可攜帶大型設(shè)備、測量效率高、測網(wǎng)規(guī)則、信息量大的優(yōu)點(diǎn)，在區(qū)域調(diào)查、成礦帶勘查中發(fā)揮了重要作用，為區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造研究、成礦預(yù)測提供了豐富資料，尤其是在找鐵磁性礦藏時(shí)發(fā)揮了特別重要的作用，但對探測的地下目標(biāo)體(礦體、 地質(zhì)構(gòu)造等)而言，飛行高度越高，距目標(biāo)體越遠(yuǎn)，探測目標(biāo)體的能力越差。目前航磁飛行高度從幾十米到幾百米，飛行高度較高；空中飛行速度決定分辨測量目標(biāo)體規(guī)模大小的能力， 飛行速度越快，分辨能力越差，飛行速度越慢分辨能力越強(qiáng)，一般航磁固定翼飛機(jī)飛行速度大于^K)Km/h，即使是目前已使用的動(dòng)力三角翼飛行器速度也大于70Km/h，速度較快，現(xiàn)有的航磁測量，由于航速快、飛行高、線距大，資料主要用于了解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和對資源進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測結(jié)果必須依靠地面磁法的檢查，才能有效利用。一般正規(guī)飛機(jī)起降需要正規(guī)機(jī)場，機(jī)動(dòng)性差，同時(shí)飛機(jī)嚴(yán)格受民用航空、軍事管制，飛行需要申請批準(zhǔn)，手續(xù)繁瑣嚴(yán)格， 且飛行員需要專門航空駕校多年培訓(xùn)，同時(shí)載人航磁測量中人身安全是至關(guān)重要的問題， 近年來航磁測量安全事故時(shí)有發(fā)生。地面測量即測量人員攜帶設(shè)備根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行大中小工作比例尺的地面行進(jìn)測量，實(shí)現(xiàn)地面高精度磁法測量，測量方法有定點(diǎn)測量和連續(xù)測量。地面高精度磁測相對航磁測量距目標(biāo)體近，其測量精度高；定點(diǎn)測量時(shí)儀器測量探頭速度為OKm/h，連續(xù)測量時(shí)一般速度不超過6Km/h，測量分辨率高。但地面高精度磁測工作效率低，在高寒山區(qū)、地形切割劇烈地區(qū)，如新疆西天山、西昆侖、阿爾金等地區(qū)海拔高度一般在3500—6000m，相對高差1000 m以上，地面高精度磁法測量難以有效開展，而航磁安全飛行高度大于500m，測量結(jié)果精度低、分辨率差。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的航空磁法測量探測目標(biāo)體的精度低和地面高精度磁測效率低的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種超低空、低速、高精度的航空磁測裝置，能很好結(jié)合航空磁測和地面磁測的優(yōu)點(diǎn)，解決它們的缺點(diǎn)。[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種航空測量地磁場強(qiáng)度裝置，包括航模直升機(jī)、磁力儀和飛行控制系統(tǒng)，所述航模直升機(jī)包括機(jī)體、云臺(tái)裝置，所述磁力儀安裝在所述的云臺(tái)裝置上，所述飛行控制系統(tǒng)包括機(jī)載部分和地面站部分，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分安裝在航模直升機(jī)機(jī)體上，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分與地面站部分通過無線電連接，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分將航模直升機(jī)的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、地形地貌攝像數(shù)據(jù)、磁力儀磁測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給地面站部分，所述地面站部分根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對所述航模直升機(jī)飛行高度和路線進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)所述磁力儀進(jìn)行地磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集。[0005]優(yōu)選地，所述飛行控制系統(tǒng)地面站通過自動(dòng)或手動(dòng)對所述航模直升機(jī)進(jìn)行控制。[0006]本實(shí)用新型的有益效果該超低空高精度航磁測量裝置具有超低空飛行高度 (O-IOOOm)和低速、懸停(0-90Km/h)的飛行控制能力、低成本、高安全、運(yùn)載方便，整個(gè)裝置體積小，重量輕，起降無需機(jī)場及輔助設(shè)備，無需飛行員等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，該裝置測量飛行高度可小于3米，測量飛行速度可為OKm/h，其飛行測量的低高度和低速度使地磁場測量數(shù)據(jù)達(dá)到的精度和分辨率，是目前固定翼飛機(jī)，包括三角翼和載人直升機(jī)航磁測量無法達(dá)到的， 本系統(tǒng)可以替代大、中比例尺的地面高精度磁法測量，是地質(zhì)找礦、勘查和環(huán)境工程勘察快速評價(jià)的有效手段，其工作精度能達(dá)到地面高精度磁測要求，而工作效率是地面高精度磁測的10倍以上。


[0007]圖1為本實(shí)用新型中航空測量磁測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0008]圖2為本實(shí)用新型中圖1的側(cè)視圖；[0009]圖中1航模直升機(jī)，2云臺(tái)裝置，3飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分，4磁力儀，5磁力儀探頭。
具體實(shí)施方式
[0010]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0011]如圖1、2所示，一種航空測量地磁場強(qiáng)度裝置，包括航模直升機(jī)1、磁力儀4和飛行控制系統(tǒng)，所述航模直升機(jī)1包括機(jī)體、云臺(tái)裝置2，所述磁力儀4安裝在所述的云臺(tái)裝置 2上，所述飛行控制系統(tǒng)包括機(jī)載部分和地面站部分，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分3安裝在航模直升機(jī)1機(jī)體上，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分3與地面站部分通過無線電連接，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分3將航模直升機(jī)1的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、地形地貌攝像數(shù)據(jù)、磁力儀4磁測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給地面站部分，所述地面站部分根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對所述航模直升機(jī)1飛行高度和路線進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)所述磁力儀4進(jìn)行地磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集。[0012]本實(shí)用新型中所述地面站控制系統(tǒng)通過自動(dòng)或手動(dòng)對所述航模直升機(jī)1進(jìn)行控制。[0013]本實(shí)用新型中磁力儀探頭5所處的云臺(tái)裝置2具有自動(dòng)調(diào)平功能，以保證磁力儀探頭5處于水平狀態(tài)工作。[0014]航空測量地磁場強(qiáng)度裝置在測量地磁場強(qiáng)度的過程中，地面站對航模直升機(jī)1飛行狀態(tài)的監(jiān)控部分起著重要的作用，飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分3與地面站部分通過無線電連接，地面站完成航模直升機(jī)1傳感器的數(shù)據(jù)接收、顯示和保存，實(shí)現(xiàn)了機(jī)載飛行控制系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通信，航模直升機(jī)1能按照預(yù)先在地面站設(shè)定的飛行航線飛行或者當(dāng)航模直升機(jī)1在飛行過程中需要改變航線，只需要在地面站中進(jìn)行航線的修改便可實(shí)現(xiàn)自主飛行、懸停，從而測量地磁場強(qiáng)度。[0015]另外，地面站可以通過自動(dòng)或手動(dòng)的方式對航模直升機(jī)1進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自主飛行，確保直升機(jī)穩(wěn)定的飛行狀態(tài)及安全性、且易于操作人員操作。裝置工作方法首先，在地面站中設(shè)定磁法測量線路或測量點(diǎn)坐標(biāo)，設(shè)定飛行速度和高度，在設(shè)定的線路或點(diǎn)上進(jìn)行磁法連續(xù)測量或點(diǎn)測。[0017]如果是點(diǎn)測，當(dāng)航模直升機(jī)1到達(dá)預(yù)定點(diǎn)時(shí)進(jìn)行懸定(速度為0 Km/h)磁測，在磁測過程中飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分3將航模直升機(jī)1的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、地形地貌攝像數(shù)據(jù)、磁力儀4磁測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給地面站部分，地面站部分根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對航模直升機(jī)1飛行高度和路線進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)磁力儀4進(jìn)行地磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集，根據(jù)采集的地磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)分析地質(zhì)及環(huán)境信息，優(yōu)選地，航模直升機(jī)1的懸定高度設(shè)定為an左右，此時(shí)磁法測量工作狀態(tài)與地面高精度磁法測量完全一致，所得地磁場強(qiáng)度與地面高精度結(jié)果一致，同時(shí)在地形等級為1-2級時(shí)測量效率是地面測量效率的10倍以上，地形等級為3級以上時(shí)測量效率是地面測量效率的20倍以上。[0018]當(dāng)在設(shè)定高度ail左右進(jìn)行磁法連續(xù)測量時(shí)，飛行速度較低(如20 Km/h)時(shí)儀器設(shè)定4秒測量一次，即近20m測量一個(gè)數(shù)據(jù)，此為1 :5000磁法工作比例尺點(diǎn)距，按正常地面高精度磁測工作進(jìn)度，在地形等級為1-2級情況下20 Km的1 :5000磁法工作量要一臺(tái)班兩個(gè)工作日能完成，該磁測裝置工作方法工作效率是地面測量的16倍以上，如果地形等級為3 級以上時(shí)測量效率是地面測量效率的30倍以上，如果載荷磁力儀4低速飛行過程中每秒測量多次，在較高測量效率下，測量將獲得高分辨率信息豐富的地磁場資料。[0019]當(dāng)進(jìn)行更小比例尺磁測時(shí)，直升機(jī)飛行高度和速度還可增大，工作效率將比地面工作效率更高，所采集地磁場信息也更豐富。[0020]綜上所述，本實(shí)用新型中航空測量地磁場強(qiáng)度裝置克服航空測量和地面高精度磁測的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超低空飛行磁測精度與地面高精度磁測精度相當(dāng)，用該磁測方法替代地面高精度磁測方法，以達(dá)到快速、經(jīng)濟(jì)、精確完成高精度磁法勘查的目的。特別在以下環(huán)境條件下，更能發(fā)揮其優(yōu)勢人工難以作業(yè)的大江大湖、沼澤、海灘淺海、森林、高寒山區(qū)、地形切割劇烈地區(qū)(如新疆西天山、西昆侖、阿爾金等地區(qū)海拔高度一般在3500—6000m，相對高差 1000 m以上，地面高精度磁法測量難以有效開展，航磁安全飛行高度大于500m，測量結(jié)果精度低、分辨率差)，以及地面干擾嚴(yán)重的危機(jī)礦山接替資源勘查區(qū)。飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分3中預(yù)置式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)(空中)，GPS差分定位(地面)，可使直升機(jī)在預(yù)定路線上飛行，使測量目標(biāo)無偏差。利用地面站通信系統(tǒng)可以將飛行器上測量的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛?同時(shí)在磁力儀4主機(jī)中也存儲(chǔ)備份)，還能由地面人員對飛行距離、測量方式進(jìn)行指揮。[0021]最后應(yīng)說明的是以上所述僅為說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種航空測量地磁場強(qiáng)度裝置，其特征在于包括航模直升機(jī)、磁力儀和飛行控制系統(tǒng)，所述航模直升機(jī)包括機(jī)體、云臺(tái)裝置，所述磁力儀安裝在所述的云臺(tái)裝置上，所述飛行控制系統(tǒng)包括機(jī)載部分和地面站部分，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分安裝在航模直升機(jī)機(jī)體上，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分與地面站部分通過無線電連接，所述飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分將航模直升機(jī)的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、地形地貌攝像數(shù)據(jù)、磁力儀磁測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給地面站部分，所述地面站部分根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)對所述航模直升機(jī)飛行高度和路線進(jìn)行控制， 來實(shí)現(xiàn)所述磁力儀進(jìn)行地磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空測量地磁場強(qiáng)度裝置，其特征在于所述地面站部分通過自動(dòng)或手動(dòng)對所述航模直升機(jī)進(jìn)行控制。
專利摘要一種航空測量地磁場強(qiáng)度裝置，包括航模直升機(jī)、磁力儀和飛行控制系統(tǒng)；飛行控制系統(tǒng)包括機(jī)載部分和地面站部分；飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分安裝在航模直升機(jī)機(jī)體上；飛行控制系統(tǒng)機(jī)載部分與地面站部分通過無線電連接，飛行控制系統(tǒng)將航模直升機(jī)的飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、地形地貌攝像數(shù)據(jù)、磁力儀磁測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞給地面站控制系統(tǒng)，地面站控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的以上數(shù)據(jù)對所述航模直升機(jī)飛行高度和路線進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)所述磁力儀進(jìn)行地磁場強(qiáng)度數(shù)據(jù)采集。該超低空高精度磁法測量裝置具有超低空飛行高度和低速、懸停的飛行控制能力、低成本、高安全、運(yùn)載方便，整個(gè)裝置體積小,起降無需機(jī)場及輔助設(shè)備，無需飛行員等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01V3/40GK202305834SQ20112041203
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者劉劍, 楊鏡明 申請人:劉劍, 楊鏡明