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无人机低空航磁测量产业发展报告
来源:济大产研院知识产权服务平台 | 作者:济大产研院 | 发布时间: 2023-11-10 | 3471 次浏览 | 分享到:
低空航磁测量产业便是其中之一,这为济南市发展此项产业带来了广阔的市场和十足的契机…...

 

图1.2.1-3

为了在航磁测量中对机身进行磁补偿,加拿大的PicoEnvirotec(PEI)公司开发了能够在飞行后产生补偿系数或即时磁补偿的软件包—PEIComp。PEI同时还提供用来进行地图配准和绘制测区飞行路线的测量准备软件—PEIConv。加拿大的ScottHogg&Associates地球物理软件公司也发行了一套新的航空磁力补偿软件—CMAG4。该软件可以同时处理四个磁力仪的输入,并能进行事后补偿。这套软件已经成功地应用在多种固定翼和直升机测量系统上。

在数据采集方面,2005年Fugro研发成功了FASDAS数据采集系统,该系统能够采集频率为1000Hz的低噪声、高密度数据,并且能够及时地对数据进行检查以删除不需要的信号。加拿大的Terraquest公司在KroumVS仪器公司的帮助下开发了一套性能先进、使用简单的数据采集系统———SDAS,该系统应用商用掌上电脑将数据记录在一张闪存卡上,大大减少了采集系统的重量和体积,为航空物探测量技术的小型化、便携化奠定了良好基础。SDAS具有四道图形显示功能,并且在飞行中可选择是否进行图形显示。    

在数据处理方面,各大航空地球物理测量公司都进一步完善其原有软件的功能,并相继开发出新的商业化专业数据处理解释软件。数据处理和成图系统也都成功移植到个人PC或工作站上,实现了三维正反演计算及可视化人机交互解释,处理解释技术日趋完善,逐步形成了一系列完整的处理解释系统。

除此之外,加拿大的GoldakAirborneSurveys公司还研发了一种姿态校正系统。该系统应用多个高精度GPS接收机测定飞机的姿态,并同步自动测量磁梯度向量,大幅度减少了调平校正工作量,并使复杂地形条件下的飞行测量保留大量细小信息。该公司还开发了新的高精度数字航迹测量系统,该系统包含1台数码相机,能够以2.5祯/s的速度记录高精度影像,并可以在Geosoft公司的Oasismontaj中与地图、数据库相互连接查看,实现快速有效地识别航磁测量中的人文干扰。SGL也提供MPEG4格式的航迹数字录像,该录像与应用GPS时间同步的其他数据流相匹配,可以应用标准的Windows软件进行方便的查询和控制。

(二)全球优势国家或地区产业发展趋势  

2.1加拿大  

加拿大Scintrex公司(ScintrexLimited)制造了CS-3铯磁力仪,加拿大还有一家制造铯磁力仪的CAE公司,多年来为加拿大和其他国家与地区(包括台湾)供应了2000套MAD系统。最近推出AN/ASQ-508(V)型,据称探测潜水艇的距离为1200m。AN/ASQ-508(V)安装在飞机尾锥或直升机机舱内。

加拿大GEM系统公司(GEMSystems,Inc.,以下简称GEM公司)研发了质子磁力仪、欧弗豪泽效应质子磁力仪和钾磁力仪。GEM公司是第一家将钾磁力仪投放市场的公司。GEM公司的钾光泵磁力仪有用于航空标量测量和/或梯度测量的,有用于台站作矢量测量的,也有用于地面测量的。GEM公司钾光泵磁力仪的主要特点是精度高、方位误差小、重量轻、定位准。用于飞机和直升机的GSMP-30A型航空钾磁力仪/梯度仪的技术指标:测量范围,20,000~100,000nT;灵敏度,0.7pT/1Hz;分辨率,0.1pT;绝对准确度,±0.1nT;采样率为1、5、10、20Hz;梯度容忍度为2,500nT/m;磁力仪探头重量1.5kg;电子设备盒重量0.63kg。GEM的MiniMag型钾磁力仪可安装在无人飞机(UAV)上进行磁测。

从20世纪70年代中开始,加拿大为了研究新一代反潜战磁力仪,执行一项SQUID计划。用铌(和铌合金)制成点接触RF-SQUID磁力仪,采用梯度装置,装入盛有4°K液氦的杜瓦瓶中。SQUID梯度装置适合于直升机使用,快速飞行或悬停均可。直升机有许多铁质器件和良导性的表面,因而产生许多磁干扰。将安装有梯度装置的吊舱用缆绳吊放在直升机下方,远离干扰源。SQUID用电池供电,用光纤与直升机内的数据收录系统相连。经过静态试验、内河水面试验,了解各种噪声源,重新设计避免这些噪声源的传感器,制造出低运动噪声的系统,于1998年进行了试验飞行。飞行试验取得部分成功,整个系统的噪声在设计指标两倍之内。

德国国防部从20世纪80年代末起,大力资助航空SQUID梯度测量研究工作,从1997年起由物理高技术研究所(InstitutfurPhysikalischeHochTechnologie,IPHT)承担研发任务。    

加拿大和德国从1990年代早期起就在SQUID技术方面开展合作,交换磁异常探测技术信息。加拿大将第一个吊仓借给IPHT于2001年秋进行最初的飞行试验。德国研制SQUID梯度仪参考了加拿大的经验。本世纪初德国IHPT制成的LTSSQUID航空全张量磁梯度仪系统,共有9个SQUID安装在低温恒温器中,6个用作梯度测量,3个用作磁场测量,磁力仪是铌薄膜DC-SQUID。梯度仪中两磁力仪的间距(baselength)为3.5cm。三个互相垂直的参考磁力仪的灵敏度为1pT/√Hz。低温恒温器直径23cm、高90cm,最大液氦容积约15L。SQUID的电子线路安置在低温恒温器顶上。整个系统装在一个圆柱形的筒子内(吊舱)。系统的数据收录箱在低温恒温器之上接近吊舱顶部。收录箱内还装有一个DGPS接收器和惯性系统单元(INSu-nit)。GPS天线装在吊舱顶部。取样率1kHz并与GPS取样同步。使用BellUH1-D型直升飞机进行试验时,吊舱吊放在直升飞机下方95m处。使用Cessna208型飞机进行试验时,吊舱(实际上是一个圆筒)竖直地安装在尾锥的后端。一个重要的措施是装备了惯性系统,惯性系统提供3个角度(俯仰、横滚、偏航),可以确定系统的取向。利用这些数据由GPS测得的位置可以计算出SQUID梯度仪的实际位置。利用这个系统测得了100km25个独立的张量元素,在世界上是第一次。随后德国的IPHT和Supracon公司取得了一些技术突破,他们创制了`世界第一'的全张量航空磁力梯度仪,名为`JESSYSTAR'。JESSYSTAR的功能和飞行指标有很大的改进。