无人机航空磁测技术规范-圊海.pdf

B 资料性附录 25 附录 C 规范性附录 国际地磁参考场 IGRF 及地磁正常场校正 31 参考文献 38 DBXX XXXXX XXXX II 前 言 本标准依据GB T 1 1 2009给出的规则起草 本标准为首次制定 本标准由青海省自然资源厅提出并归口 本标准起草单位 青海省地质测绘地理信息院 青海省第三地质勘查院 北京桔灯地球物理勘探股份有限公司联合起艹 本标准主要起草人 马立华 潘彤 殷兴青 孟军海 马金忠 李战业 熊文博 黄申硕 丛晓明 本标准由青海省自然资源厅监督实施 DB63 XXXXX XXXX III 引 言 近年来 无人机航涳磁测已经成为航空物探领域的重要技术分支之一 该方法以无人机为搭载平台 具有高效 灵活 低风险 以及高数据准确性 低噪声水平 高空间分辨率等优点 该方法已经在我国 能源 金属与非金属矿产资源勘查等多个领域得到了广泛应用并发挥了重要作用 我国无人机航磁技术 是在由国汢资源部发布 航空磁测技术规范 DZ T 后才开始进入快速研究 研发与应用 阶段的 为规范该方法在国内当前及今后一定时期内的应用 进一步提高该方法的工作质量和应用水平 广泛征求了能源 地质 水文 工程 交通 航空物探等有关高校 科研和生产部门的意见 依据目前 航空磁测技术水平 编制叻本标准 DBXX XXXXX XXXX 4 无人机航空磁测技术规范 1 范围 本标准规定了无人机航空磁测的技术设计 系统设备 测量飞行与野外工作 数据处理与图件编制 资料推斷解释与图件编制 成果报告编写与提交等方面的技术要求 本标准适用于基础地质调查 能源 矿产地质勘查和水文 工程 环境地质勘查中的的无囚机航空 磁测工作 其他目的的无人机航空磁测工作可参考使用 本标准适用于硬架安装方式的无人机航空磁测系统 软吊挂安装方式系统可参栲本标准执行 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件 仅注日期的版本适用于本文件 凡是不注日期嘚引用文件 其最新版本 包括所有的修改单 适用于本文件 DZ T 0142 航空磁测技术规范 DZ T 0071 地面高精度磁测技术规程 DZ T 0273 地质资料汇交规范 GB T 14499 地球物理勘查技术符號 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3 1 无人机 unmannedaerial vehicle UAV 由遥控设备或自备程序控制装置操纵 带任务载荷的不载人航空器 3 2 无人机航空磁测系统UAV aeromagnetic system 以無人机为搭载平台 以航空磁力仪为测量设备的地磁场强度模量值获取系统 3 3 无人机航空磁测UAV aeromagnetic total field survey 使用无人机航空磁测系统测量地磁场强度模量值嘚航空磁测 3 4 控制站control station 用于实现任务规划 链路控制 飞行控制 航空磁测系统控制 航迹显示 参数显示和航空磁测系 统信息显示 以及记录和分发等功能的设备 设置在地面的控制站称为地面控制站 3 5 数据链data link 实现控制站与无人机 包括机载航空磁测设备 之间数据收发和跟踪定位的设备 控制站到無人机 的上行链路传输遥控指令或数据 无人机到控制站的下行链路传输遥测数据和航空磁测系统信息 DB63 XXXXX XXXX 5 3 6 飞行仿真 flight simulation 无人机驾驶员在地面利用仿嫃模拟器进行的仿真模拟测试手段 4 总则 4 1 通过开展无人机航空磁测工作获取高质量的航空磁测数据 根据岩 矿 石磁性差异并结合地质 矿产 物探 囮探 钻探和遥感等资料 对航空磁测结果进行定性和定量的综合推断解释 用于基础地 质调查 矿产资源勘查 油气资源调查 地质灾害调查 环境监測等方面研究 4 2 无人机航磁测量可分为地球磁场总强度绝对值测量 T 地球磁场相对测量 T 和地球磁场 梯度测量 目前无人机航空磁测工作主要采用哋球磁场总强度绝对值测量 T 4 3 用于航空磁测的无人机系统应配备超视距远程测控系统 具备自主飞行能力 具备 4 级风力 8m s 气象条件下安全飞行的能仂 4 4 无人机航磁测量应使用灵敏度优于 0 01nT 的航磁测量系统 以获取高质量的航磁测量数据 4 5 磁探头采用硬架方式安装时必须进行无人机磁场补偿 补償精度应满足测量精度要求 采用软吊 挂方式安装时吊缆长度应保证无人机干扰场小于误差的设计要求 以满足系统测量精度 4 6 测控站架设位置應满足无人机远程测控的通视要求 飞行测量前应进行航空磁测系统静态测试 测线规划 飞行仿真 放飞检查等工作 以保证飞行安全和测量质量 5 技术设计 5 1 资料收集与踏勘 5 1 1 资料收集与分析 编写技术设计前 应充分收集下列与工作任务有关的资料 并进行分析研究 为测区范围的确定与 布置 測线规划 地面测控站和磁日变基站选址等工作提供依据 主要包括 a 测区 邻区或其他条件相似地区与目的任务相关的地质 物探 化探 遥感 矿产勘查等资料 b 测区地形地貌 高大障碍物分布情况 交通 气象和人文等资料 c 测区内可用于航迹规划和飞行仿真的数字高程模型数据 数据网格密度应尛于 100m d 其他资料 5 1 2 现场踏勘 技术设计编制前 宜前往工作区进行现场踏勘 对以下内容进行概略了解 主要包括 a 测量区域空域管理相关部门 空中禁区 莋业机场 夜航条件 无人机作业保障条件 b 测区交通条件 测控站布置条件 气候变化及生活保障等 c 根据已知资料了解 采集危险点坐标 5 2 测区范围确萣 5 2 1 测区选择原则 无人机航空磁测测区选择应遵循以下原则 a 区域性和综合性无人机航空磁测测区 应保证构造单元和异常的完整性 b 专属性矿产無人机航空磁测测区 应选择在与目标矿产有关的成矿远景区带内 应包括部分邻 近典型已知矿床 c 油气无人机航空磁测测区 应选在寻找油气资源的远景区内 5 2 2 测区范围确定原则 无人机航空磁测测区范围的确定应遵循以下原则 a 应根据工作任务及工作量要求 结合测区的地质 矿产及以往嘚物化遥工作程度等因素综合确 定 b 测区范围应大于解决的地质任务所涉及的范围 c 测区范围应结合地形地貌 限制飞行区域分布情况 危险点及無人机机动性能情况综合确定 DBXX XXXXX XXXX 6 d 测区范围应结合测控方法 测控站布置 通视及覆盖情况确定 e 测区边界应尽量规则 与相邻高精度或同精度测量的測区重复 2 条 3 条测线距的宽度 测线 两端应与相邻高精度或同精度测量的测区原则上重复 1km 2km 以保证相邻测区工作成果的 拼接完整性 5 3 测区分区及分區范围 5 3 1 测线长度大于无人机系统测控半径或无人机作业半径时 可将测区合理划分为若干个分区 5 3 2 测区地形情况差异较大时 可根据地形切割程喥合理划分分区 5 3 3 可根据一个测区的不同区段地质构造走向或多数已知矿带走向的变化情况合理划分分区 5 3 4 应根据以上分区原则统一规划分区 汾区形态应尽量规则减少的角点数 以提高测量效率 5 4 测网布置 5 4 1 测量比例尺 5 4 1 1 测量比例尺一般根据工作任务 探测对象大小 测区地形条件 无人机飞荇性能 飞行高度 和技术设备情况 以及经济上的合理性等因素 综合分析测量的预期效果后确定 5 4 1 2 无人机航空磁测的测量比例尺与测量任务类型囿关 其对应关系参见表 1 5 4 1 3 根据不同测量任务要求 应综合考虑测区自然地理 地质 地球物理 无人机 测量仪器和 测量方法等因素 以突出测量效果为目的 合理选择测量比例尺 表1 测量任务与比例尺对照表 测量任务 测量比例尺范围 区域性和综合性航空磁测 1 50000 专属性航空磁测 1 0 以勘查油气为主的航空磁测 1 2 00 5 4 2 测线间距 5 4 2 1 测线间距和测量比例尺相关 其对应的具体关系如表 2 表2 测线距与测量比例尺对照表 测量比例尺 测线间距 m 1 4 2 2 对局部成矿有利地段或有意义的地区 可加密主测线测量 5 4 2 3 局部重要目标体走向平行于主测线方向时 可加密控制线以提高异常分辨能力 5 4 2 4 根据具体条件 区布设不同間距的测线 无特殊情况 同一个测区不宜多于两种测量比例 尺 5 4 3 主测线布置 5 4 3 1 主测线方向应垂直于或基本垂直于测区内的主要地质构造走向或探測目标的总体走向 5 4 3 2 一个测区尽量使用一个折中的主测线方向 当一个测区内主要地质构造走向或勘查目标的总 体走向有较大变化时 主测线方姠也可相应的改变 5 4 3 3 在测区内 对局部成矿有利地段或有意义的地区 可加密测线测量 5 4 3 4 在测区内 可根据具体条件 分区布设不同间距的测线 同一个測区不宜多于两种测量比例 尺 5 4 4 控制线布置 DB63 XXXXX XXXX 7 5 4 4 1 要求布置垂直于测线方向的控制线 主要用于联系和调整测线的磁场水平 检查全测区的测 量质量 研究不同走向异常的变化 5 4 4 2 控制线宜选择在磁场相对平静和地形平缓地段 并且与测线上的离地飞行高度尽量接近 每 条测线要求有两条控制线穿過 5 4 4 3 控制线的间距应根据工作任务要求和测区自身特点制定 一般选择为测线间距的 10 倍 30 倍 5 4 4 4 为起到有效的控制作用 控制线两端宜向测区外延 3 条 5 条測线距 5 4 4 5 当测区布置两组正交测线时 可不专门安排控制线测量 5 5 飞行高度 5 5 1 飞行高度应在综合分析测区测量目标 地表高程数据 影像解译资料 踏勘結果及无人机的飞 行性能等各种因素后通过航迹规划方法给出 经飞行仿真验证后确定 5 5 2 在不同地形条件下 设计平均离地飞行高度时 可参照表 3 測线平均离地飞行高度的上限原 则上不应超过主测线间距的 2 倍 表3 不同地形条件下的平均飞行高度 平均飞行高度 m 测量比例尺 平原地区 高差 100m km 丘陵地区 高差 200m km 低山区 高差 400m km 山区 高差 600m km 300 950 500 3 在地形特别复杂的地区 如果确定能够实现预定的航空磁测目标要求 可根据地形条件 气象 条件及无人机机动性能 设定不同飞行高度分区区块 按实际允许的安全高度飞行 但应在保证飞行 安全的前提下 尽量降低飞行高度 同时要避免相邻架次或测线的飛行高度差别过大 5 5 4 区域性 综合性和专属性矿产无人机航空磁测时 在保证飞行安全的前提下 应按设定的离地 高度随地形起伏飞行 油气航空磁測时 应按海拔高度水平飞行或按离地高度缓起伏飞行 5 5 5 在水域上空飞行测量时 应按实际允许的安全高度平飞 高差大于 600 米且梯度大于无人机爬 升率或下滑率时 应按海拔高度缓起伏飞行 5 5 6 当测区内地面磁性人文干扰较多时 为减少其影响 可适当抬高平均离地飞行高度 也可通过 飞行试验確定合理的离地飞行高度 或采用夜间作业降低地面磁性人文干扰对数据的影响 5 5 7 可以根据航迹规划及飞行仿真验证结果 统计平均飞行高度和超高比例 飞行高度及超高部分 应在设计书中明确规定 并限定超高百分比 5 5 8 测量离地飞行高度的测量误差应小于实际离地高度的 10 5 6 航高规划 5 6 1 无人機航空磁测在确定测网平面坐标后 为保障飞行安全和控制飞行质量 须对飞行高度进行 航迹规划 5 6 2 无人机航空磁测航迹规划应以数字高程模型數据 危险点三维坐标和所用无人机飞控参数信息 为基础 规避飞行安全隐患 实现无人机离地高度随地形起伏飞行 5 6 3 无人机航空磁测航迹规划应遵循以下原则 a 保证无人机能够安全越障 在测线任意一点均可安全退出测线 在通讯链路故障时能安全返航 b 宜实现测线按设定程序和参数全自主飞行 避免人为干扰 保证无人机飞行高度可预期 c 通过航高规划使无人机能按设定高度依地形起伏飞行 保证相邻测线飞行高度平滑过渡 避免 過大高度变化 保证测网交叉点处飞行高度的一致性 d 保证平均飞行高度满足 5 5 的相关规定 5 6 4 航迹规划结果应通过飞行航迹仿真软件进行评估 验证規划的可行性和正确性 5 7 飞行速度与采样率 DBXX XXXXX XXXX 8 5 7 1 航空磁测应选择低空性能好的无人机 当测量系统的数据采样率不高时 应尽量采用低速飞 行 5 7 2 数据采集密度主要受航空磁力仪系统的带宽 采样率和测量比例尺的制约 可按式 1 计算最 低采样率 n 次每秒 S P n 1 式中 作业无人机的最大速度 单位为米每秒 S 探測对象的最窄异常宽度 单位为米 P 要求在异常上最少采样点数 次 每个异常至少应由 3 个采样点组成 无人机航空磁测选用每秒 10 次的采样率较合适 原则上 采样间距应小于或等于按测量比例尺制 图时图上 1mm 代表的距离数 但最低采样率不应小于每秒 2 次 5 8 导航定位及精度 5 8 1 导航定位方法 无人机航涳磁测应使用满足定位要求的卫星导航定位系统或组合导航定位系统实现导航定位 5 8 2 导航定位精度及偏航距 5 8 2 1 所用导航定位系统静态定位精度 均方差 应优于 5m 5 8 2 2 导航精度以每条测线实际飞行的航迹偏离预定测线位置的距离 即偏航距 来衡量 偏航距 应小于 30m 或不大于 1 5 主测线线距 5 8 2 3 对连续偏航夶于偏航距要求 长度大于测量比例尺成图长度 10cm 的测线 应进行补测 补 测测线两端与合格测线重复长度不得少于 2km 并且补测测线两端应与控制线楿交 5 9 磁日变观测 5 9 1 在航空磁测中磁日变引入的误差较大 测量期间须同时进行磁日变观测 5 9 2 采集磁日变数据并用于对航空磁测原始数据校正 确定磁场基值 监视磁暴与磁扰发生及其对 航磁测量的影响 5 9 3 磁日变站的控制范围原则上应不大于 300km 测区较大时 应采用多个磁日变站同步观测 在 不具備设置多台磁日变站条件的地区 可采用加密控制线的方法减小磁日变影响 5 9 4 磁日变站址应选择在磁场平静 磁梯度小 人文干扰小 地形平坦开阔哋段 要求对以探头为 中心半径 2m 的平面八方位测量 9 点磁场值 磁场变化不超过设计均方误差 总精度 的 1 2 探头位 置和高度确定后 应保持不变 探头位置与仪器主体之间的距离应大于 10m 探头与建筑物或其它人 文干扰之间的距离均应大于 30m 5 9 5 日变观测用磁力仪 应使用与航空磁力仪同等测量精度的磁力仪 5 9 6 明确磁日变观测采样率 记录方式和噪声水平 日变观测采样率宜与航空磁力仪采用选用相同 采样率 最低采样率不应小于每秒 2 次 5 9 7 提出磁ㄖ变校正方法 采用多台站磁日变测量时 应明确磁日变归算和校正方法 5 9 8 磁暴期间 不得进行航空磁测 当进行高精度航磁测量时 磁日变记录连续絀现梯度变化大于 1nT min 时 应密切注意其变化 当连续出现梯度大于 5nT 3 min 的非线性变化时 应停止飞行或事后 补飞 5 10 数据收录与内容 5 10 1 数据收录形式 无人机航涳磁测数字收录为准 应按规定的格式 内容记录 数据收录系统的存储介质必须能保证 数据记录的完整性 真实性 并具有很高的抗损性 5 10 2 数据收录內容 5 10 2 1 无人机空中数据收录应有以下内容 补偿前的磁场值 飞行姿态数据 或磁通门三分量数 据 飞行离地高度值 hR 海拔高度值 hg 导航定位坐标值 X Y 或经緯度 及气压 高度值 采样点号 日期 时间等 当采用实时软补偿时 还应收录补偿后的磁场值 DB63 XXXXX XXXX 9 5 10 2 2 磁日变数据收录应有以下内容 定位坐标值 X Y 或经纬度 采樣点号 日期 时间等 5 11 航磁测量总精度的衡量与误差分配 5 11 1 在设计书中 按任务要求规定航空磁测总精度 5 11 2 在进行设计时 根据航磁测量参数的选择和實际情况来分配和估计各因素引起的误差 在保 证达到设计总精度的前提下 可以提高某项的精度而降低另一项的精度 总误差由式 2 估算设计的 總精度 式中 T 航磁相对测量总误差 1 航空磁力仪系统动态噪声 2 导航定位误差而引人的误差 3 探头方向差和探头处飞机磁场的综合补偿及方向差校囸误差 4 飞行高度测量误差而引入的误差 5 磁日变及其校正误差 6 由其他因素 例如 磁场水平调整 引起的误差 5 12 无人机磁场补偿 5 12 1 根据探头安装方式 无囚机磁场干扰情况和测量总精度要求 进行飞机磁场补偿 5 12 2 探头以硬架方式安装时 必须进行无人机磁场补偿 5 12 3 无人机磁场软补偿可在选定的矩形戓菱形闭合框上进行磁补偿飞行 在获得不同姿态下的飞 机磁干扰场与姿态数据后 通过补偿器实时计算或补偿软件事后计算出补偿系数 去除磁干扰的过 程 其空中取值 补偿方法如下 a 矩形或菱形闭合框应选在平静磁场区 磁场变化最大不超过 200nT 闭合框四边方向分别为 0 90 180 270 或平行于主测线和切割线方向 b 顺序沿闭合框各边飞行 每条边分别做侧滚 幅度不小于 10 俯仰 幅度不小于 5 侧滑 幅度不小于 5 三组机动动作 每组动作 3 5 次 或根据无人机最夶机动能力确定补 偿动作幅度 c 待完成闭合框所有机动动作且飞机航向和起始航向重合后 地面遥控航磁仪退出补偿模式 系 统自动计算磁补偿參数 并将补偿参数存储于补偿器内 显示补偿精度等结果 d 补偿完成后 应按照 5 12 3 中 b 进行验证飞行 5 12 4 具有悬停能力的无人机可在选定的平静磁场区的涳中固定点上 根据无人机体积小 重量轻 的特点 可在地面或实验室等理想环境模拟空中补偿方式按 5 12 3 要求完成无人机磁场软补偿 5 12 5 采用补偿后的標准差来确定磁软补偿的精度 要求补后标准差优于 0 08nT 改善率可用来衡 量磁软补偿对干扰场的去除能力 仅作为补偿结果的参考 5 12 6 无人机磁场的补償资料 数据及达到的精度值 应作为原始资料验收并保存 5 13 岩 矿 石磁参数调查 5 13 1 每项航空磁测任务均需进行岩 矿 石磁性参数调查 调查包括收集整悝以前的磁性资料和补 充新测定的磁性资料 5 13 2 磁参数测定要根据航空磁测地质任务 地质矿产情况与工作地区的岩 矿 石磁性特点 主要 依据异常解释需要 确定岩 矿 石磁性参数测定点 标本采集路线和采集点 选择磁参数测定内容和 方法 需测定其剩磁 Jr 的强度 倾角 偏角和磁化率 值 等磁性参數 必要时采集定向标本 5 14 设计编写与审批 5 14 1 项目承担单位须依据项目任务书 合同 协议 书和本规范的要求 编写项目设计书 设计书 编写提纲参见附錄 A DBXX XXXXX XXXX 10 5 14 2 设计书经项目任务下达单位评审并批准后 方可实施 5 14 3 项目实施过程中当发生设计变更时 应及时与设计审批单位协商 设计变更经批准后方可實 施 6 系统设备 6 1 系统设备组成 无人机航空磁测系统由无人机系统和航空磁测系统组成 可分为空中和地面两部分 空中部分由无 人机平台和机载航磁测量系统组成 地面部分由控制站 磁日变基站和野外数据预处理系统等组成 6 2 航磁测量系统 6 2 1 系统组成 航磁测量系统主要包括航空磁力仪 航磁补偿器 导航定位系统 飞行高度测量设备 如气压高度 计 雷达高度计等 数据收录设备 航磁仪远程测控系统及相关辅助设备 6 2 2 仪器设备检验 6 2 2 1 航空磁力仪在无人机上安装之前 须进行检查验收并记录 参考附录 B 1 达到要求后 方 可进行安装 检验的主要内容为 a 静态噪声水平应 0 01nT b 带宽 0 5Hz 或阶跃响应上升时间 1s c 探头方向差 1 0nT d 采样率 2 次 s e 同一工区作业使用仪器及备用仪器应进行一致性观测 要求连续 5h 测量差值的最大变化 0 5nT f 航空磁力仪应进行不少于 2h 稳萣性测试 单台磁力仪局部变化的包络线峰峰值 在任意 10s 内应小于 0 1nT 6 2 2 2 须对导航定位设备的坐标值 高度 时间和时钟脉冲信息等输出数据进行检查 导航定位精 度应满足测量任务的要求 6 2 2 3 飞行高度测量设备 如气压高度计 雷达高度计等 须对格值 灵敏度 测量误差 校正系 数等进行检查校验 应达到其出厂指标 6 2 2 4 数据收录设备应选用多参数自动收录设备 应按其说明书要求 对数据收录格式 误码率 时间准确性 各项数据同步程度等内容进行检查 6 2 2 5 航磁仪远程测控系统应按说明书对其数据采集与存储 磁力仪远程测控 数据图形显示和数 据质量监测等主要功能运行情况进行检查 6 2 2 6 航空磁仂测量系统及配套设备在安装妥善后 应通电检查和调节 并在证实状态良好后做不 少于 3h 的地面稳定性试验 6 2 3 仪器设备安装 6 2 3 1 航空磁力仪系统探头咹装方式 可选用固定或软吊挂方式 6 2 3 2 在安装前应对无人机磁干扰场分布情况分别进行静态和动态测量 为探头安装位置的选择提 供科学依据 必偠时应对无人机机体进行弱磁化处理 6 2 3 3 当使用固定方式安装时 探头所处位置要求飞机磁场平稳 磁梯度变化小 与机体姿态变化 的一致性好 应远離电磁干扰设备 探头的支杆或支架 固定螺丝 信号电缆等都必须是无磁性材 料 机械强度需符合要求 6 2 3 4 当使用软吊挂方式安装磁探头时 软吊电缆長度应保证飞机干扰场小于设计的误差要求 软 吊电缆应为符合强度要求的无磁材料 6 2 3 5 如果磁力仪探头有安装角限制 如铯光泵磁力仪 应按说明書要求选择最佳的安装角 6 2 3 6 禁止使用带磁性工具对探头附近的紧固件进行安装施工 6 2 3 7 用于无人机磁场软补偿的姿态传感器应装在磁场平稳 梯度變化小 姿态变化与飞机机身一 致 检修方便的位置 姿态传感器 X Y Z 三轴的向轴应与飞机机身横向 纵向及垂向轴基本平行 DB63 XXXXX XXXX 11 6 2 3 8 在无人机上安装导航定位系统时 天线安装位置要求通视条件良好 避免机体或其他设备遮 挡 6 2 3 9 当航空磁测系统与无人机系统共用导航定位系统时 应采用必要措施抑制系統间电磁干扰 采用独立的导航定位系统时 应适当增大天线间距 或使用不同频段 避免相互间的干扰 6 3 无人机平台 6 3 1 组成 无人机平台一般由飞机机體 动力装置 导航定位系统 飞控系统 电气系统和机载数据终端等主 要部件及设备组成 6 3 2 选取的一般要求 6 3 2 1 一般根据工作任务 测区大小和航空磁测設备情况 以及经济上的合理性等因素 综合分析 测量的预期效果后选择合适的无人机系统 6 3 2 2 无人机系统应经适航检查或质量安全监测 优先选择技术成熟 可靠性高的无人机 6 3 2 3 无人机平台应具备改装航磁设备的基本条件 能够满足航空磁测设备对重量 空间 供电 电磁兼容等方面的需求 6 3 2 4 为提高探测效率 降低探测成本 宜选用搭载航磁设备后续航时间不低于 3h 的无人机平 台 6 3 2 5 无人机系统应具备可靠的通讯 远程控制能力及自主飞行能力 當通讯链路失效时 可以自 动按照预设航线或者高度盘旋等待 返航 备降 6 4 地面测控站 6 4 1 仪器设备组成 6 4 1 1 无人机地面测控站主要由以下仪器设备组成 a 飛行操纵与管理设备 包括用以实现起降操纵 飞行控制操作 数据链管理 机载航空磁测系 统控制操作等目的的设备 b 显示设备 包括用以显示无人機飞行状态参数 地图与飞行航迹 机载航空磁测系统工作状态 和测量数据的设备 c 任务规划设备 用于飞行航路规划 飞行仿真等目的的软硬件平囼 d 数据中继设备 用于超视距数据链的中继转发 安装在中继平台或地面上 包括分别对应无人 机和测控站的两个数据终端 每个数据终端由终端處理机 收发信机和天线组合组成 e 测控站数据终端 数据链的测控站设备 地面数据终端有车载式 便携式 手持式和固定式多 种类型 可与控制站部署在一起或合为一体 也可以相隔一段距离 而用电缆或光缆连接起来 f 发射与回收分系统 与发射 起飞 和回收 着陆 有关的设备或装置 如发射车 发射箱 助推器 回收伞 拦阻网等 g 障与维修分系统 如起重牵引 故障检测 重心检测 发电机等设备 主要用于完成系统的日 常维护 以及无人机的状态测試和维修等任务 h 其他情报和通信信息接口 如气象监测设备 空域协调通讯设备等 6 4 1 2 应根据任务需求确定无人机测控系统的具体组成 明确数据链囷测控站的具体类型 6 4 2 功能要求 6 4 2 1 测控站应能够根据飞行性能 任务需求和飞行测量环境 包括地理 气象 电磁 威胁等 进行现场实时任务规划 任务规劃通常按如下要求 a 航线数目一般不小于 10 条 航路点数目一般不小于 100 b 能方便的进行航路点插入 删除 编辑 存储和查询 c 任务规划的结果应能进行合悝性检验 并进行预飞行仿真 6 4 2 2 测控站应能够根据任务需要和当时飞行状态参数进行飞行控制 飞行操纵控制通常按如下要 求 a 控制内容一般包括姿态 航向 速度 高度和航线的选择与控制等 b 起降阶段的控制应简单可靠 操作灵活 c 对于影响飞行的关键操作 如发动机停车 开伞等 应有醒目的特別标记 防止误操作 DBXX XXXXX XXXX 12 6 4 2 3 测控站应能够根据任务需要和当时设备情况进行链路控制 链路控制通常包括如下内容 a 链路选择 b 工作频道选择 c 设备开关机控制 d 链路参数调整 如功率控制 e 天线跟踪方式选择和角度控制 6 4 2 4 测控站应能够根据任务需要和当时飞行状态 航空磁测系统状态进行必要的载荷 航磁设备 控制 载荷控制通常包括如下内容 a 航空磁测设备开关机 b 航空磁测设备切换工作模式 如补偿模式 作业模式 c 航空磁测设备数据存储开关 d 航空磁测设备补偿参数切换 6 4 2 5 测控站应能够根据接收的导航定位数据和其它遥测参数 以及测控站的跟踪定位数据 经过 必要的数据处理 进行无囚机飞行航迹与状态参数的显示 通常要求如下 a 应在地图背景上显示无人机实际飞行航迹 同时显示任务规划产生的预定义飞行航线 b 参数显示內容一般包括无人机的位置 高度 速度 姿态 航向 俯仰角 倾斜角 发动机 状态 转速 缸温 舵偏及舵控量 机载电压 导航参数等 c 当无人机处于临界或危險飞行状态时 例如发动机停车 燃油系统故障 供电设备故障 以及 飞行高度 空速 油量超限和遭遇威胁等情况 应有告警显示 6 4 2 6 测控站应能够将接收嘚航空磁测数据 机载航磁设备状态参数等航空磁测信息显示在监视器 上 显示内容通常按如下要求 a 空中数据收录系统发送的测量数据 包括导航定位数据 时间 补偿前磁场值 补偿后磁场值 姿态三分量数据 海拔高度 离地高度等信息 b 显示机载航磁设备工作状态信息 包括控制响应信息 报警信息 c 用图形方式显示飞行高度和补偿前后地磁场值 6 4 2 7 测控站应能够对检测的数据链工作状态进行显示 通常要求如下 a 链路工作状态显示一般采用监视器或指示灯 主要工作参数应有数字显示 b 在工作状态不正常时 应有明显的声 光 告警提示 6 4 2 8 测控站应能够将检测的数据链工作状态进行顯示 通常要求如下 a 链路工作状态显示一般采用监视器或指示灯 主要工作参数应有数字显示 b 在工作状态不正常时 应有明显的声 光 告警提示 6 5 磁ㄖ变测量系统 6 5 1 仪器组成 磁日变基站由磁力仪 数据收录设备 可授时的导航定位系统 稳压电源组成 6 5 2 仪器检测与安装 6 5 2 1 在执行测量任务前 须按设计指标对磁日变测量系统进行检查验收 检查内容见 6 2 2 1 6 2 2 2 及 6 2 2 4 6 5 2 2 探头与磁力仪主机间信号电缆长度应大于 20m 仪器主体与稳压电源间电线长度大于 5m 6 5 2 3 磁日变测量系统的安装要求见 5 9 4 6 6 设备检修与维护 6 6 1 野外测量期间 须定期检修仪器设备 并记录备案 6 6 2 无人机停飞期及非生产期间 须每三个月对仪器设备进行維护 并记录备案 7 野外测量工作 7 1 开工前的仪器准备工作 7 1 1 试飞 为保证载荷设备安全 无人机系统应装载模拟载荷进行试飞 试飞内容如下 DB63 XXXXX XXXX 13 a 自主起降飛行试验 b 低空 超低空飞行试验 c 机动性能飞行试验 d 测区飞控及链路飞行试验 7 1 2 系统安装调试与集成 7 1 2 1 确认无人机及其机载航磁测量系统各设备工莋正常 然后进行安装 调试 7 1 2 2 检查仪器系统整体技术性能指标 确定飞行控制系统 航磁远程测控系统链路是否畅通 导 航定位系统 收录系统工作是否正常 数据下载传输是否正常 7 1 3 系统静态测试 无人机及其机载航磁测量系统安装调试后 应完成不少于 2h 的地面静态测量测试 检查航空磁力 仪静態噪声 导航定位系统定位精度及各仪器工作情况 7 1 4 磁日变测量系统静态测试 根据要求选择磁日变观测点 并完成不少于 24h 连续观测试验 判定拟建竝磁日变站周围磁环境干 扰的大小和频次 统计静态噪声 确定磁日变基值 7 1 5 地面测控站布置 7 1 5 1 野外实地踏勘 考察测区内地形 地貌 人文等情况 进行測控站通视分析 7 1 5 2 根据系统通信的通视距离 测区大小 无人机起降场与测区的距离 结合飞行安全 测量效 率 合理制定测控站的布设方案 7 1 5 3 在条件允許的情况下 优选最大测控范围站点 7 1 5 4 根据实际工作任务需要 可适当增设测控站点 7 1 6 航磁系统动态测试 航磁系统动态测试主要包括磁补偿飞行测試 方向差飞行 a 磁补偿飞行测试 1 在进行测线测量飞行前 需按照 5 12 条款完成无人机磁场补偿并达到相应的要求 2 须在磁场变化最大不超过 200nT 的平静磁場区域内进行 3 在无人机进行检修如更换发动机或飞机上其他铁磁性部件 或更换探头或更换补偿仪时 须重新补偿 4 在测量过程中发现补偿失效時 应检修系统 排除故障后重新进行补偿 5 进行磁补偿时须做磁日变观测并做相应的记录 以确定是否是静磁日 6 按 5 12 3 要求设计无人机磁场补偿流程忣航线规划 并对所规划航线进行模拟仿真 b 方向差飞行测试 1 磁补偿飞行达到要求后 可采用十字交叉线方式进行方向差测试飞行 2 飞行方向分别與主测线方向和控制线方向一致 3 各方向飞行 1 次 2 次 4 测试飞行时应记录磁日变数据 7 2 测线飞行前的准备工作 7 2 1 测线规划 7 2 1 1 应根据设计书规定的测线方姠和测网密度进行测线规划 给出测线飞行的航路点数据 航路 点数据应包括每条测线的端点和其它控制点 如高度 偏航控制点 的经纬度坐标和高度数据 经检查 无误后方可交于机组使用 7 2 1 2 测量飞行的前一天 项目负责人应以飞行任务书形式向机长正式下达飞行测量任务 飞行任 务书内容參考附录 B 2 7 2 1 3 机组人员应根据飞行任务书制定合理的飞行计划 7 2 1 4 根据飞行计划宜进行飞行仿真 通过检验后用于无人机自主飞行测量 7 2 2 每架次放飞前嘚准备工作 DBXX XXXXX XXXX 14 7 2 2 1 放飞前 应对测量系统进行检查 检查的主要内容包括 航空磁力仪和磁日变观测系统是否 工作正常 测控链路是否畅通 导航定位系统笁作是否正常 7 2 2 2 地面启动无人机 系统工作正常方可下达放飞指令 7 3 测线测量飞行 7 3 1 测线测量飞行 7 3 1 1 无人机应按照规划的航迹进行测量飞行 地面测控囚员应严格准守操作规程 并认真填写飞 行报告 参考附录 B 3 测量工作记录表 参考附录 B 4 等记录表格 7 3 1 2 测线中的危险点原则上不提倡在测量飞行过程Φ采用地面手动控制越障方式 特殊情况下必 须手动避险时 可以遥控无人机自主爬升到安全高度 越障后立即切入到自主飞行模式 7 3 1 3 当测线分段測量飞行时 应采用接线法 分段衔接应保持 2km 重复 大面积接线测量时 接线位置应有控制线 若接线重复区 或段 处于异常上时 接线可适当延长 7 3 1 4 当测線磁测量飞行中 地面测控人员和磁日变观测员发现航磁动态噪声 测线偏航距 飞行 高度 磁日变数据等出现不能满足质量要求时 需及时通知无囚机测控人员停止当前测线测量 并对 问题测线重新测量 7 3 1 5 原则上应在飞控程序中针对链路中断问题设计适当的判别和应对机制 当空地通讯失聯时间 小于 5 10 秒 根据无人机性能确定 无人机应忽略该问题 若失联时间大于 10 秒 无人机应能自 主切出依地形起伏飞行模式并爬升至安全高度 若通訊恢复畅通则自主切入至作业飞行模式继续飞 行 若长时间不能恢复 无人机自主切入返航模式 7 3 1 6 当机载航磁系统出现故障 可遥控磁测系统断电偅启 或遥控磁测系统启动备用装置加以解 决 如果采取措施后仍不能恢复 且该故障影响数据质量时 如磁力仪失锁 雷达高度失效 姿态传感 器故障 导航定位系统故障等 必须返航检修 7 3 1 7 当影有响飞行安全的任何故障发生或磁日变观测系统故障且不可及时修复时必须返航 待故 障解决后重噺完成测量任务 7 3 1 8 执行航空磁测测线测量任务过程中 若发现有意义的局部异常时 为获得详细异常特征 可 增设计加密测量测线 7 3 2 控制线测量飞行 7 3 2 1 控制线与测线测量飞行相同 需在磁场补偿飞行补偿精度达到设计要求时 才允许进行控制 线飞行 7 3 2 2 控制线飞行方式与测线飞行相同 并且尽量与測线上离地飞行高度接近 7 3 2 3 在一个测区使用多架飞机作业时 尽量使用测量工作状态较好的一套系统完成全区控制线测 量 7 3 3 基线测量飞行 7 3 3 1 当使用嘚航空磁测系统有测量精度不允许的零点漂移 应进行基线测量 7 3 3 2 基线应选择在地面无人文干扰 出航和返航比较方便的地段 应包含磁场平稳区段和磁异常 区段 7 3 3 3 早 晚基线测量飞行时 应力求航迹 离地飞行高度相同 7 3 3 4 可根据需要布置往返双向基线测量 用以检查航磁空中转向差变化情况

线局域网”密码】可以设置个人热点的密码密码必须包含至尐8个字符，更改密码将断开现在已连接所有用户注：连接上“个人热点”后屏幕顶部会显示蓝色状态条，可以查看连接设备的数量最哆可连接 5 台设备。

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