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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (1): 206-213    DOI: 10.11720/wtyht.2022.1224
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无人机航磁测量在荒漠戈壁地区的应用效果分析
王猛(), 刘媛媛, 王大勇, 董根旺, 田亮, 黄金辉, 林曼曼
中国冶金地质总局地球物理勘查院,河北 保定 071051
Application effect analysis of UAV aeromagnetic survey technology in desert and semidesert regions
WANG Meng(), LIU Yuan-Yuan, WANG Da-Yong, DONG Gen-Wang, TIAN Liang, HUANG Jin-Hui, LIN Man-Man
Geophysical Exploration Academy of China Metallurgical Geology Bureau, Baoding 071051, China
全文: PDF(3000 KB)   HTML
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摘要 

随着无人机航磁测量技术的不断发展,其在不同地貌景观区的应用空间得到了逐步拓展。为验证无人机航磁测量在我国戈壁荒漠地区的实际应用效果,本文结合戈壁荒漠地区的自然环境特点,开展了机型适用性试验,从抗风能力、地形跟随能力、续航能力与工作效率、数据采集质量等几个方面,对多旋翼型、垂直起降固定翼型无人机在戈壁荒漠地区的适用性进行了评价;通过无人机航磁与已有地面磁测成果的定性、定量对比分析,衡量了无人机航磁测量在我国西部戈壁荒漠地区的实用性与可靠性,认为无人机航磁相对于地磁测量具有采集精度高、工作效率高的优势,是值得进一步推广的地球物理勘查方法技术。

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王猛
刘媛媛
王大勇
董根旺
田亮
黄金辉
林曼曼
关键词 无人机高精度航磁测量荒漠戈壁    
Abstract

The UAV aeromagnetic survey technology has continuously developed and gradually applied to different geomorphic landscape areas. This study aims to verify the application effects of the UAV aeromagnetic survey technology in the desert and semidesert regions in China. To this end, the applicability tests of UAV types were performed according to the characteristics of the natural environment in the desert and semidesert regions. Then the applicability of multi-rotor UAVs and vertical take-off and landing fixed-wing UAVs in the desert and semidesert regions was assessed from the ability to resist wind, terrain-following ability, battery life, efficiency, and the quality of data acquisition. Through the qualitative and quantitative comparative analysis of the results obtained from UAV aeromagnetic surveys and ground magnetic surveys, the practicability and reliability of the UAV aeromagnetic survey technology in the desert and semidesert regions in West China was measured. It is considered that UAV aeromagnetic survey technology enjoys the advantages of high precision of data collection and high efficiency compared to the ground magnetic survey. Therefore, the UAV aeromagnetic survey technology is worthy of widespread application as a geophysical prospecting method and technique.

Key wordsunmanned aerial vehicle(UAV)    high precision aeromagnetic survey    desert and semidesert region
收稿日期: 2021-04-22      修回日期: 2021-09-26      出版日期: 2022-02-20
ZTFLH:  P631  
基金资助:中国冶金地质总局地球物理勘查院科研项目“无人机航磁测量系统集成与应用”(Y2020-1)
作者简介: 王猛(1986-),男,硕士研究生,高级工程师,从事航空物探综合研究工作。Email: 554291597@qq.com
引用本文:   
王猛, 刘媛媛, 王大勇, 董根旺, 田亮, 黄金辉, 林曼曼. 无人机航磁测量在荒漠戈壁地区的应用效果分析[J]. 物探与化探, 2022, 46(1): 206-213.
WANG Meng, LIU Yuan-Yuan, WANG Da-Yong, DONG Gen-Wang, TIAN Liang, HUANG Jin-Hui, LIN Man-Man. Application effect analysis of UAV aeromagnetic survey technology in desert and semidesert regions. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(1): 206-213.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.1224      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I1/206
Fig.1  试验区位置示意图
试验内容 影响因素 多旋翼无人机 垂直起降固定翼无人机
抗风能力 航磁设备集成 机体下方,支杆安装 隐藏式安装
最大可抗风力 4级(5.5~7.9 m/s) 6级(10.8~13.8 m/s)
地形跟随能力 航速 航速20~30 km/h,
地形跟随能力强
航速60~70 km/h,地形跟随
能力低于多旋翼机型
续航能力与
工作效率
电池 多块锂电池 1块大容量锂电池组
最大续航时间 20~30 min ≤120 min
续航里程 <20 km >100 km
数据采集质量 方向差 在全区固定探头指向,不涉及正反向测线飞行时存在的方向差问题 存在方向差,可通过补偿去除
测量飞行状态 偏离测线、大幅度的抖动及摇摆现象,会引入较多的干扰因素 飞行平稳,偏航小
Table 1  无人机机型适用性对比试验结果
Fig.2  不同无人机机型的地形跟随能力对比
Fig.3  无人机航磁数据采集效果对比
Fig.4  无人机航磁测量系统示意
a—纵横CW-15垂直起降固定翼飞机;b—铷光泵磁力仪探头;c—三轴磁通门磁力仪探头
仪器类型 质子磁力仪 铷光泵磁力仪
产地 捷克 加拿大
测量范围/nT 20 000~100 000 1 000~100 000
分辨率/nT 0.1 0.0001
绝对精度/nT ±1
灵敏度 <0.02 nT/√Hz@0.1~100 Hz
梯度容限 5 000 nT·m-1 1 000 nT·cm-1
Table 2  航磁、地磁仪器设备技术参数对比
Fig.5  无人机航磁、地磁宏观对比
a—地磁影像图叠加航磁等值线;b—地磁上延120 m影像图叠加航磁等值线
Fig.6  无人机航磁、地磁ΔT剖面曲线对比
Fig.7  地磁数据上延到航磁观测面后影像图叠加航磁等值线
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