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我国研发成功实用化的无人机航空物探(磁/放)综合测量系统

发布日期:2017/4/10 10:44:28 浏览次数: 王路阔、李军峰

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近日,地调局物化探所牵头承担的“基于无人机的航空物探(电/磁/放)综合站测量技术研发与应用示范”项目通过验收,项目成果被评定为优秀级。这标志着我国实用化的无人机航空物探(磁/放)综合测量系统研制成功,这一研究成果填补了国内在该领域的技术空白,形成了一套安全系数高、工作效率高、测量质量高、智能化程度高的实用化无人机航空物探综合测量方法技术,为我国航空地球物理调查工作增添了一种安全先进的新装备。

该项目是中国地质调查局于2013年立项的工作项目,由地调局物化探所牵头实施,联合中国航天空气动力技术研究院、核工业航测遥感中心等单位共同完成。项目主要任务是基于国产中型无人机平台,研制无人机航空能谱测量系统和无人机航空磁法测量系统,集成实用化的航空物探(磁/放)综合站,开展示范应用工作。科研人员围绕总体目标任务,严格依据相关规范和设计要求,经过三年多的努力攻关,取得了重要成果和系列技术创新。

基于国产彩虹3型无人机平台,自主研发了无人机航空磁法测量远程控制系统、小型化无人机航空放射性测量系统和超低空三维航迹规划及飞控仿真软件,突破了测量系统的电磁兼容、磁场补偿、放射性校准、自主避障和远程测控等系列技术难题,开创了航空物探超低空全夜航作业模式,具备了具有世界领先水平的全天时、长航时、超低空跟随和高精度测量能力。通过50架次、200航时的飞行试验,该系统具备了超低空随地形起伏飞行能力,达到了续航时长超过10小时、单架次航程超过2000千米、作业半径超过500千米、测控精度优于±10米的长航时、大航程、超视距、高精度飞控设计指标。同时基本解决了在高海拔山区作业的技术难题,具备在海拔5000米高山区开展资源环境勘查工作的潜力;探索了“一站多机”测量方法。

项目组利用该系统先后在黑龙江多宝山、新疆克拉玛依、塔里木盆地等区,以矿产资源、油气资源调查为目的,安全、高质地开展了无人机磁放测量任务,原始资料满足航空磁测技术规范和项目设计要求,质量优秀,测量成果与已有资料高度吻合,并创下了夜航单架次航时8小时、航程1569千米的飞行测量记录,充分验证了系统的有效性和实用性,大大提高了资源环境勘查能力。

与有人机航空物探系统相比,该系统具有测量精度高、航时长、效率高、成本低、人员安全性高等优势,在基础地质调查、能源资源调查、矿产勘查等方面具有广泛应用前景。同时,因其突出的夜航能力、高精度地形跟随能力、运输便利性、大作业半径和无人驾驶特性,可以在偏远和艰险地区大面积普查工作中发挥重要作用。

项目成果先后获得了中国地质学会和中国地质调查局、中国地质科学院2013年度十大地质科技进展奖及2014年北京市科学技术二等奖,并发表学术论文17篇,申请专利4项,登记软件著作权3项。

验收专家组对项目成果给予了高度评价,认为本项目高质量地完成了任务,彩虹3型无人机航空物探(磁/放)测量系统的成功研制实现了我国实用化无人机航空物探系统从无到有的转变,形成了一整套较成熟的技术方法体系,填补了国内技术空白,是无人机技术和航空物探技术相结合的成功典范,为基础地质调查和能源资源调查实现重大发现或突破提供了一种安全先进的新技术和新装备,推动了我国无人机航空物探新兴产业的发展,研究成果具有较好的社会效益和经济效益前景。