[发明专利]未爆弹空中磁法探测系统及方法

说明书

一种未爆弹空中磁法探测系统及方法，包括无人机平台、磁探测载荷和地面数据处理终端。磁探测载荷吊装在无人机平台下，结构采用快拆刚性高脚架，无人机平台搭载磁探测载荷按照规划航迹进行自主探测，采用总场磁图法和梯度张量法进行未爆弹的识别和反演定位，获得未爆弹的有无、位置及深度等信息。通过高脚架刚性结构和补偿算法降低无人机平台的干扰，采取远程无人作业方式，实现未爆弹的安全高效探测。

技术领域

本发明属于未爆弹探测技术领域，具体涉及未爆弹空中磁法探测系统及方法。

背景技术

未爆弹的及时探测定位是保障靶场安全的重要环节之一。目前磁法探测对于铁磁性未爆弹的探测是最经济、最有效的方法。人工探测、车载探测等传统手段存在探测效率低、探测能力差、自动化程度低以及安全性和准确性不高等问题，如何快速、准确定位未爆弹，是一个亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于：针对未爆弹的搜索、识别和定位需求，提出一种未爆弹空中磁法探测系统及方法，通过无人机平台搭载磁探测载荷，采取远程无人作业方式从根本上解决探测效率和人员安全问题，实现未爆弹的安全高效探测，提高靶场未爆弹探测效率。

本发明包括如下技术方案：

第一方面，一种未爆弹空中磁法探测系统，包括：无人机平台、磁探测载荷和地面数据处理终端；

磁探测载荷吊装在无人机平台下，地面数据处理终端具备无人机航迹规划功能和数据处理功能；

无人机平台用于获得飞行的高度数据，差分RTK定位数据和姿态数据并传输至地面数据处理终端；

磁探测载荷用于获得多通道磁探测数据并传输至地面数据处理终端；

地面数据处理终端接收所述高度数据，差分RTK定位数据、姿态数据和多通道磁探测数据，用于获得总场磁图和梯度张量图，根据总场磁图判断未爆弹的有无，根据梯度张量图输出未爆弹的位置及深度信息；同时，地面数据处理终端用于规划无人机航迹并将航迹上传至无人机平台。

可选地，无人机平台为低磁特性多旋翼无人机，机身采用无磁结构，具备高频磁干扰的屏蔽结构。

可选地，无人机平台、磁探测载荷之间的垂直距离不大于无人机平台的最大轴距、且不小于无人机平台最大轴距的1/2。

可选地，无人机平台包括：飞行控制系统、姿态控制单元、对地测距雷达和差分RTK模块；

对地测距雷达用于获得飞行的高度数据；

差分RTK模块用于获得差分RTK定位数据；

姿态控制单元用于获得飞行的姿态数据。

飞行控制系统根据对地测距雷达获得的高度数据和差分RTK模块获得的差分RTK定位数据进行高度控制，实现增稳模式。

可选地，增稳模式下，无人机平台飞行高度误差不大于飞行高度的10％。

可选地，磁探测载荷为由多个三轴矢量磁传感器组成的阵列，三轴矢量磁传感器的三个测量轴两两正交，实现对磁场三分量的测量，三轴矢量磁传感器安装在无磁材料的结构件上构成阵列；

磁探测载荷获取的磁探测数据包括磁场总场信息和梯度矢量磁信息。

可选地，磁探测载荷三轴矢量磁传感器的单传感器正交度误差小于0.1°；磁探测载荷不同三轴矢量磁传感器的三个测量轴方向的一致性误差小于0.1°。

可选地，地面数据处理终端包括：无人机航迹规划软件、磁干扰补偿软件、磁信号分析与识别软件；

无人机航迹规划软件规划无人机航迹，生成“弓”字形往复直线航迹，航迹编历目标区域范围；