[发明专利]一种基于无人机的半航空电磁接收系统搭载结构

说明书

本发明涉及一种基于无人机的半航空电磁接收系统搭载结构，用于解决由于半航空电磁探测系统在作业时产生的运动噪声，导致探测信号不准确的问题。具体包括凯夫拉细绳、阻尼系统底板、水平阻尼弹簧、牛眼轴承端盖、万向轮、牛眼轴承底盘、牛眼轴承主球、竖直阻尼弹簧、滚动钢珠、牛眼轴承底座，其中，牛眼轴承端盖、牛眼轴承底座和牛眼轴承底盘从上至下固定连接形成结构体，牛眼轴承主球置于牛眼轴承底座中，通过滚动钢珠与牛眼轴承底座润滑接触，结构体通过水平阻尼弹簧固定于阻尼系统底板上，凯夫拉细绳一部分用于连接无人机和阻尼系统底板，另一部分通过内置于牛眼轴承主球的竖直阻尼弹簧与电磁接收系统相连，隔绝了噪声影响。

技术领域

本发明涉及半航空电磁勘查技术，特别涉及一种基于无人机的半航空电磁接收系统搭载结构，本发明是一种具有双层搭载方式、弹簧阻尼减振系统。

背景技术

矿产作为一种不可再生资源，任何国家和地区的科学与技术进步、社会与经济的发展都必须依靠矿产资源的支撑。随着国民经济的迅速发展，我国已进入人均矿产资源用量快速增长的工业化中期发展阶段。我国成矿条件良好，潜力巨大，世界三大成矿域在我国均有分布，且在大陆上叠加有多次大规模成矿作用。然而，我国目前已发现20多万处矿床(点)中，相当一部分因为技术原因尚未探明；已有的矿床开采深度一般仍小于500米，深部矿的家底仍未摸清；传统地面找矿方法在西部沙漠、戈壁等人迹难至地区以及南方植被、水系覆盖区域的工作效率较低。这些因素导致我国矿产资源，尤其是大宗矿产的保障能力严重不足，资源安全问题始终是影响国家可持续发展的核心问题。

地球物理电磁方法是开展地下矿产资源探测的重要技术手段，其通过观测由天然或人工场源激励下大地产生的电磁响应以获取大地系统的电磁传输函数，并以此为基础提取大地的电性参数分布信息。目前主要使用的电磁法根据工作方式可以分为陆地电磁法和航空电磁法。陆地电磁法的优势在于发射功率大，采集数据的信噪比高，利于后期数据的处理，但当地形复杂时，耗费大；航空电磁法的优势在于勘测速度快，但由于发射功率限制，勘测深度较浅，另外勘测数据受飞行器的姿态影响较大，后期结果可信度较差。近些年来，随着无人机技术的不断成熟，利用无人机平台搭载电磁勘探设备已经成为一种发展趋势。半航空电磁法(Semi-Airborne Electromagnetic Method,SAEM)将其发射系统(包括发射机与发射天线)布设于地面上，仅使用飞行平台搭载接收系统(包括传感器与采集器)进行航空观测，广泛应用于矿产、地下水、地热等资源勘探及地质填图、环境监测等领域。将陆地电磁的大发射功率和航空电磁的空中大范围灵活接收的优势相结合，是近年来提出的一种新的高效的勘查方式，成本低，用途广泛。既克服了地面电磁法受环境影响大和工作效率低，又解决了航空电磁法探测深度小、信噪比低的问题，适合在沼泽、山地和荒漠等复杂环境中进行矿产资源探测。

半航空电磁探测系统操作简单，发展潜力大，但目前的接收方式还很粗糙，只是单纯的利用无人机直接搭载接收系统。对于空中移动测量的电磁接收系统而言：无人机电机会引入电磁噪声；无人机姿态变化会引入运动噪声；线圈在空中运动切割地磁磁感线在线圈中引入与运动频率一致的低频运动噪声；线圈运动过程中姿态变化，导致线圈在被测磁场分量上等效面积发生变化并引入其他磁场分量，而导致的与被测信号同源同频的噪声。运动噪声无疑是限制接收系统检测能力的关键问题，因此，对电磁接收系统的搭载设计(包括搭载系统结构、选材等)是提高半航空电磁探测系统性能的关键一环。

发明内容

针对当前国外半航空电磁探测系统的搭载结构普遍采用单层四绳搭载方式，为电磁接收系统引入了运动噪声，进而导致探测信号不准确的问题。具体技术方案如下：