[发明专利]一种基于多无人机的大深度UXO探测系统及探测方法

说明书

本发明提供一种基于多无人机的大深度UXO探测系统及探测方法，解决了现有技术中单无人机只能搭载较小线框，探测深度和精度不足的技术问题，通过采用多个无人机搭载大发射线框，提高发射功率，从而提高探测深度和抗干扰能力，并通过倾斜线框进行测量，提高探测横向分辨率，从而提高探测精度。

技术领域

本发明属于地球物理瞬变电磁探测技术领域，具体涉及利用多台无人机提高载重，控制大发射线圈的飞行姿态来达到大深度的UXO探测。

背景技术

未爆弹(UXO)是一种在战争期间及其其他军事活动期间，布设和投放的地雷、炸弹等遗留武器，由于军事活动结束后，随着时间的推移，地形地貌发生了变化，导致先前布置的未爆弹的位置发生了偏差。这不仅时时刻刻威胁着人类的生命安全，限制人类的正常活动空间，还降低了土地资源的利用率，限制当地社会与经济发展。地球物理方法作为一种强有力的勘探方法，一直以来在未爆弹的勘探中有着非常重要的地位。

地球物理方法在勘探领域占据着非常重要的地位，尤其在探测UXO方面。由于UXO与背景的电阻率差异，磁法勘探和电法勘探是使用非常广泛的两类方法。

其中，磁法勘探是一种被动源勘探手段，异常信号相较电法勘探更弱。当探测区域内存在较强的磁性杂质时，磁法勘探的勘探效果不理想，甚至可能有效信号被干扰信号所覆盖，另外，在复杂的地磁环境下，其探测的虚警率将大大提高。

瞬变电磁法探测效率高，对低阻的UXO识别能力强。而传统的方法，采用单台无人机探测，在载重上，往往只能搭载小线圈的发射框，而小线圈探测面临着诸多困难，其探测信号较弱，信噪比相对较低，所探测的深度也较浅，此外，在三维正演中，小线圈的情况也较难计算，难以建立相应的数据库来解决UXO问题。

针对现有技术的不足，本发明在瞬变电磁法的基础上，提出了一种基于多无人机的大深度UXO探测系统及探测方法，该系统将现有技术中采用单台无人机搭载小发射线框改进为用多台无人机搭载大发射线框，以此来提高探测深度。此外，通过多台无人机控制发射线框的角度，减少了角度纠正的麻烦。最后，值得注意的是，通过一系列的三维正演计算，我们可以得到，控制发射线框的角度能提高UXO在横向上的分辨率。该方法能够很好地解决UXO的探测深度与探测精度的问题，提供了一种新型的UXO探测思路。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明改进了无人机瞬变电磁法对UXO的探测方式，技术方案如下。

一种基于多无人机的大深度UXO探测系统，其特征在于，该探测系统通过多台无人机搭载发射线框，发射线框的各个角点分别与多个无人机连接，从而将总的载重提高了数倍，从而可以搭载大发射线框，提高探测深度和探测信号的信噪比；

进一步地，所述大发射线框为3m×3m的矩形发射线框；

进一步地，所述大发射线框内侧活动连接有接收线框；

进一步地，所述接收线框质心处通过连接装置吊装在所述大发射线框中心处，所述接收线框，角点处设置有配重，从而能够在所述大发射线框改变角度时保持水平；

基于上述探测系统的探测方法，通过控制无人机的高度，控制发射线框姿态进行倾斜变化，所述倾斜变化是指线框平面的法线在垂直于水平面的平面内转动，调节接收线圈使其保持水平，然后对UXO进行探测，从而实现了在大线圈的情况下具有较好的横向分辨率。最后根据瞬变电磁系统的姿态变化影响，倾斜变化分为几何效应影响和感应效应影响，一般背景场能够通过下面的式子1来进行姿态纠正。

Ratio＝0.5sinβ₁sinβ₂+cosβ₁cosβ₂ (1)