飞艇式航空磁测系统在不同地理条件下的应用

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1、第40卷第2期2016年6月地质学刊JournalofGeologyV01．40No．2Jun．，2016doi：10．3969／j．issn．1674—3636．2016．02．341飞艇式航空磁测系统在不同地理条件下的应用王波，赵国凤，罗丁，季岩，马柳州，梁森(江苏省地质勘查技术院，江苏南京210049)摘要：飞艇式航空磁测系统由无人驾驶飞艇作为飞行平台，搭载高精度航空磁测系统构成，实现无人驾驶、自主导航沿设计测线飞行，进而完成测区内航磁测量工作。此系统研制成功后，分别在不同地形条件、不同纬度区域进行了快速、安全、稳定的飞

2、行测量。实践证明，飞艇式航空磁测系统在高原、中高山、丘陵、平原、沼泽覆盖区内应用效果良好。关键词：飞艇；航空磁测；无人驾驶；不同地理条件中图分类号：P631．2+22文献标识码：A文章编号：1674—3636(2016)02—0341—050引言航空物探作为一种高效、快速、经济的地球物理勘探方法，在区域地质调查、油气和矿产普查等基础地质工作中一直发挥着重要作用，而其中航空磁测方法应用最为广泛。目前，无人机具有安全性好、适应性强、经济高效等优势，作为一种新的作业手段，发展无人机航空物探技术是一个重要的发展方向(张洪瑞等，2007

3、；李军峰等，2014)。飞艇式航空磁测系统采用自行研制与引进相结合的方式完成了系统集成，并实现无人驾驶航磁测量。1系统特点飞艇式航空磁测系统(图1)采用无人驾驶飞艇作为飞行载体平台，搭载了氦光泵高精度航空磁测仪器。飞艇属于轻于空气的飞行器，靠空气浮力升空(甘晓华等，2005)，艇囊内部充满氦气，具有很高的安全性。系统采用的无人飞艇有效载荷为13kg，续航时间为2～4h，巡航速度为50km／h，通过配置的动力装置实现飞行和操控，可沿设定好的航线自主飞行。系统配备的RS-HGB一10型氦光泵航磁系统可实时采集地磁场总场数据、磁通门

4、磁力仪的磁场三分量数据、GPS的飞行实时位置数据等，实时对飞行平台产生的磁干扰进行补偿，并存储采集到的所有数据。同时还有激光测高仪等辅助设备，采集飞行离地高度等其他信息。飞艇式航空磁测系统既可应用于区域性磁测工作，又可应用在矿区及其外围以及重点成矿靶区的大比例尺磁测工作。与地面磁测相比，飞艇航磁可在地貌较为复杂的地区开展，如植被覆盖率较高的丘陵、沼泽、荒漠等。在这些区域内开展地面人工作业较为困难，而飞艇航磁的飞行速度相对地面采集速度较快，采样密度高，大大提高了工作效率。在一些自然条件比较恶劣的区域，不但可以降低工作人员的安全风

5、险，还能节省大量劳动力。同时，相对于直升机或固定翼等飞行平台的航磁工作方法，飞艇的机械部件少，易于维护和维修，成本低；飞艇式航空磁测系统在空中可沿着设定的航线自主飞行，在气候条件允许的情况下，白天、黑夜均可开展测量工作，具有全天候工作特点；起飞降落要求较低，无需飞机场或跑道，一般起降坪选择在工作区域内或附近半个足球场大小的平坦区域即可满足条件。因此，飞艇航磁因其独特的优势，在某些条件下可替代地面磁测进行快速勘查，完成小范围内的大比例尺工作。收稿日期：2015-10—08：修回日期：2015—11—20；编辑：陈露基金项目：中国

6、地质调查局地质矿产调查项目“艇载航磁勘查系统示范应用与推广”(12120113090700)作者简介：王波(1973一)，男，研究员级高级工程师，主要从事地质勘查与信息技术的集成研究工作，E—mail：njwangbo@qq．corn342地质学刊2016正图l飞艇式航空磁测系统L艇吁E体；2吊舱(内H匕控系统与动，J系统)；⑧航磁仪卜机：)，l—i分b!探义；j航磁仪主探又Fig．1Blimpaeromagneficsystem无人飞艇作为飞行载体，具有安全系数高、稳定性好的特点，而且其成本低、易组装，可快速投入使用，具有很

7、大的发展空间和应用前景。目前，在此平台上亦可搭载多种轻型航空探测仪，如摄影、测量设备、电磁测量系统等，实现综合航空测量和地质调查需求(曹立等，2005；张永军，2009；嵇艳鞠等，2013；刘明军等，2013)。2应用实例2．1低纬度环境丘陵植被覆盖区项目一：测区位于赤道附近的西非地区，区内地形以丘陵为主，相对高差<200m，地形变化较为平缓，植被茂密，覆盖率达95％。路况很差，只稀疏分布一些简易道路，交通不便。测区属热带季风气候，高温多雨，5一10月为雨季，11月至次年4月为旱季，年平均气温约26℃。测区地处赤道附近的低纬度

8、地区，处于地球磁场的水平磁化或以水平磁化为主的条件下，在数据采集时采用双光系氦光泵探头水平安装进行测量，采用近平飞方式。研究区主要地质构造方向为北西西向，因此航磁主测线方向设定为北北东向，飞行方向角为280～2080，测线间距为500m。由于研究区位于低纬度地区，磁异常特征表