我国航空物探工作始于1953年，经过60多年的发展，航磁测量从方法理论、仪器研制、系统集成、数据采集、数据解释及应用等方面已经形成完整的技术系统。近年来，发展的高分辨航空物探测量技术，进一步提高了航空物探测量效率以及解决地质问题的能力。航空物理勘探得到了广泛的应用和发展，而低飞航磁测量作为航空物探的重要[1]组成部分，更是走在了航空测量的前沿。 航空磁测又称航空磁力勘探或航磁测量，简称“航磁”。航磁是以地下介质的磁性差异为基础，以航空飞行器为载体，通过搭载航空磁力仪，在空中测量地磁强度的[2]一种航空物探方法。
1 系统组成
无人机航磁系统是以无人机为平台、以航空磁力仪为主要测量设备的地磁场强度模量值测量系统。它由空中和地面两部分组成。空中部分由航空磁力仪系统和无人机等组成；地面部分由地面控制站、地面磁日变和野外数据预处理系统组成。
山西省地质调查院航测航磁技术应用中心采用的是航友科技有限公司自主研发的固定翼无人机，搭载航磁系统。系统主要包括固定翼无人机平台和航磁系统两部分，固定翼无[3]人机在空中飞行与地面控制使用无线电传输和控制。系统组成框图见图１。
航磁系统各部分安装及相对位置直接影响航磁数据的质量，要尽可能最大限度地消除各种干扰，所有磁
测设备要经过试验来确定其位置，下面是对光泵磁力仪、三轴磁通门磁力仪、GPS、电源、数据采集系统、BY-200型固定翼无人机搭载平台等的仪器布局，具体见图2。
光泵磁力仪，采用加拿大SCINTREX 公司的生产的CS-VL 铯光泵磁力仪，由探头和控制电路两部分组成，磁探头安装在机翼翼尖向下伸出的探头罩内，电子仓位于机翼中123
陈晓云，郝山，马振华（1.3.山西省地质调查院，山西 太原 030024 ；2.山西省矿山测量队，山西 太原 030024）
摘要：随着无人机应用的日益广泛，航空测量技术已趋于成熟，航空物探领域也正在完善。在进行航磁测量时，引入的各种磁干扰是影响航磁工作质量的主要干扰，去除这些磁干扰需要磁补偿工作。无人机航空磁测是以无人机为搭载平台，搭载航空磁力仪，开展高精度航磁测量，具有高效、灵活、全天候等优点，尤其在地形复杂、植被茂密、无人区等工作困难地区以及绿勘查和环境保护方面有着巨大的优势。
关键词：固定翼无人机；航磁；续航能力；航磁系统中图分类号：P231
文
献标识码：A 文章编号：1672-7487（2019）04-100-3
作者简介：陈晓云(1984—)，男，江西吉安人，工程师，本科，毕业于东华理工大学，主要从事物探工作。（邮箱）253647206@qq
固定翼无人机航磁探测技术浅析
图1 固定翼无人机航磁系统组成
图2 BY-200型固定翼无人机航磁测量系统仪器布局示意图
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测绘测量
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部距翼尖约1.2m处，记录地磁总场标量信号，精度高，稳
[4]
定性好。三轴磁通门传感器安装在机身轴线上，记录地磁
场在磁通门磁力仪三个正交轴方向上的分量，当飞机姿态
变化时，地磁场三分量也相应变化，用于磁补偿。航磁主
机（AARC510）安装在无人机载荷仓内。
1.1 空中部分
1.1.1 无人机平台
航空磁测的无人机需具备飞机机体、动力装置、导航定
位系统、飞控系统、电气系统和机载数据终端等主要部件
金属工艺品制作
及设备。
无人机平台需满足航空磁测设备对重量、空间、供电、
电磁兼容的要求；无人机系统需具备可靠的通讯、远程控制
能力及自主飞行能力。航友科技有限公司研发的BY-200固定
翼无人机最大载荷50kg，最大速度150km/h。无人机采用常规
布局、金控航空发动机，机身使用新型航空复合材料，为空
中作业提供了一个安全、高效、稳定的飞行平台。
1.1.2 航磁测量系统
航磁测量系统主要包括航空磁力仪、航磁补偿器、导航定
位系统、飞行高度测量设备、数据收录设备及相关辅助设备。
无人机航磁测量需使用灵敏度优于±0.01nT的航磁测量
系统。采用的是AARC510自适应航磁补偿系统，由航磁主
机、磁通门及航磁探头组成。
1.2 地面部分
地面部分由无人机地面控制站及地面磁日变组成。
1.2.1 磁日变
磁日变由磁力仪、数据收录设备、可授时的导航定
位系统及稳压电源组成。建立磁日变观测站的作用是监视
磁日变化与磁暴发生及磁扰日的磁扰大小，采集磁日变数
据并对航磁测量原始数据进行尽可能精确的校正。
1.2.2 地面飞控平台
无人机地面控制站主要由飞行操纵与管理设备、显示设
备、任务规划设备及数据中继设备、地面测控站数据终
端、发射与回收分系统、故障与维修分系统及其他情报和
通信信息接口组成。
1.2.3 数据预处理
野外数据预处理系统由数据预处理专业计算机、处理软
电话控制器
件、打印与绘图设备组成。选用中国国土资源航空物探遥
感中心研发的AGRS GeoProbe地球物理数据处理解释系统对
ca3780航磁数据进行预处理。
2 主要技术要点
无人机航磁测量应使用灵敏度优于±0.01nT的航磁测量
系统，以获取高质量的航磁测量数据。因此航空磁力仪在
发动机支撑架无人机上安装之前，须进行检查测试。由于无人机本身的
支架、螺丝及各种电路系统存在磁场干扰，因此需进行测
试，以确定其干扰范围、强度，进一步确定该飞机是否适
合搭载航磁测量系统。具体实验为航空磁力仪系统安装与
检验、航空磁力仪系统测量精度、抗干扰能力测试（机身
对探头的干扰）、测量静态定位精度试验等。
2.1 航磁仪器
航磁主机使用加拿大RMS仪器公司生产的AARC510自适应
式航磁补偿及收录仪，探头使用Cs-VL铯光泵磁力仪，其特
点是结构紧凑、轻便、功能强大、多样且坚固耐用。
系统主要由磁力仪、补偿器、数据收录系统及远程测控
系统组成。航空磁力仪选用CS-VL铯光泵磁力仪，它广泛用
于有人机航空系统CS3的小型化设备，由磁探头、电子仓及
传输电缆组成，灵敏度达到0.0006nT /(√Hzrms)，方向差小
于±0.2nT，绝对精度误差小于2.5nT。航磁主机选用RMS公司
的AARC510补偿及收录仪，以实现无人机磁干扰的实时补偿和
磁测数据的实时收录在正式生产工作前需进行静态噪声、阶
跃响应、探头一致性、稳定性、转向差等测试实验。
2.2 地面磁日变
应选用与航空磁力仪相同精度的磁力仪，最低采样率不
小于2次/秒。磁日变记录连续出现梯度大于5nT/3min的非
线性变化时，需停止飞行，并对超标的测线进行补飞。
2.3 GPS定位精度
导航定位精度满足要求的卫星导航定位系统或组合导航
定位系统。优先选用支持多系统多频点定位功能的接收
机，具有后差分计算功能等。
2.4 无人机磁补偿
标定飞行的要求与方式：
检查测试范围磁场梯度变化，应不大于200nT，理想值
小于100nT；
补偿飞行时依次向北、东、南、西向做闭合飞行。每边飞
行依次实施下列动作，摇摆小于±10°，偏航小于±5°，俯
仰小于±5°，每个动作约30秒。在飞机调换方向拐弯时，
要求倾斜角度尽可能大（可达30°）。根据飞行结果，计算
出补偿后的标准差、改善率、磁通门相关系数等。
标定飞行要求IR（改善率）小于20、Norm小于100、补
偿后标准差优于±0.08nT。
3 结束语
无人机航空磁测是高效、绿、安全的现代化地球物理
勘查技术之一，发展高精度、高效率的航空磁测技术，对
实现快速矿突破，缓解我国能源和矿产资源紧缺局面等
具有重大战略意义。
在植被茂密、交通条件差、高山无人区等环境恶劣区开
展大面积地面高精度磁测工作非常困难。常常因环境因素导
致工作量大、工作周期长，资金耗费大，甚至在勘探过程中威
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Huabei Natural Resources
论文
华北自然资源
(下转第104页)
而扩大，但MongoDB 相对而言更加平稳，特别是在导出相同的[14]数据时，系统用时最少。导入、导出数据库时间详见图5。
由图5可知，5-a 和5-b 分别为数据入库和出库两个类别，当导入相同数量但数据的实际大小不同的数据时，[15]MongoDB 耗时最少，对于导出而言也是如此，可以发现本文数据库系统的耗时较少。
5 结论
总而言之，随着城市化建设进程的逐渐加深，三维建模技术随之丰富，应用到城市化建设中可以呈现
出更大的优势。本次试验的目的是促使建模方案设计得以有效实现，从而实现对数据模型方面的快速更新，支持建模数据出库入库和检索等。通过上述分析研究得知，本文研究的结论具有一定借鉴价值，可对后续的建筑建模方面提供理论指导意见。
图5
导入、导出数据库时间
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测绘测量
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参考文献：
中空板封边机
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胁工作人员生命安全。因此，航空磁测有着不可替代的优势。
有人机因体积较大，运输到测区存在一定困难。有人机在开展工作中，常因高空环境、驾驶员疲劳等因素，对驾驶员生命安全存在一定威胁，而无人机飞行具有体积小、造价低、使用方便及安全等优势。考虑各种风险因素，在项目预算方面，无人机航空磁测具有低成本的优势。同时，无人机航磁在施工作业过程中，可以做到对生态环境零破坏，最大限度地减少勘查工作对生态环境的影响和破坏，实现保护生态环境和保障资源供给双赢。
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图4 数据库系统实验所用时间
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