UAV航磁系统及补偿研究

论文摘要

地面高精度磁法的优点是可以开展大比例尺作业,可以高分辨率地反映地面的地质效果,缺点是采集效率太低；航空磁测的优点是采集效率高,缺点是受飞行高度的影响,反映的地质效果分辨率太低,且无法开展大比例尺工作。作者提出了一种折衷的方案,采用无入直升机作为载体的UAV航磁系统,既能够快速、高效、高精度定位采集数据,大比例尺地开展作业,又能高分辨地反映地面的地质效果,同时还能够消除地面地表等干扰物和起伏地形产生的影响。UAV航磁系统在国外的研究已经趋于成熟,很多物探公司已经用于商业运作,在国内的研究还刚刚起步,很少看到国内的相关报道。论文巧妙地利用无人机控制理论相关技术,借助无人机磁航向系统测量地磁场三分量值,姿态控制系统测量飞机的姿态角,提出了事后补偿的方法。论文介绍了无人机及飞行平台系统和自动控制系统,研究了UAV磁干扰的类型和性质,建立了数学模型,阐明了磁补偿的基本原理,给出了具体的补偿方案,并仿真进行了实验,证明了UAV航磁系统的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 航空物探方法简介
• 1.2 UAV航磁的目的和意义
• 1.3 航磁国内外发展现状及发展趋势
• 1.3.1 国内航空磁测现状
• 1.3.2 国外航空磁测现状
• 1.3.3 航磁的发展趋势
• 1.4 UAV航磁国外发展现状
• 1.5 研究意义、内容
• 第二章 无人机控制理论技术
• 2.1 无人机简介
• 2.2 无人机的飞行平台系统
• 2.3 无人机的飞行控制系统
• 2.3.1 飞行控制系统的组成
• 2.3.2 飞控系统的技术支持
• 2.3.3 飞控系统的主要功能
• 2.4 遥控遥测系统
• 2.5 载荷设备（加上质子磁力仪）
• 第三章 UAV航磁补偿技术基础
• 3.1 UAV航磁实验分析
• 3.2 UAV航磁的干扰类型
• 3.3 UAV航磁恒定场、干扰场的数学模型
• 3.3.2 UAV硬铁磁场对磁力仪的作用
• 3.3.3 UAV软铁磁场对磁力仪的作用
• 第四章 UAV航磁补偿技术研究
• 4.1 补偿方案的选择
• 4.2 磁补偿总体方案
• 4.3 补偿模式下补偿系数的求解
• 4.3.1 公式
• 4.3.2 方向余弦的表示方法
• 4.3.3 补偿模式下补偿系数计算流程
• 第五章 地磁三分量和飞机姿态角的测量
• 5.1 UAV航向导航系统的简介
• 5.2 GPS/INS给合导航系统
• 5.3 捷联数字式磁航向系统测量地磁场三分量
• 5.4 惯性导航系统测量飞机姿态角
• 第六章 数据采集方法及仿真实验
• 6.1 实验数据测量方法
• 6.2 补偿结果分析
• 6.3 误差分析
• 第七章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参与的科研项目及发表的论文