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輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查系統(tǒng)及在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用前景
張文杰，楊生，郭剛，冀新臣，楊申勇
有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心
第一作者：
張文杰
，碩士，工程師，從事航空物探數(shù)據(jù)解釋及技術(shù)研究工作。
導(dǎo)讀：
磁法測(cè)量是金屬勘查中不可或缺的物探技術(shù)方法
。
然而，在植被茂密的山區(qū)、廠礦村莊密集區(qū)和水域等復(fù)雜地形區(qū)，
地面磁法勘查不僅難度大、效力低、成本高，
而且磁測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量有時(shí)還難以保證。
輕型
無(wú)人機(jī)航磁
能夠沿地形起伏飛行測(cè)量
，
快速獲取低空高分辨率航磁數(shù)據(jù)
，
結(jié)合地面異常查證
可以實(shí)現(xiàn)地形復(fù)雜地區(qū)的快速找礦突破
。
文中介紹了國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
和
一種國(guó)產(chǎn)
以多旋翼和垂起固定翼無(wú)人機(jī)為飛行平臺(tái)的
輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查系統(tǒng)
及其與傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)航磁對(duì)比情況
，并
利用
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“礦集區(qū)礦產(chǎn)調(diào)查及深部找礦預(yù)測(cè)”項(xiàng)目資助
，
在云南個(gè)舊和河南嵩縣廟嶺兩個(gè)復(fù)雜地形條件區(qū)
開(kāi)展了礦區(qū)勘查應(yīng)用。
對(duì)比試驗(yàn)和應(yīng)用效果表明，
新型無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
對(duì)比傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)航磁
具有仿地能力強(qiáng)、分辨率精度高以及成本費(fèi)用低
等特點(diǎn)
，
可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜山區(qū)快速航磁調(diào)查
，
具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。
1
無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)現(xiàn)狀
2
輕型無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
2.1
多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
2.1.3
系統(tǒng)試驗(yàn)及對(duì)比效果
2.2
垂起固定翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
3
輕型無(wú)人機(jī)航磁應(yīng)用前景
中高山、地貌復(fù)雜地區(qū)的礦產(chǎn)勘查難度大、工作程度低
，然而
也是我國(guó)金屬礦產(chǎn)的重要勘查接替區(qū)
，為了研究一種快速有效的找礦勘查手段，有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心
在自研發(fā)傳統(tǒng)動(dòng)力三角翼航磁系統(tǒng)基礎(chǔ)上
，進(jìn)一步研發(fā)集成了
以多旋翼和垂起固定翼無(wú)人機(jī)為飛行平臺(tái)的
輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查系統(tǒng)
。該系統(tǒng)主要針對(duì)中高山、地貌叢林發(fā)育
等人力極難開(kāi)展工作的復(fù)雜地區(qū)
，采用
沿地形起伏仿地飛行測(cè)量方式
，獲取高分辨率、高質(zhì)量的航磁數(shù)據(jù)，
實(shí)現(xiàn)大比例尺高精度低空航磁精細(xì)測(cè)量
，最重要的是不會(huì)因超低空飛行事故造成人員傷亡。
本文通過(guò)在云南個(gè)舊和河南嵩縣廟嶺的
典型高山、地貌發(fā)育特征的地區(qū)
進(jìn)行了輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查實(shí)踐，
獲取了豐富的高精度航磁數(shù)據(jù)信息
，
為礦山深部及外圍找礦預(yù)測(cè)
提供了可靠依據(jù)。
1
無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)現(xiàn)狀
（1）固定翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)的發(fā)展
主要受制于無(wú)人機(jī)和航磁磁力儀的發(fā)展進(jìn)度
，
目前國(guó)際上主流
固定翼無(wú)人機(jī)航磁技術(shù)
主要是
荷蘭的Fugro公司的Georanger無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
、
英國(guó)Magsurvey公司的Prion
UAV無(wú)人機(jī)
以及
加拿大萬(wàn)能翼地球物理公司的Venturer無(wú)人機(jī)
。
以上均屬于彈射式中大型固定翼無(wú)人機(jī)
，搭載重量較大的光泵磁力儀，
優(yōu)點(diǎn)是單架次全自主飛行續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)
（1～20h不等），
光泵磁力儀精度質(zhì)量高
；
缺點(diǎn)是設(shè)備機(jī)動(dòng)性相對(duì)差、對(duì)飛機(jī)起降環(huán)境要求高
、沿地形起伏飛行能力差、飛行高度高以及成本費(fèi)用高等。
（2）多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
多旋翼無(wú)人機(jī)對(duì)比固定翼無(wú)人機(jī)
可以懸停變高隨地形起伏飛行
，具備完全的超低空飛行測(cè)量能力。
當(dāng)前主要是德國(guó)MGTUAS無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
，搭載航空三軸磁通門(mén)進(jìn)行飛行測(cè)量，
主要應(yīng)用于未爆彈檢測(cè)、管道跟蹤等淺部埋藏物
。
磁通門(mén)受姿態(tài)變化影響較大，在無(wú)人機(jī)起伏變高飛行時(shí)
，
儀器記錄數(shù)據(jù)誤差較大且無(wú)法完全補(bǔ)償校正，
因此不適應(yīng)于高山復(fù)雜地區(qū)的變高飛行測(cè)量。
國(guó)內(nèi)的無(wú)人機(jī)航空物探研究雖起步較晚，但進(jìn)步很快。
先后有中船重工第七一五研究所、中科院遙感所、自然資源部航遙中心、地科院物化探所
等單位
開(kāi)展了基于固定翼或直升機(jī)的無(wú)人機(jī)航磁測(cè)量技術(shù)
的研究工作。
2008年，
中船重工715所最早開(kāi)始了基于大載荷無(wú)人直升機(jī)平臺(tái)的航磁系統(tǒng)研究
，
采用的是V750無(wú)人直升機(jī)，搭載氦光泵磁力儀
（GB-10），隨后，
中科院遙感所
采用自行研發(fā)的航模型固定翼無(wú)人機(jī)
搭載氦光泵磁力儀
在內(nèi)蒙古進(jìn)行了系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試
。2011年自然資源航遙中心
采用ASN-216多用途無(wú)人駕駛飛機(jī)搭載氦光泵磁力儀
進(jìn)行了航磁測(cè)量的系統(tǒng)研制和試驗(yàn)，
該航磁系統(tǒng)為高空無(wú)人機(jī)航磁探測(cè)系統(tǒng)。
2011年，國(guó)家深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究
專項(xiàng)子項(xiàng)目固定翼無(wú)人機(jī)航磁勘探系統(tǒng)（SinoProbe-09-03）研制成功
。2013年，地科院物化探所基于國(guó)產(chǎn)彩虹3長(zhǎng)航時(shí)固定翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)，
搭載CS-VL銫光泵磁力儀及航空伽瑪能譜儀
，
在多寶山礦區(qū)實(shí)施了無(wú)人機(jī)綜合測(cè)量應(yīng)用試驗(yàn)
。
受制于固定翼無(wú)人機(jī)的飛行性能特點(diǎn)，
航磁作業(yè)
不能進(jìn)行超低空沿地形起伏飛行測(cè)量
，僅適用于大面積、地勢(shì)平坦區(qū)域的航磁調(diào)查；
旋翼無(wú)人機(jī)可沿地形起伏飛行
，
但大載荷無(wú)人機(jī)的可靠穩(wěn)定性以及磁干擾補(bǔ)償方面
還有待發(fā)展提高。
依托自有動(dòng)力滑翔機(jī)航磁系統(tǒng)的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，
有色金屬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心
從2016年開(kāi)始啟動(dòng)無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用試驗(yàn)，
力求避免有人機(jī)的人員傷亡危險(xiǎn)
，
真正實(shí)現(xiàn)超低空沿地形起伏飛行、高效便捷的高分辨率航磁測(cè)量系統(tǒng)
。在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心的大力支持下，
將研發(fā)試驗(yàn)成功的多旋翼無(wú)人機(jī)航磁和垂起固定翼無(wú)人機(jī)航磁
應(yīng)用到礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，
并取得較好效果，航磁系統(tǒng)見(jiàn)圖1。
圖1
多旋翼航磁（a）與垂起固定翼航磁（b）系統(tǒng)
2
輕型無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
2.1
多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
由大疆M600Pro六軸多旋翼無(wú)人機(jī)和鉀光泵磁力儀組成。
M600Pro六軸多旋翼無(wú)人機(jī)
最大起飛重量15.5kg，最大載荷5.5kg，
無(wú)需跑道或?qū)Ｓ脠?chǎng)地便可以垂直起降，
飛行速度一般在0～50km/h
，具有強(qiáng)大的飛行靈活性，
可適用于地形比較復(fù)雜的中高山區(qū)沿地形起伏飛行
，如果地形數(shù)據(jù)準(zhǔn)確且無(wú)地面人工設(shè)施干擾，
多旋翼無(wú)人機(jī)航磁可沿地形5～30m高度進(jìn)行高分辨率航磁測(cè)量
，
甚至可以替代地面高精度磁測(cè)。
系統(tǒng)搭載
高精度銣光泵磁力儀
，分辨率達(dá)0.0001nT，采樣率1～10/s，地面靜態(tài)噪聲水平約0.01nT。
整套平臺(tái)系統(tǒng)以6～10m/s速度飛行，續(xù)航約15～20min
。
磁力儀和無(wú)人機(jī)
通過(guò)硬連接探桿方式進(jìn)行總裝集成
，探頭安裝位置采用遠(yuǎn)離無(wú)人機(jī)方式規(guī)避機(jī)體磁干擾
，為此進(jìn)行了
無(wú)人機(jī)干擾異常測(cè)量試驗(yàn)。
選取一塊磁測(cè)平穩(wěn)周圍
無(wú)干擾的10m×10m的區(qū)域，以0.5m為間隔進(jìn)行網(wǎng)格化
，首先測(cè)量沒(méi)有無(wú)人機(jī)的背景磁場(chǎng)強(qiáng)度，再將無(wú)人機(jī)放置中心位置，
將測(cè)量探頭保持飛機(jī)同一高度測(cè)量飛機(jī)平面干擾異常
，經(jīng)日變改正后，
無(wú)人機(jī)網(wǎng)格異常和背景場(chǎng)的差值為無(wú)人機(jī)的干擾平面異常
，如圖2所示。
圖2
大疆M600Pro無(wú)人機(jī)的干擾磁異常平面圖
多旋翼機(jī)體干擾主要發(fā)散分布在半徑1m范圍內(nèi)
，
干擾幅值約60～70nT
，距離無(wú)人機(jī)中心
3m左右基本上規(guī)避了無(wú)人機(jī)的磁干擾
，
將銣光泵探頭安裝在距離中心4m的位置，解決了干擾源問(wèn)題；
另外，在無(wú)人機(jī)往返飛行測(cè)量時(shí)，
保持多旋翼探桿始終保持一個(gè)方向
，
這樣解決了多旋翼航磁的測(cè)量方向差問(wèn)題
。
無(wú)人機(jī)在飛行過(guò)程中
電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)
，為了分析飛行狀態(tài)下電機(jī)對(duì)探頭的磁干擾，
進(jìn)行了靜止啟動(dòng)飛行的測(cè)量實(shí)驗(yàn)
（圖3）。
圖3 輕型多旋翼無(wú)人機(jī)的靜止和動(dòng)態(tài)磁干擾曲線
a—多旋翼無(wú)人機(jī)電機(jī)啟動(dòng)和起飛磁測(cè)曲線；b—多旋翼無(wú)人機(jī)靜止-啟動(dòng)-起飛磁測(cè)曲線
由圖3可以看出，
飛機(jī)由靜止到啟動(dòng)前數(shù)據(jù)平穩(wěn)
，
啟動(dòng)瞬間由于飛機(jī)動(dòng)作變化，探頭姿態(tài)變化造成近2nT的異常擾動(dòng)
，待飛機(jī)平衡穩(wěn)定后磁場(chǎng)數(shù)據(jù)恢復(fù)平穩(wěn)，
隨著飛機(jī)起飛，飛機(jī)平穩(wěn)飛行后數(shù)據(jù)曲線圓潤(rùn)平滑變
化，
動(dòng)態(tài)噪聲約0.05nT，
該狀態(tài)的磁力儀工作質(zhì)量
滿足規(guī)范的一級(jí)質(zhì)量要求
。
2.1.3
系統(tǒng)試驗(yàn)及對(duì)比效果
2018年開(kāi)始，
經(jīng)過(guò)一系列性能測(cè)試和飛行試驗(yàn)后
，2019年初，
項(xiàng)目組在動(dòng)力三角翼航磁示范區(qū)
——
遼寧青城子礦集區(qū)進(jìn)行了多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)試驗(yàn)，
通過(guò)和
已有滑翔機(jī)航磁測(cè)量結(jié)果的對(duì)比，評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能
。試驗(yàn)成果見(jiàn)圖4。
圖4 多旋翼無(wú)人機(jī)在遼寧青城子礦區(qū)對(duì)比試驗(yàn)（磁異常地質(zhì)圖范圍一致）
a—試驗(yàn)區(qū)地形；b—試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)；c—以往航磁；d—無(wú)人機(jī)航磁；e—航磁對(duì)比曲線
試驗(yàn)區(qū)面積5km2，地形最大高差300m，線距100m。
多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果
和
以往的航磁結(jié)果異常格局
完全一致
，磁異常和已知的二長(zhǎng)花崗巖體分布位置吻合
。但因以往航磁飛行離地高度約140m
，
而無(wú)人機(jī)飛行離地高度約80m且沿地形起伏飛行
，
所以無(wú)人機(jī)的航磁成果分辨率更高
，
對(duì)異常的刻畫(huà)更清晰，反映弱異常能力和異常幅度更強(qiáng)
。典型對(duì)比剖面P15線的磁測(cè)曲線
明顯反映了無(wú)人機(jī)航磁的細(xì)節(jié)分辨好于滑翔機(jī)
，由于飛行高度更低，
將滑翔機(jī)的一個(gè)低緩異常分解為兩個(gè)磁異常
，
且幅值更強(qiáng)
。
本次對(duì)比試驗(yàn)搭載的鉀光泵磁力儀整套系統(tǒng)裝置的重量最終精簡(jiǎn)到4kg，
多旋翼無(wú)人機(jī)飛行續(xù)航控制在15至20分鐘內(nèi)，
地形起伏情況下單架次控制測(cè)線往返共4km，測(cè)量效率一般
；另一方面，
高精度鉀光泵航空磁力儀較傳統(tǒng)氦光泵及銫光泵的測(cè)量精度更高，
價(jià)格成本較高
，如果無(wú)人機(jī)摔機(jī)的情況下造成幾十萬(wàn)甚至上百萬(wàn)的
風(fēng)險(xiǎn)損失很大
。因此，
項(xiàng)目組尋求一種質(zhì)量更小、綜合成本更低的磁力儀
，經(jīng)過(guò)系列的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，三軸磁通門(mén)測(cè)量數(shù)據(jù)未能滿足航磁規(guī)范技術(shù)要求。最終，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試
，選用體積質(zhì)量更小的微型銣光泵磁力儀
，
地面靜態(tài)噪聲水平約0.01nT，空中動(dòng)態(tài)噪聲水平小于0.08nT，分辨率達(dá)0.0001nT
，航磁設(shè)備不含連接線大約600g，
整體系統(tǒng)裝置累計(jì)不超過(guò)1.5kg
。
因以往航磁飛行離地高度約140m，
而無(wú)人機(jī)飛行離地高度約70m且沿地形起伏飛行
，所以多旋翼無(wú)人機(jī)的航磁異常分辨率更高，
對(duì)局部異常的刻畫(huà)更清晰，反映弱異常能力和異常幅度更強(qiáng)
，
以往航磁異常幅值-80～200nT，
無(wú)人機(jī)航磁為-160～340nT，
如圖5所示（圖中a、b磁異常同一色階）。
圖5
輕型多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)在河南廟嶺地區(qū)試驗(yàn)對(duì)比
a—以往航磁異常；b—無(wú)人機(jī)航磁異常；c—以往航磁飛行離地高度圖；d—無(wú)人機(jī)飛行離地高度圖
2.2
垂起固定翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)
固定翼無(wú)人機(jī)
主要適用于大面積更安全更高效的快速航磁測(cè)量
。受制于多旋翼的續(xù)航時(shí)間及飛行速度
，多旋翼航磁主要適用于小面積的高山復(fù)雜地區(qū)大比例尺高分辨率的精細(xì)航磁調(diào)查
；為了避免三角翼航磁的人員安全風(fēng)險(xiǎn)，
針對(duì)大面積大比例中高山地區(qū)，開(kāi)發(fā)集成了垂起固定翼無(wú)人機(jī)航磁
。
采取和多旋翼一樣的測(cè)量方式獲取了垂起固定翼無(wú)人機(jī)
（縱橫大鵬007）
的磁干擾場(chǎng)
，由圖6看出，
大鵬垂起無(wú)人機(jī)的磁干擾
主要集中
在后推槳發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)翼舵機(jī)部分
，
磁干擾達(dá)-300～300nT。
圖6
輕型垂起固定翼無(wú)人機(jī)的磁干擾平面圖
將探頭盡量遠(yuǎn)離機(jī)體，安裝在機(jī)頭支架1.2m處
，
但仍然有2nT左右的磁干擾
，另一方面，
固定翼無(wú)人機(jī)無(wú)法像多旋翼一樣避免航磁轉(zhuǎn)向差
，
所以采用三軸磁通門(mén)軟補(bǔ)償方式進(jìn)行光泵磁力儀補(bǔ)償。
無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)動(dòng)作補(bǔ)償
是固定翼航磁系統(tǒng)發(fā)展的重點(diǎn)難點(diǎn)
，項(xiàng)目組和相關(guān)單位合作，根據(jù)固定翼的特點(diǎn)將機(jī)動(dòng)補(bǔ)償集成了到無(wú)人機(jī)的飛行控制程序。
在一個(gè)平穩(wěn)磁場(chǎng)區(qū)上方800m高空
，按照四邊俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航動(dòng)作
計(jì)算出磁補(bǔ)償參數(shù)
，
補(bǔ)償后標(biāo)準(zhǔn)差為±0.05nT。
為了對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)與評(píng)價(jià)，
在內(nèi)蒙古克什克騰北部礦集區(qū)
以往航磁測(cè)區(qū)進(jìn)行飛行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
測(cè)量面積24km2，線距100m，
試驗(yàn)區(qū)溝谷發(fā)育，高差達(dá)200m
；無(wú)人機(jī)平均飛行離地高度約110m，以往航磁平均為145m，如圖7所示。
圖7
輕型垂起固定翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)在內(nèi)蒙古的測(cè)量對(duì)比試驗(yàn)
a—以往航磁異常平面；b—垂起無(wú)人機(jī)航磁異常；c—以往航磁飛行離地高分布圖；d—垂起固定翼飛行離地高分布圖
最終的無(wú)人機(jī)航磁異常與以往航磁成果基本吻合
，由于無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)航線為沿地形起伏，
而以往航磁飛行離地高度不均勻離散程度高
，
無(wú)人機(jī)的航磁異常細(xì)節(jié)更豐富、分辨率更高。
為了分析固定翼無(wú)人機(jī)在飛行狀態(tài)下電機(jī)等機(jī)體
對(duì)磁探頭的磁干擾
，
研究了靜止啟動(dòng)飛行的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，
由圖8可以看出，
飛機(jī)起飛前數(shù)據(jù)平穩(wěn)，飛機(jī)啟動(dòng)后以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)垂起電機(jī)和后推電機(jī)，
疊加環(huán)境磁干擾僅40nT，垂直升空后進(jìn)入平飛狀態(tài)，
此時(shí)航磁數(shù)據(jù)曲線平滑圓潤(rùn)，動(dòng)態(tài)噪聲在0.06nT以內(nèi)
。本套輕型垂起固定翼無(wú)人機(jī)
基本可以在低山區(qū)做到沿地形起伏飛行測(cè)量
，飛高控制在100m左右。
圖8 輕型垂起固定翼無(wú)人機(jī)的靜止動(dòng)態(tài)磁干擾曲線
a—無(wú)人機(jī)靜止至起飛的海拔曲線圖；b—無(wú)人機(jī)靜止至飛行測(cè)量的航磁異常曲線
3
輕型無(wú)人機(jī)航磁應(yīng)用前景
“云南個(gè)舊錫礦礦集區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查”
為地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心的找礦勘查預(yù)測(cè)項(xiàng)目
，
目的是探尋隱伏巖體
。
工作區(qū)地形陡峭，切割較深，植被發(fā)育，最大高差600m，
地面人力、物探工作極難開(kāi)展，
傳統(tǒng)航磁方法無(wú)法在測(cè)區(qū)完成低空沿地形起伏飛行測(cè)量。
區(qū)內(nèi)大部分巖漿巖均隱伏于地下，地表以灰?guī)r、泥質(zhì)巖、白云巖以及千枚巖等弱磁性巖石地層為主，
區(qū)內(nèi)強(qiáng)磁巖性（礦物）主要有夕卡巖、部分花崗巖、玄武巖以及磁黃鐵礦
。
工作區(qū)地形復(fù)雜、切割大，
采用多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)沿地形起伏飛行測(cè)量
。根據(jù)高精度10m誤差的衛(wèi)星地形數(shù)據(jù)，
設(shè)計(jì)仿地飛行航線和野外工作現(xiàn)場(chǎng)如圖9所示
，線距100m，
無(wú)人機(jī)飛行速度8m/s，采樣率5Hz
，
平均點(diǎn)距不到2m
，
平均飛行離地高度115m
，重復(fù)線總均方誤差計(jì)算航磁
總精度為3.2nT
。每個(gè)架次可飛行有效測(cè)線6km，即往返兩條3km的測(cè)線，為節(jié)約電池續(xù)航，
車載無(wú)人機(jī)轉(zhuǎn)移到測(cè)線端點(diǎn)，每個(gè)移動(dòng)起降站最多可控制8個(gè)架次，
即48km的測(cè)量長(zhǎng)度。
圖9
多旋翼無(wú)人機(jī)的航線規(guī)劃（a）與野外飛行工作照（b）
圖10a是部分測(cè)區(qū)的航磁化極異常圖，圖10b為對(duì)應(yīng)地質(zhì)圖，
測(cè)區(qū)中間第四系部分后期改造為尾礦庫(kù)
，
和航磁異常M7對(duì)應(yīng)吻合
；M6異常規(guī)模約3km2，地表出露地層巖性為灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖，均為無(wú)磁、微弱磁性物質(zhì)，
根據(jù)磁化率切片剖面（圖10c）、構(gòu)造和重力特征推斷M6異常為隱伏變質(zhì)玄武巖引起
。該區(qū)銅錫多金屬礦和變質(zhì)玄武巖關(guān)系密切，
因此M6異常所揭示的隱伏變質(zhì)玄武巖體是較好的找礦預(yù)測(cè)標(biāo)志
，也是本次無(wú)人機(jī)航磁測(cè)量的重要成果。
圖10
多旋翼無(wú)人機(jī)航磁在云南個(gè)舊地區(qū)的測(cè)量應(yīng)用
a—無(wú)人機(jī)航磁異常；b—對(duì)應(yīng)地質(zhì)圖；c—磁化率剖面切片
Q—第四系覆蓋；N—新近系；T
2
f
1
—法郎組下段，炭質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r、泥頁(yè)巖夾含錳灰?guī)r；T
2
g
—個(gè)舊組，灰、淺灰、深灰色白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r之不等厚互層，下部以白云巖、上部以灰?guī)r為主；T
2
g
2
1
—個(gè)舊組馬拉格段一層，厚層狀白云巖，底部有同生角礫巖；T
2
g
2
2
—個(gè)舊組馬拉格段二層，白云巖與含白云質(zhì)灰?guī)r互層；T
2
g
1
3
—個(gè)舊組卡房段三層，泥質(zhì)灰?guī)r、石灰?guī)r夾炭質(zhì)灰?guī)r；T
2
g
1
4
—個(gè)舊組卡房段四層，石灰?guī)r與灰質(zhì)白云巖互層；T
2
g
1
5
—個(gè)舊組卡房段五層，石灰?guī)r夾灰質(zhì)白云巖；T
2
g
1
6
—個(gè)舊組卡房段六層，石灰?guī)r與灰質(zhì)白云巖互層；m
β
—變質(zhì)玄武巖；
γ
—粒狀花崗巖
地表礦、淺部礦、易識(shí)別礦在逐漸減少
，并且我國(guó)的鐵礦、多金屬礦區(qū)以及重點(diǎn)成礦靶區(qū)大
多為地形復(fù)雜的中高山區(qū)，地面施工困難
，礦區(qū)及外圍的地質(zhì)和物探研究程度并不高。
我國(guó)的航空物探勘查為20世紀(jì)70年代前后開(kāi)展的固定翼航空磁測(cè)，定位精度較低
，測(cè)量比例尺多為1∶20萬(wàn)，少數(shù)為1∶5萬(wàn)，
且飛行高度較大，很可能遺漏許多有找礦意義的異常
。因此，開(kāi)展高精度無(wú)人機(jī)航空物探測(cè)量十分必要。
將輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查系統(tǒng)的主要適用概況為以下幾個(gè)方面：
（1）特殊景觀區(qū)、中高山地形起伏大的地區(qū)：
地磁工作極難開(kāi)展，利用超輕型光泵航磁設(shè)備充分發(fā)揮多旋翼無(wú)人機(jī)的飛行特點(diǎn)
，沿地形超低空仿地飛行測(cè)量，獲取高分辨率航磁數(shù)據(jù)。
（2）多金屬重點(diǎn)找礦區(qū)的大比例尺快速勘查：
在礦區(qū)外圍發(fā)現(xiàn)一系列中大型金屬礦床屢見(jiàn)不鮮，
例如遼寧青城子鉛鋅礦、江西德興銅礦外圍。
結(jié)合已知礦區(qū)的航磁異常特征，快速進(jìn)行礦區(qū)外圍及有利地帶的延伸區(qū)域的航磁測(cè)量
，對(duì)礦區(qū)潛在礦產(chǎn)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)。
（3）地表強(qiáng)干擾地區(qū)：
在村莊、城市、電線等人文干擾較多的地區(qū)
，地面儀器受強(qiáng)干擾不能正常工作，
開(kāi)展低空航磁測(cè)量，消除地表干擾異常，有利于提取深部或者盲礦體相關(guān)異常信息。
（4）設(shè)備輕巧、方便隨身攜帶，
有利于設(shè)備進(jìn)出口及海關(guān)出入，有利于推進(jìn)“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略的礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)。
本文主要研究的輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查，
包括多旋翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)和垂起固定翼無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)，
垂起固定翼主要針對(duì)大面積的中大比例尺的快速高效的航磁測(cè)量，
然后針對(duì)重點(diǎn)靶區(qū)異?；蛘吒呱絽^(qū)
，再進(jìn)行超低空高分辨率的多旋翼航磁精細(xì)測(cè)量，
兩種航磁系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用
，從而實(shí)現(xiàn)輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查的快速找礦突破。
無(wú)人機(jī)作為一種經(jīng)濟(jì)、高效、安全（無(wú)人員傷亡）的空中移動(dòng)平臺(tái)
，飛控平臺(tái)技術(shù)日趨成熟，
在航空物探技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮的作用越來(lái)越大
，
航空物探設(shè)備也在向小型化、智能化方向發(fā)展
。
本文主要評(píng)述了有色地調(diào)中心輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查從研發(fā)到系統(tǒng)試驗(yàn)的實(shí)踐過(guò)程，
并且在項(xiàng)目勘查中取得很好的應(yīng)用效果，
主要總結(jié)如下：
（1）本文應(yīng)用的多旋翼無(wú)人機(jī)航磁設(shè)備為高精度光泵磁力儀
，符合航空磁測(cè)技術(shù)規(guī)范質(zhì)量要求，
有別于其他多旋翼航磁搭載的磁通門(mén)磁力儀；
（2）多旋翼無(wú)人機(jī)搭載超輕型光泵航磁系統(tǒng)可以采用嚴(yán)格的沿地形起伏飛行，
真正實(shí)現(xiàn)了超低空高精度高分辨率航磁調(diào)查；
（3）垂起固定翼航磁系統(tǒng)改進(jìn)了飛控操作系統(tǒng)，
實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)機(jī)動(dòng)姿態(tài)飛行補(bǔ)償，
同時(shí)可進(jìn)行緩地形起伏飛行測(cè)量；
（4）系統(tǒng)設(shè)備較以往航磁設(shè)備輕便很多、場(chǎng)地條件要求低
、成本低、風(fēng)險(xiǎn)小、效率高，
非常易于野外開(kāi)展工作；
（5）垂起固定翼可完成大面積快速航磁普查
，多旋翼進(jìn)行超低空高分辨率異常檢查或重點(diǎn)區(qū)精細(xì)測(cè)量，
兩套系統(tǒng)配合完成航磁調(diào)查，能實(shí)現(xiàn)快速找礦突破
。
（6）我國(guó)中高山地區(qū)、重點(diǎn)礦區(qū)及外圍礦產(chǎn)資源潛力巨大
，大比例尺、高分辨率、沿地形起伏的高精度航磁調(diào)查工作可提供可靠的找礦依據(jù)，
輕型無(wú)人機(jī)航磁調(diào)查系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值
。
原文來(lái)源：
《礦產(chǎn)勘查》
2021年第4期P989-999頁(yè)
導(dǎo)讀評(píng)論和排版整理等
：
《覆蓋區(qū)找礦》公眾號(hào).
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