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    中陜核:搶占無人機物探研發高地

    2021-2-9 7:53:42 來源:中國礦業報 本報記者:李平

    “準備好了,起飛!”隨著一聲令下,一架無人機呼呼地轉動四個螺旋槳,在地上濺起一股煙塵,從箱式平臺上一躍而起,騰空而去,待飛到一定高度,螺旋槳停止工作,此刻展翼開始帶動機身盤旋而上,盤旋到設計的高度后,就按照預定的軌道直飛出去。

    這是中陜核工業集團214大隊寧強項目部在陜西漢中寧強縣與南鄭縣交界地帶正在開展的無人機測繪工作。

    中陜核214大隊寧強項目部負責人王漢民告訴記者,之所以采用螺旋槳和展翼雙向動力驅動無人機飛行,這樣做主要是因為能節省電池耗能,增加無人機在空中的飛行時間,螺旋槳耗電量比展翼耗電量要大得多,無人機盤旋到設計高度直飛后,耗電量就小得多。

    記者了解到,無人機航空物探技術的研發與應用,日益受到世界各航空地球物理廠商或單位的廣泛關注。國外主要著眼于無人機航空物探技術上的優勢,進入21世紀后,多個發達國家開展了無人機航空物探裝備技術的研發工作,部分已進行10余年,取得了顯著的成果。

    而我國的無人機航空物探研究雖起步較晚,但進步很快。從2008年開始,先后有中船重工715所、中科院遙感所、中國地質調查局自然資源航空物探遙感中心等單位開展了基于固定翼或直升機的無人機航磁測量技術的研究工作,部分自主技術的無人機航磁系統各項指標已達到國際水平。

    鑒于國際國內無人機航空物探情勢,作為老牌地勘單位,中陜核工業集團公司從中窺見出市場前景,積極主動作為,瞄準地質科技前沿,先后投入巨大人力、物力、財力進行物化探專業化隊伍建設,2017年5月與211大隊完成無人機航磁、航電設備和人員劃轉,當年6月,經中陜核集團黨政聯席會議同意,“大比例尺無人機航空物探科研項目”立項,由中陜核物化探研究院承擔,開始從事基于無人機飛行平臺的航空物探研發應用科研創新平臺建設。

    2019年初,為進一步推動科研創新和掌握市場核心競爭力,獨立運營管理、創新體制機制,中陜核物化探研究院成立專門的領導小組,組建成立了中陜核航空物探研發中心,一個專門的航空物探無人機研發團隊終于成型。依托該科研項目,中陜核航空物探研發中心培養了多名研發工程師,實現了無人機航測、無人機航磁、無人機航空瞬變電磁多個方面的創新應用,攻克了無人機改裝、干擾消除、數據反演等多項關鍵技術,在同行中處領先水平,躋身國內航空物探無人機研發第一方陣,在國內無人機物探研發領域搶占了一席之地。據了解,中陜核航空物探研發中心目前已開發出五大系統。

    固定翼無人機航拍測繪系統

    在復雜地形偏遠地區進行低空無人機航空物探工作,高精度的地形數據必不可少。該無人機可快速進行地形地貌航拍勘測,從而獲取1∶2000以上精度的地形圖與航空影像圖,可為航空物探低空飛行、地形校正提供準確的地形信息。

    團隊研發了兩種不同的固定翼航測無人機,除了普通手拋式固定翼航測無人機外,還突破性地實現自主研發了能夠滿足復雜山區環境下的垂直起降固定翼航測無人機。

    據了解,該系統能夠快速經濟地獲取高精度地形數據,并保證無人機航空物探低空飛行安全,能夠實現高精度航空測量正射影像圖繪制,高精度數字化線性規劃圖繪制。

    項目案例:甘肅永登錳礦勘查1∶2000地形測量,陜西韓城金塔公園規劃航空測量影像圖、DEM圖

    甘肅永登錳礦勘查1∶2000地形測量

    陜西韓城金塔公園規劃航空測量影像圖、DEM圖

    低空大比例尺無人機航磁系統

    該系統采用高精度鉀光泵航空磁力儀,可用大比例尺沿地形起伏超低空飛行進行航磁測量,與地面磁法測量所獲得的異常精度十分相近。具有精度高、成本較低、便于大面積工作等優點,可大幅降低風險,縮短找礦周期,可用于礦區快速勘查評價。

    目前已研發推進到最新的第三代低空無人機航磁系統。目前該系統采用超長續航六旋翼電動無人機或油電混合動力多旋翼無人機,單次續航時間可達2小時,單次作業1∶10000高精度航磁測量可完成4平方公里作業,大大提高了磁法勘探的作業效率,還可低空沿地形起伏飛行測量,解決了山區復雜地形磁測難題。

    該系統不但能夠替代人工地表磁法勘探工作,提高20倍以上的工作效率,還能快速經濟地測出大面積磁場分布解決地質填圖問題,而且對于尋找磁鐵礦、研究地質構造、圈定地下巖體,根據礦區地質特征圈定縮小找礦靶區,發揮獨特的作用。

    項目案例:嵩縣大石門溝外圍項目

    野外無人機掛載航磁吊艙飛行

    超低空沿地形起伏飛行測量航線規劃

    低空無人機磁性源瞬變電磁系統

    該套系統是研發的重點,利用無人機平臺搭載整套瞬變電磁系統,沿低空大比例飛行測量。該套系統是中陜核無人機航空物探研發中心同中國科學院地質與地球物理研究所、驕鵬科技(北京)有限公司、吉林大學工程技術研究所合作,開展基于工業級無人機飛行平臺的航空電磁系統研發。該系統采用無人機同時搭載發射線圈、接收線圈和數據采集儀器進行空中發射空中一次場和接收地下介質響應(二次場)。

    該系統能替代人工地表瞬變電磁工作,提高30倍以上的工作效率,并且可應用于地質填圖、近地表考古、環境地質調查,尋找低阻體異常,確定礦化帶,縮小找礦靶區,此外,還能夠解決地質災害調查、未爆彈藥(UXO)探測等方面的問題。

    應用案例:烏審旗天然氣管線無人機探測巡線項目

    無人機高精度地形測繪

    無人機航空瞬變電磁探測

    低空無人機放射性伽馬能譜測量系統

    無人機航空伽瑪能譜測量系統在礦產資源勘查、環境放射性污染評價、核事故應急等方面應用廣泛。該系統與中陜核分析測試中心合作研發。整套設備主要由無人直升機、機載伽瑪能譜儀、視頻采集系統、數據傳輸系統、地面站和集成軟件組成。機載伽瑪能譜儀采用2.1L大體積NaI(Tl)探測器,探測效率高、能量分辨率好,團隊重點研究鈾礦勘查中應用低空飛行伽馬能譜探測技術,尤其針對人員進入困難的密林沼澤、深切割山區等環境,不僅消除了測量上的盲點,更將大大提高探測的工作效率,另一方面,可廣泛用于輻射環境調查與評價,核應急航空放射性監測,放射性地質調查與地質填圖等。

    該系統不但可以替代人工地表放射性測量工作,提高工作效率,而且能夠在鈾、釷、鉀戰略資源勘查,核事故應急、環境放射性物探評價等領域,發揮其獨特的優勢。

    應用案例:陜西省核應急搶險救援演練

    無人直升機搭載探測設備飛行

    空中實時探測地表放射源位置與輻射場強度

    高精度無人機三維傾斜攝影

    無人機傾斜攝影測量技術是近年來發展起來的一項高新技術,傾斜攝影技術三維數據可真實反映地物的外觀、位置、高度等屬性;借助無人機,可快速采集影像數據,實現全自動化三維建模;傾斜攝影數據是帶有空間位置信息的可量測影像數據,能同時輸出DSM、DOM、TDOM、DLG 等多種成果。傳統航空攝影只能從垂直角度拍攝地物,中陜核航空物探研發中心研發的傾斜攝影則通過在同一平臺搭載多臺傳感器,同時從垂直、側視等不同的角度采集影像,有效彌補了傳統航空攝影的局限。

    該系統可以實現全自動化三維建模,讓人一目了然地觀察到地面物體的外觀、位置、高度等。這套系統自帶有空間位置信息的可量測的影像數據,能同時輸出DSM、DOM、DLG等數據成果。同時,該系統可應用于國土安全、城市管理、數字城市、城市管理、實景導航、旅游規劃等多個領域。

    應用案例:寧強縣不動產測繪項目

    網站編輯:宮莉

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