Зменшення магнітного шуму безпілотного літального апарата для якісних магнітних досліджень

1 Державний геологічний музей імені Вернадського РАН, вул. Мохова 11/11, Москва 125009, Росія

літального

Анотація

Використання легких та надлегких безпілотних літальних апаратів (БПЛА) для збору магнітних даних може бути ефективним для вирішення багатьох геологічних та інженерних завдань, включаючи геологічне картографування, пошук рудних родовищ та моніторинг трубопроводів. Точність аеромагнітних даних, отриманих за допомогою БПЛА, в основному залежить від відхилення шуму електричних пристроїв (двигуна, сервоприводів тощо). Метою цього дослідження є розробка немагнітної безпілотної повітряної платформи (NUAP) для якісних магнітних зйомок. Беручи до уваги параметри регіональних та місцевих магнітних зйомок, БПЛА з фіксованим крилом більше підходить для геологічних завдань для рівнинної місцевості та типу вертольота для пагорбів та гір. Аналіз експериментальних магнітних аномалій, створених серійним легким БПЛА з подальшим магнітним та аеродинамічним моделюванням, демонструє здатність НУАП з двигуном внутрішнього згоряння з атомним магнітним датчиком, встановленим на крилах БЛА, сприяти високоякісній магнітній зйомці.

1. Вступ

Для створення НУАП на базі легкого БЛА з нерухомим крилом вагою менше 10 кг, зльоту з катапульти та посадки з парашутом для початкових експериментів було обрано серійний БПЛА "Геоскан-201" (Росія) ( Фігура 1). Магнітний шум NUAP повинен характеризуватися градієнтом, що не перевищує 1 нТл/м у місці розташування датчика. Попередні дослідження розглядали кілька можливостей вирішення цієї проблеми [2–5]. Один з найпопулярніших підходів базується на пасивній компенсації магнітних шумів, яка походить від традиційних аеромагнітних досліджень. Реалізація такого підходу включає додатковий спеціальний триосьовий магнітометр з флюсом, встановлений близько до магнітних елементів платформи, та компенсацію шумового магнітного поля після обробки за допомогою спеціальних алгоритмів. Інша можливість - максимізувати відстань від датчика до магнітних елементів платформи (зазвичай застосовується на вертольотах) за допомогою гнучкого кабелю або телескопічного стрижня. На жаль, обидва рішення навряд чи застосовні для легкої платформи БПЛА, оскільки перше додає достатню вагу, а друге робить рух БПЛА і датчика нестійким, що спричиняє додаткову помилку при розташуванні магнітних вимірювань.