地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法及系统与流程

本发明涉及地质勘测领域，特别涉及一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法及系统。

背景技术：

地面电磁法仪器是通过测量地表电场和磁场信号来计算地层电阻率的一种仪器，在矿产勘查、油气勘查、地下水、地热等领域得到广泛应用。地面电磁法野外作业时，通常等间隔布设若干条测线(相邻两条测线之间距离通常几百米)，每条测线上等距布置若干个测点(相邻测点间距通常几百米)，仪器依次在测点上布置测量，一次地面电磁法仪器作业区域可达几平方公里甚至几十平方公里。

野外作业中仪器会在一个测点测量一段时间，时间长度依据不同的测量方法会有所差别，采集的数据量也有差别，如大地电磁法(mt/amt)一次测点会采集几个乃至几十个小时，数据量几百兆字节，可控音频大地电磁法(csamt)一次测点会采集1个小时左右，数据量几兆字节。由于仪器工作时间较长，操作者通常希望在仪器工作过程中查看仪器工作状态，以确定其是否正常工作，因此需要操作者对仪器进行巡视，发现异常及时纠正。

目前，地面电磁法仪器的数据存储介质是可移动存储器，比如cf卡、sd卡等。每次作业完成，读取的数据的方法主要是，1)取下存储器，接到电脑上读取，数据读取完毕后再把存储卡放回仪器中；2)将电脑通过数据线与仪器连接后读取，数据线通常为usb、以太网等速度较快的。用可移动存储器存储的方法的弊端在于，这种可断开式接口的抗振性一般会较固定式的要差，再者每次都拔下再接上存储器，很容易对连接存储器的端口造成磨损性伤害，也可能让接口端子沾上泥土影响电气特性，也就是其使用寿命会受到影响。用传输线的方式也同样存在插拔电缆线的问题，野外使用时间一长，容易存在接触不牢导致使用寿命等问题。

两种方式都是需要在本地操作，需要操作者到仪器跟前用电脑进行操作。此外，为了查看仪器工作状态，也需要操作者需要不时到仪器跟前，即在仪器工作进行中和工作完成后都需要操作者到仪器跟前操作，非常浪费人力，并且效率较低。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法及系统，使用飞行器自主飞行，巡视地面电磁法仪器，通过高速无线链路与仪器连接，可以完成设置仪器的工作参数、获取仪器工作状态、收取仪器采集的数据等操作，降低野外作业时，操作人员的工作量，提高作业效率。

第一方面，本发明提供一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理系统，包括地面电磁法仪器、飞行器以及监控终端，所述地面电磁法仪器包括第一无线通信模块以及第一处理模块，所述飞行器包括用于与所述第一无线通信模块建立无线通信的第二无线通信模块、存储器、卫星定位和惯性导航模块以及第二处理模块，所述监控终端包括用于与所述第二无线通信模块建立无线通信的第三无线通信模块及第三处理模块，所述第三处理模块将所述地面电磁法仪器的位置坐标参数以及工作配置参数通过无线通信传输至所述第二处理模块，所述第二处理模块将所述位置坐标参数存储至所述存储器，并根据控制所述卫星定位和惯性导航模块的定位数据和所述位置坐标参数控制所述飞行器飞行至所述地面地磁法仪器所在区域，所述第二无线通信模块和所述第一无线通信模块建立第一无线通信链路，所述第二处理模块通过第一无线通信链路将所述工作配置参数配置到所述第一处理模块，以使得所述地面地磁法仪器根据所述工作配置参数完成所需数据的采集。

可选地，所述飞行器还用于在进行巡查监测时根据位置坐标参数飞行至所述地面地磁法仪器所在位置并建立第二无线通信链路，获取所述地面地磁法仪器的检测参数，保存在所述存储器，关闭所述第二无线通信链路；

所述监控终端用于在读取数据时建立与所述飞行器的第一无线通信链路，读取所述飞行器的存储器中存储的检测参数。

可选地，所述监控终端还用于根据读取的所述检测参数判断所述地面地磁法仪器是否处于异常状态。

可选地，当所述异常状态为传感器或连接器未正确连接时，所述监控终端还用于提示用户前往所述地面地磁法仪器所在位置进行手动处理。

可选地，当所述异常状态为参数配置不恰当时，所述监控终端还用于提示用户重新设定参数，并根据用户重新配置的新的工作配置参数，并控制所述飞行器携带所述新的工作配置参数飞行至所述地面地磁法仪器所在位置进行下发。

可选地，所述监控终端还包括用于显示控制界面的显示器，所述显示器与所述第一处理模块电连接。

第二方面，本发明提供一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法，所述方法包括：

获取地面地磁法仪器的位置坐标参数；

将所述位置坐标参数以及工作配置参数通过第一无线通信链路传输至飞行器；

控制所述飞行器根据所述位置坐标参数结合卫星定位和惯性导航飞行至所述地面地磁法仪器所在位置；

控制所述飞行器和所述地面地磁法仪器建立第二无线通信链路；

将所述工作配置参数通过所述第二无线通信链路下发至所述地面地磁法仪器，以使得所述地面地磁法仪器根据所述工作配置参数进行工作。

可选地，所述获取地面地磁法仪器的位置坐标参数之前，所述方法还包括：

将地面地磁法仪器布设完成，记录每个地面地磁法仪器的位置坐标参数，接通所述地面地磁法仪器电源。

可选地，所述方法还包括：

所述飞行器通过所述第二无线通信链路读取所述地面地磁法仪器的检测参数并存储在所述飞行器的存储器中；

所述监控终端获取返回的所述飞行器的存储器中存储的所述检测参数。

可选地，所述飞行器通过所述第二无线通信链路读取所述地面地磁法仪器的检测参数并存储在所述飞行器的存储器中之后，所述方法还包括：

关闭所述第二无线通信链路。

可选地，所述监控终端获取返回的所述飞行器的存储器中存储的所述检测参数之后，所述方法还包括：

所述监控终端判断所述检测参数是否处于异常状态；

若所述检测参数处于异常状态则执行相应的提示操作。

可选地，所述异常状态为传感器或连接器未连接，所述若所述检测参数处于异常状态则执行相应的提示操作，包括：

若所述检测参数为传感器或连接未连接则提示用户前往所述地面地磁法仪器所在位置进行手动处理。

可选地，所述异常状态为参数配置不恰当，所述若所述检测参数处于异常状态则执行相应的提示操作，包括：

若所述检测参数为参数配置不恰当则提示用户重新设定参数，并根据用户重新配置的新的工作配置参数，并控制所述飞行器携带所述新的工作配置参数飞行至所述地面地磁法仪器所在位置进行下发。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供的地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法及系统，利用飞行器的自主飞行和悬停功能，与监控终端和地面地磁法仪器建立无线通信链路，飞行器依次与地面地磁法仪器通信，可以设定地面地磁法仪器的参数，控制地面地磁法仪器启停，并获取地面地磁法仪器的参数、状态、数据，操作者通过监控终端与飞行器交互，可以设定地面地磁法仪器的位置坐标、工作流程，也可以发送参数、获取仪器状态和数据，减少人员到现场操作带来的人力浪费问题，操作简便，提高数据采集的效率。

附图说明

图1是本发明实施例中的地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理系统的示意图；

图2是本发明实施例中的地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

结合图1所示，本发明提供一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理系统，包括地面电磁法仪器、飞行器以及监控终端，所述地面电磁法仪器包括第一无线通信模块以及第一处理模块，所述飞行器包括用于与所述第一无线通信模块建立无线通信的第二无线通信模块、存储器、卫星定位和惯性导航模块以及第二处理模块，所述监控终端包括用于与所述第二无线通信模块建立无线通信的第三无线通信模块及第三处理模块，所述第三处理模块将所述地面电磁法仪器的位置坐标参数以及工作配置参数通过无线通信传输至所述第二处理模块，所述第二处理模块将所述位置坐标参数存储至所述存储器，并根据控制所述卫星定位和惯性导航模块的定位数据和所述位置坐标参数控制所述飞行器飞行至所述地面地磁法仪器所在区域，所述第二无线通信模块和所述第一无线通信模块建立第一无线通信链路，所述第二处理模块通过第一无线通信链路将所述工作配置参数配置到所述第一处理模块，以使得所述地面地磁法仪器根据所述工作配置参数完成所需数据的采集。

本实施例中以一个地面地磁法仪器为例进行介绍，对于多个地面地磁法仪器可以按照同样的方式进行逐个工作配置参数下发。

在准备阶段，操作人员将地面电磁法仪器布设完成，每个地面地磁法仪器接通电源，操作人员在监控终端上设定各地面地磁法仪器的位置坐标参数及工作配置参数，飞行器通电工作，进行导航参数初始化，包括导航卫星信号捕获、惯性导航初始对准，操作人员通过监控终端将各地面地磁法仪器的位置坐标参数及工作配置参数发送到飞行器；飞行器自主飞行，根据位置坐标参数，依次到各地面地磁法仪器上方进行悬停，建立无线通信，飞行器将参数下发到对应的地面地磁法仪器，控制地面地磁法仪器开始工作。

可选地，所述飞行器还用于在进行巡查监测时根据位置坐标参数飞行至所述地面地磁法仪器所在位置并建立第二无线通信链路，获取所述地面地磁法仪器的检测参数，保存在所述存储器，关闭所述第二无线通信链路；

所述监控终端用于在读取数据时建立与所述飞行器的第一无线通信链路，读取所述飞行器的存储器中存储的检测参数。

在巡查阶段，在仪器开始工作以后，操作者在监控终端上设定进入巡查阶段，设定巡查地面地磁法仪器的位置坐标参数；监控终端与飞行器建立无线通信，将参数传输给微型飞行器；飞行器自主飞行，前往1台地面地磁法仪器，在地面地磁法仪器上空，建立无线通信链路；飞行器获取地面地磁法仪器的工作状态、采集数据质量参数等信息，存储到自身存储器中，然后关闭无线通信链路；飞行器飞往下一台地面地磁法仪器，直到巡查完所有预定地面地磁法仪器；飞行器飞回操作者所在位置，与监控终端建立无线通信链路，将所收集到地面地磁法仪器的包括工作状态、采集数据以及质量参数的检测参数返回给监控终端；操作者通过监控终端评估各地面地磁法仪器的工作状态，如果发现异常则实施干预，如果是判断有传感器、连接器未正确连接，则前往手动处理，如果是参数设置不恰当，例如无电路放大倍数不恰当，则重新设定参数，再控制飞行器前去配置；整个作业过程中，周期前执行巡查作业任务。

在数据收集阶段，在仪器巡查作业完成后，就进入数据收集阶段，操作者在监控终端上设定进入数据收集阶段，设定地面地磁法仪器的位置坐标参数，监控终端与微型飞行器建立无线通信，将参数传输给飞行器；飞行器自主飞行，前往1台地面地磁法仪器，在地面地磁法仪器上空悬停，建立无线通信链路；飞行器获取地面地磁法仪器采集的检测参数，存储到存储器中，关闭无线通信链路；飞行器飞往下一台地面地磁法仪器，直到收集完所有预定地面地磁法仪器的检测参数；飞行器飞回操作者所在位置，与监控终端建立无线通信链路，将所收集到采集数据返回给监控终端。

所述监控终端还用于根据读取的所述检测参数判断所述地面地磁法仪器是否处于异常状态。

当所述异常状态为传感器或连接器未正确连接时，所述监控终端还用于提示用户前往所述地面地磁法仪器所在位置进行手动处理。

当所述异常状态为参数配置不恰当时，所述监控终端还用于提示用户重新设定参数，并根据用户重新配置的新的工作配置参数，并控制所述飞行器携带所述新的工作配置参数飞行至所述地面地磁法仪器所在位置进行下发。

所述监控终端还包括用于显示控制界面的显示器，所述显示器与所述第一处理模块电连接，读取飞行器获取的仪器状态参数、采集数据，可以直观方式显示给操作者，方便及时查看。

本发明实施例提供了一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理系统，利用飞行器的自主飞行和悬停功能，与监控终端和地面地磁法仪器建立无线通信链路，飞行器依次与地面地磁法仪器通信，可以设定地面地磁法仪器的参数，控制地面地磁法仪器启停，并获取地面地磁法仪器的参数、状态、数据，操作者通过监控终端与飞行器交互，可以设定地面地磁法仪器的位置坐标、工作流程，也可以发送参数、获取仪器状态和数据，减少人员到现场操作带来的人力浪费问题，操作简便，提高数据采集的效率。

结合图2所示，本发明提供一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法，所述方法包括：

s201、获取地面地磁法仪器的位置坐标参数；

s202、将所述位置坐标参数以及工作配置参数通过第一无线通信链路传输至飞行器；

s203、控制所述飞行器根据所述位置坐标参数结合卫星定位和惯性导航飞行至所述地面地磁法仪器所在位置；

s204、控制所述飞行器和所述地面地磁法仪器建立第二无线通信链路；

s205、将所述工作配置参数通过所述第二无线通信链路下发至所述地面地磁法仪器，以使得所述地面地磁法仪器根据所述工作配置参数进行工作。

可选地，所述获取地面地磁法仪器的位置坐标参数之前，所述方法还包括：

将地面地磁法仪器布设完成，记录每个地面地磁法仪器的位置坐标参数，接通所述地面地磁法仪器电源。

可选地，所述方法还包括：

所述飞行器通过所述第二无线通信链路读取所述地面地磁法仪器的检测参数并存储在所述飞行器的存储器中；

所述监控终端获取返回的所述飞行器的存储器中存储的所述检测参数。

可选地，所述飞行器通过所述第二无线通信链路读取所述地面地磁法仪器的检测参数并存储在所述飞行器的存储器中之后，所述方法还包括：

关闭所述第二无线通信链路。

可选地，所述监控终端获取返回的所述飞行器的存储器中存储的所述检测参数之后，所述方法还包括：

所述监控终端判断所述检测参数是否处于异常状态；

若所述检测参数处于异常状态则执行相应的提示操作。

可选地，所述异常状态为传感器或连接器未连接，所述若所述检测参数处于异常状态则执行相应的提示操作，包括：

若所述检测参数为传感器或连接未连接则提示用户前往所述地面地磁法仪器所在位置进行手动处理。

可选地，所述异常状态为参数配置不恰当，所述若所述检测参数处于异常状态则执行相应的提示操作，包括：

若所述检测参数为参数配置不恰当则提示用户重新设定参数，并根据用户重新配置的新的工作配置参数，并控制所述飞行器携带所述新的工作配置参数飞行至所述地面地磁法仪器所在位置进行下发。

在准备阶段，操作人员将地面电磁法仪器布设完成，每个地面地磁法仪器接通电源，操作人员在监控终端上设定各地面地磁法仪器的位置坐标参数及工作配置参数，飞行器通电工作，进行导航参数初始化，包括导航卫星信号捕获、惯性导航初始对准，操作人员通过监控终端将各地面地磁法仪器的位置坐标参数及工作配置参数发送到飞行器；飞行器自主飞行，根据位置坐标参数，依次到各地面地磁法仪器上方进行悬停，建立无线通信，飞行器将参数下发到对应的地面地磁法仪器，控制地面地磁法仪器开始工作。

在巡查阶段，在仪器开始工作以后，操作者在监控终端上设定进入巡查阶段，设定巡查地面地磁法仪器的位置坐标参数；监控终端与飞行器建立无线通信，将参数传输给微型飞行器；飞行器自主飞行，前往1台地面地磁法仪器，在地面地磁法仪器上空，建立无线通信链路；飞行器获取地面地磁法仪器的工作状态、采集数据质量参数等信息，存储到自身存储器中，然后关闭无线通信链路；飞行器飞往下一台地面地磁法仪器，直到巡查完所有预定地面地磁法仪器；飞行器飞回操作者所在位置，与监控终端建立无线通信链路，将所收集到地面地磁法仪器的包括工作状态、采集数据以及质量参数的检测参数返回给监控终端；操作者通过监控终端评估各地面地磁法仪器的工作状态，如果发现异常则实施干预，如果是判断有传感器、连接器未正确连接，则前往手动处理，如果是参数设置不恰当，例如无电路放大倍数不恰当，则重新设定参数，再控制飞行器前去配置；整个作业过程中，周期前执行巡查作业任务。

在数据收集阶段，在仪器巡查作业完成后，就进入数据收集阶段，操作者在监控终端上设定进入数据收集阶段，设定地面地磁法仪器的位置坐标参数，监控终端与微型飞行器建立无线通信，将参数传输给飞行器；飞行器自主飞行，前往1台地面地磁法仪器，在地面地磁法仪器上空悬停，建立无线通信链路；飞行器获取地面地磁法仪器采集的检测参数，存储到存储器中，关闭无线通信链路；飞行器飞往下一台地面地磁法仪器，直到收集完所有预定地面地磁法仪器的检测参数；飞行器飞回操作者所在位置，与监控终端建立无线通信链路，将所收集到采集数据返回给监控终端。

本发明实施例提供了一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法，利用飞行器的自主飞行和悬停功能，与监控终端和地面地磁法仪器建立无线通信链路，飞行器依次与地面地磁法仪器通信，可以设定地面地磁法仪器的参数，控制地面地磁法仪器启停，并获取地面地磁法仪器的参数、状态、数据，操作者通过监控终端与飞行器交互，可以设定地面地磁法仪器的位置坐标、工作流程，也可以发送参数、获取仪器状态和数据，减少人员到现场操作带来的人力浪费问题，操作简便，提高数据采集的效率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法及系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。