一种航空三分量磁-姿非对准磁测装置

1.本实用新型涉及一种航空磁测装置，尤其是航空三分量磁-姿非对准磁测装置。


背景技术：

2.航空磁法勘探技术的出现不仅克服了地面勘探设备所存在的局限性，而且大大提升了探测效率，伴随着当代计算机技术、电子科技信息技术及仪器控制系统的不断发展，航空磁法勘探正逐步变成资源勘查领域的主流趋势。航空磁测是将磁传感器及其配套的辅助设备装载在飞行器上，通过探测由地下矿体磁性差异引起的磁异常，实现对石油、天然气等矿产资源的快速普查。随着磁法勘探理论的发展以及磁测设备性能的不断提升，航空磁测经历了由传统的单一总场测量到后来的总场梯度测量，再演化为现在的磁矢量测量的过程。其总体发展趋势由单一标量磁测对象转向多信息的矢量场或多参量测量，而三分量磁测即为当前航空磁测发展的主要方向之一。相比于航磁总场及总场梯度测量，航磁三分量磁测涵盖了磁异常大小和方向信息，能够表征磁异常全部要素，有效减少反演中的多解性，在磁异常解释方面具有明显的优势。
3.现有的设备操作过程中对实验条件要求较高，实用性较低，不利于野外实验。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种航空三分量磁-姿非对准磁测装置，不受飞行过程中所产生的磁干扰，提高测量精度高，且易于实际操作。
5.本实用新型是这样实现的，
6.一种航空三分量磁-姿非对准磁测装置，该装置包括：三轴磁力仪、工作平台以及惯导系统，其中，所述工作平台采用碳纤维板，所述惯导系统与三轴磁力仪固定在工作平台两端，所述工作平台安装在一旋转架上。
7.进一步地，三轴磁力仪和惯导系统之间的安装距离为0.5m。
8.进一步地，所述惯导系统包括加速度计和陀螺仪构成，三个单自由度陀螺分别采集载体角速度，加速度计采集加速度，惯导系统具有输出端口，将加速度计和陀螺仪连接至外部的计算机。
9.进一步地，三轴磁力仪包括三个相互正交的x、y、z单轴磁探头，采用软磁性材料磁芯。
10.进一步地，所述旋转架包括连接在工作平台底端的伸缩杆，所述伸缩杆的另一端通过铰接连接一旋转盘，所述旋转盘通过转轴与底座连接。
11.进一步地，所述伸缩杆包括顶部与工作平台底部的连接套转动连接的上杆、与上杆连接的第一电动杆，第一电动杆的另一端底端连接杆，通过所述底端连接杆铰接旋转盘，在所述上杆与工作平台之间还设置有第二电动杆，其中上杆的顶部设置为两侧的连接耳，连接耳之间设置轴，连接套套设在轴上。
12.进一步地，所述底端连接杆的另一端为铰接环，在所述旋转盘上固定有铰接支座，
所述铰接支座包括两侧的侧板，在侧板之间设置铰接轴，铰接轴一端与一侧板固定，另一端设置为螺纹结构穿过另一侧板，所述铰接环套入铰接轴上，铰接环与侧板之间的宽度一致，所述铰接轴带有螺纹的一端穿过与侧板外侧后与一旋钮螺纹连接，通过旋转旋钮将铰接环紧固在侧板之间。
13.本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：
14.本实用新型组成捷联式三分量测量系统后进行多航向角方向的任意姿态同步测量惯性导航系统与三轴磁通门结合，实现过程简单，易于工程实现且精度高。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例提供的装置的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
17.一种航空三分量磁
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姿非对准磁测装置，将惯性系统与三轴磁力仪刚性连接组成捷联式三分量磁测系统；选取一块无磁平板，将惯性导航系统和三轴磁力仪刚性固定在此平板上，如图1所示。
18.具体包括三轴磁力仪3、工作平台2、和惯导系统1。由于碳纤维材料重量轻、强度高、无磁性能好，所以选用一块碳纤维板作为工作平台。具体结构为惯导系统与三轴磁力仪三轴牢固固定在工作平台两端，三轴磁力仪和惯导系统的安装距离为0.5m。
19.惯导系统包括加速度计和陀螺仪，三个单自由度陀螺分别采集载体角速度，加速度计采集加速度，加速度计和陀螺仪封装在壳体内，惯导系统具有输出端口设置在壳体上，将加速度计和陀螺仪连接至外部的计算机。
20.三轴磁力仪是由三个相互正交的x、y、z单轴磁探头构成，三轴磁力仪在制造过程中和投入使用前均借助精密仪器设备进行了精确调校。三轴磁磁力仪利用高磁导率、低矫顽力的软磁性材料(如波莫合金)作为磁芯，输出的信号通过包括检波电路以及积分滤波电路处理后输出。工作状态下三轴磁力仪在外部激励下达到饱和状态，将磁信号转换为电压值，以此在实验过程中采集被测地区地磁场变化信息。
21.工作平台安装在一旋转架上，旋转架包括连接在工作平台底端的伸缩杆，所述伸缩杆的另一端通过铰接连接一旋转盘10，所述旋转盘通过转轴与底座9连接。
22.伸缩杆包括顶部与工作平台底部的连接套4转动连接的上杆6，其中上杆的顶部设置为两侧的连接耳14，连接耳之间设置轴5，连接套套设在轴上、与上杆连接的第一电动杆7，第一电动杆的另一端底端连接杆，通过所述底端连接杆11铰接旋转盘，在所述上杆与工作平台之间还设置有第二电动杆13。第一电动杆用于高度的变化，第二电动杆与上杆和工作平台底部形成三角形的结构，通过调整第二电动杆的伸缩的长度，改变三角形的一个边长，从而使得工作平台轴的连接套转动在上杆顶部的轴上转动。
23.底端连接杆的另一端为铰接环11所述旋转盘上固定有铰接支座8，所述铰接支座包括两侧的侧板，在侧板之间设置铰接轴，铰接轴一端与一侧板固定，另一端设置为螺纹结
构穿过另一侧板，所述铰接环套入铰接轴上，铰接环与侧板之间的宽度一致，所述铰接轴带有螺纹的一端穿过与侧板外侧后与一旋钮12连接，通过旋转旋钮将铰接环紧固在侧板之间通过调节旋钮、电动杆的伸缩以及旋转盘就可以实现航向，俯仰，横滚方向的转动，以模拟无人机飞行过程。
24.伸缩杆可以通过伸缩调节高度以此适应不同的实验条件。
25.铰接支座连接固定各个部分，底座支撑稳定整个装置。
26.实验过程只需要操纵旋钮、电动杆和旋转盘，就可以完成任意角度的旋转，借此完成惯导和三轴磁力仪的同步测量并记录姿态和磁场的变化信息。
27.本实用新型涉及的装置比传统的结构更加简单便携，实验过程中只需任意姿态转动工作平台，并同步记录磁传感器数据以及姿态数据，以便后续数据处理分析,与传统的校正方法更加简便，易于操作。
28.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种航空三分量磁-姿非对准磁测装置，其特征在于，该装置包括：三轴磁力仪、工作平台以及惯导系统，其中，所述工作平台采用碳纤维板，所述惯导系统与三轴磁力仪固定在工作平台两端，所述工作平台安装在一旋转架上；所述旋转架包括连接在工作平台底端的伸缩杆，所述伸缩杆的另一端通过铰接连接一旋转盘，所述旋转盘通过转轴与底座连接；所述伸缩杆包括顶部与工作平台底部的连接套转动连接的上杆、与上杆连接的第一电动杆，第一电动杆的另一端底端连接杆，通过所述底端连接杆铰接旋转盘，在所述上杆与工作平台之间还设置有第二电动杆，其中上杆的顶部设置为两侧的连接耳，连接耳之间设置轴，连接套套设在轴上；所述底端连接杆的另一端为铰接环，在所述旋转盘上固定有铰接支座，所述铰接支座包括两侧的侧板，在侧板之间设置铰接轴，铰接轴一端与一侧板固定，另一端设置为螺纹结构穿过另一侧板，所述铰接环套入铰接轴上，铰接环与侧板之间的宽度一致，所述铰接轴带有螺纹的一端穿过与侧板外侧后与一旋钮螺纹连接，通过旋转旋钮将铰接环紧固在侧板之间。2.按照权利要求1所述的航空三分量磁-姿非对准磁测装置，其特征在于，三轴磁力仪和惯导系统之间的安装距离为0.5m。3.按照权利要求1所述的航空三分量磁-姿非对准磁测装置，其特征在于，所述惯导系统包括加速度计和陀螺仪构成，三个单自由度陀螺分别采集载体角速度，加速度计采集加速度，惯导系统具有输出端口，将加速度计和陀螺仪连接至外部的计算机。4.按照权利要求1所述的航空三分量磁-姿非对准磁测装置，其特征在于，三轴磁力仪包括三个相互正交的x、y、z单轴磁探头，采用软磁性材料磁芯。

技术总结
本实用新型属于航空磁测装置，尤其是一种航空三分量磁-姿非对准磁测装置。该装置包括：三轴磁力仪、工作平台以及惯导系统，其中，所述工作平台采用碳纤维板，所述惯导系统与三轴磁力仪固定在工作平台两端，所述工作平台安装在一旋转架上。本实用新型组成捷联式三分量测量系统后进行多航向角方向的任意姿态同步测量惯性导航系统与三轴磁通门结合，实现过程简单，易于工程实现且精度高。易于工程实现且精度高。易于工程实现且精度高。


技术研发人员：史淳 赵静 李苏芃 王一
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/9/26