一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统

本发明涉及物理勘探，尤其是一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统。

背景技术：

1、铯光泵磁力仪是以原子能级在磁场中产生塞曼效应为基础，利用光泵作用和磁共振技术研制而成的高灵敏度、高精度的磁测设备，具有梯度容差大，无零点漂移、温漂小、抗干扰能力强等优点。

2、未爆弹(unexploded ordnance uxo)主要指战争或其他军事活动后遗留的尚未引爆的地雷、炸弹、炮弹、手榴弹、各种子母弹甚至导弹等。这些未爆弹通常散布于地表或地下极浅位置，严重威胁人们的生命安全，阻碍人们重建家园，影响当地社会与经济发展。然而，大部分未爆弹埋藏地下，首先需要对其准确探测，而后才能进行清理。因此，如何准确探测出未爆弹对于解决未爆弹问题至关重要。

3、目前的探雷器是一种工兵器材，用于探测可能存在的地雷，分为便携式、车载式和机载式。其最基本的类型，是通过辐射的电磁场在埋藏的金属物体中产生涡流，再感应到这种涡流以发现和定位地雷。现代探雷器还有其他的原理，如雷达波探雷、土壤介电常数异常探雷等手段。

4、探雷器按携带和运载方式不同，分为便携式、车载式和机载式三种类型。便携式探雷器供单兵搜索地雷使用，又称单兵探雷器，多以耳机声响变化作为报警信号。车载式探雷器以吉普车、装甲输送车作为运载车辆，用于道路和平坦地面上探雷，以声响、灯光和屏幕显示等方式报警，能在报警的同时自动停车。它的探雷速度较快，适于伴随和保障坦克、机械化部队行动。机载式探雷器使用直升机作为运载工具，用于在较大地域上对地雷场实施远距离快速探测。

5、便携式探雷器与车载式探雷器的工作原理主要有两种：一种是利用探雷器辐射电磁场，使地雷的金属零件受激产生涡流，涡流电磁场又作用于探雷器的电子系统，使之失去原来的平衡状态，或者通过探雷器的接收系统检测涡流电磁场信号，从而得知金属物体(地雷)的位置。它能可靠地发现带有金属零件的地雷，但容易受到战场上弹片等金属物体的干扰。另一种原理是利用地雷与周围土壤的介电常数等物理特性的差异，引起探雷器辐射的微波电磁场发生畸变，通过检测畸变场信号来判断地雷的位置。但土壤中的非地雷异物(如树根)，土壤密度的突变，土壤中的空腔以及湿度的不均匀等，都可能引起虚假信号。因此，在使用上述两种工作原理的探雷器时，都要辅以探雷针。后一种工作原理的探雷器，不适合在水下环境工作。机载式探雷器实际是一种谐波雷达，如美国的金属再辐射雷达探测器，它是通过检测地雷二次辐射的三次谐波来搜索地雷。它能够排除地面反射波的干扰，可以远距离发现撒布的地雷。

6、而上面的这些方法对未爆弹探测来说，并不是十分有效，而且由于需要人在现场操作，具有一定的危险性，而本次发明的系统采用无人机搭载的铯光泵梯度系统，从安全性和有效性来说，具有非常大的突破。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中探测未爆物过于危险且技术落后的问题，本发明提供一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，能无零点漂移，温漂小，不需要严格确定方向，能够连续记录数据，安装在无人机平台上，可以有效和高效的对未爆物进行准确探测。

2、为实现上述目的，本发明提供了具体如下方案：

3、一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，设有磁法设备、无人机、地面工作站和数传电台，磁法设备安装在无人机平台上，磁法设备设有多个铯光泵探头和航磁补偿器，其中，为设定有效测量宽度、铯光泵探头设有等间距，航磁补偿器用于补偿无人机平台的运动噪声，同时通过数传电台将铯光泵探头的数据实时发送至地面站上显示。

4、作为上述技术方案的优选方案，无人机采用无磁性材料,采用铝合金或钛合金材料。

5、在上述技术方案中，作为上述技术方案的优选方案，无人机平台上设有磁补偿软件模块，用于野外采集数据，然后数据导入到电脑中，通过同步采集的磁补偿探头数据，对多个铯光泵探头的数据进行补偿计算，计算无人机平台的磁补偿系数，生成补偿系数后，对系数进行微调。

6、作为上述技术方案的优选，无人机上还设置有铯光泵梯度数据合成器，用于航磁补偿器的采集的原始数据记录，铯光泵梯度数据合成器放置在飞机的下方。

7、本发明一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，有利于提高未爆物探测的准确性，有助于增强未爆物探测安全性，无人机铯光泵梯度系统，属于无损勘察技术，具有生态环保的理念，是可持续发展的新型技术方法。其有益效果为：

8、1、解决了未爆物准确探测的问题；

9、2、解决了未爆物探测时，人员的人身安全问题；

10、3、使用多传感器同时采集并进行梯度测量，提高测量精确度和工作效率；4、有效降低了探测的成本，是成本最为低廉的一种高精度探测方式。

技术特征：

1.一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，其特征在于，设有磁法设备、无人机、地面工作站和数传电台，磁法设备安装在无人机平台上，磁法设备设有多个铯光泵探头和航磁补偿器，其中，为设定有效测量宽度、铯光泵探头设有等间距，航磁补偿器用于补偿无人机平台的运动噪声，同时通过数传电台将铯光泵探头的数据实时发送至地面站上显示。

2.根据权利要求1所述的一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，其特征在于，无人机采用无磁性材料,采用铝合金或钛合金材料。

3.根据权利要求1所述的一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，其特征在于，磁补偿软件模块通过同步采集的磁补偿探头数据，对多个铯光泵探头的数据进行补偿计算，计算无人机平台的磁补偿系数，生成补偿系数后可对系数进行微调。

技术总结
本发明公开了一种应用于未爆弹探测的无人机铯光泵梯度系统，设有磁法设备、无人机、地面工作站和数传电台，磁法设备安装在无人机平台上，磁法设备设有多个铯光泵探头和航磁补偿器，其中，为设定有效测量宽度、铯光泵探头设有等间距，航磁补偿器用于补偿无人机平台的运动噪声，同时通过数传电台将铯光泵探头的数据实时发送至地面站上显示，有利于提高未爆物探测的准确性，有助于增强未爆物探测安全性，无人机铯光泵梯度系统，属于无损勘察技术，具有生态环保的理念，是可持续发展的新型技术方法。

技术研发人员：陈祥忠,黄申硕,高隆钦,王瑞兴,王吟泽,赵育刚
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13