[发明专利]一种航磁测量数据采集系统和装置

说明书

技术领域

本发明属于高精度弱磁检测和航磁测量领域，特别涉及一种航磁测量数据采集系统和装置。

背景技术

在当今的信息时代，社会对矿产资源的需求日益增大，为了提高磁法勘探的工作效率，就要用先进勘探手段来代替原始的勘探手段，航空磁法测量就是其中最显著的代表。航磁是航空物探方法中使用时间最早、最成熟和最多的磁测方法。航空磁力测量(简称航磁测量)是将航空磁力仪及其配套的辅助设备装载在飞行器上，在测量地区上空按照预先设定的测线和高度对地磁场强度或梯度进行测量的地球物理方法。与地面磁测相比具有较高的测量效率，且不受水域、森林、沼泽、沙漠和高山的限制。同时由于飞行是在距地表一定的高度进行的，从而减弱了地表磁性不均匀体的影响，能够更加清楚地反映出深部地质体的磁场特征。

因为系统涉及到光泵、磁通门、GPS和数据存储等多个不同的技术领域，传统的航磁物探数采设备是从不同的厂家采购相应的设备，再制作一台主控仪器,通过RS232串口接收所有相关设备的数据，并将数据存储。从以往使用的情况来看，存在以下问题。

(1)设备整体体积大，分量重，不适合小型无人机使用。而且各个设备的大小形状不尽相同，组装复杂；

(2)数据接口复杂，数据通信效率低；

(3)数据同步问题。航磁测量过程中，希望每组记录的各个数据产生自各自传感器的同一时间，这样才能确保数据分析的准确性。但是，由于集成各个不同厂家的设备，各自的数据接口、数据更新频率均不尽相同，往往难以保证数据的同步性，因此会给随后的数据分析带来困难；

(4)传统的航磁数据采集设备一般配置显示器和键盘，对设备的工作状态进行显示和设置。在航磁测量使用中，受制于飞机机舱的限制，操作极其不方便，设置造成误操作，影响测量效果。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供了一种航磁测量数据采集系统和装置，采集的数据同步，体积小，操作简单。

本发明的目的是这样实现的：

一种航磁测量数据采集系统，包括主控系统以及受主控系统控制的GPS定位子系统、光泵数据采集子系统、磁通门数据采集子系统、数据存储子系统、人机交互子系统和电源子系统；

所述GPS定位子系统用于采集实时的GPS数据；

所述光泵数据采集子系统用于对光泵磁力仪的信号进行捕捉，并实时计算出磁场数值；

所述磁通门数据采集子系统用于处理磁通门传感器的模拟信号，并将该模拟信号经放大、检波和积分处理后转换成数字信号；

所述数据存储子系统用于将GPS定位子系统、光泵数据采集子系统和磁通门数据采集子系统采集到的各种数据写入SD卡中；

所述人机交互子系统用于向主控系统发送命令以及接收主控系统发来的数据信息并显示；

所述电源子系统为前述各系统提供符合其各自要求的电压；

所述主控系统和各子系统均集成在一块电路板上，采用一个双核MCU，所有数据在核之间实现实时同步，这样避免了各个子系统之间复杂的数据通信，而且保证了各个子系统数据的同步性。

其中，所述双核MCU内部集成了一个ARM contex-M3核和一个DSP C28核，所述ARM contex-M3核用于采集磁通门数据和GPS数据以及进行人机交互，所述DSP C28核用于采集和计算光泵数据，且将采集到的光泵数据通过IPC实时同步至contex-M3核。

其中，所述人机交互子系统通过蓝牙与手持终端进行通信。

一种航磁测量数据采集装置，采用航磁测量数据采集系统，包括用于将本装置固定在机舱上的底板以及前后并列安装在底板上的电池盒和主机盒；

所述电池盒的顶部设有电源开关和电源输出接口；

所述主机盒内安装有主处理板、电源板，主机盒的顶部依次设有SD卡插槽、光泵磁力仪接口、磁通门传感器接口、GPS和蓝牙天线接口以及电源输入接口。

其中，所述电池盒和主机盒均使用松不脱螺丝固定安装在底板上。

其中，所述底板上开有与电池盒和主机盒相匹配的定位槽。

本发明的有益效果为：

1)设备整体结构体积小，重量轻，便于安装固定，对机舱空间要求低，SD卡和电源模块易于更换，非常适合小型无人机航磁测量要求；

2)高度集成设计，光泵、磁通门、GPS数据采集融为一体，很好地解决了各项数据接口复杂、数据通信效率低下和数据不同步等问题；

3)采用高性能双核MCU，单独一个核进行光泵数据采集，实现了高精度光泵磁场数据测量；