[发明专利]基于无人机的频率域多频电磁探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于无人机的频率域多频电磁探测系统及方法，系统包括一架无人机、两块基板、两个发射模块、两个接收模块、一个补偿模块、一个中控模块和一个辅助测量模块。发射模块用于产生并发射脉冲式一次电磁场，使测量区域产生二次电磁场；接收模块用于接收该二次电磁场；补偿模块用于过滤一次电磁场和系统本身产生的干扰电磁场；中控模块用于设置各发射模块、接收模块的采样频率以及各一次电磁场的发射频率，接收存储二次电磁场的数据，设置补偿模块的用于过滤一次电磁场和干扰电磁场的反向电磁场的过滤频率；辅助测量模块用于测量二次电磁场被接收时的位置信息和时间信息。具有简单、成本低、飞行受限区域少、可同时多频率测量的优点。

技术领域

本发明涉及航空电磁勘查技术领域，具体涉及一种基于无人机的频率域多频电磁探测系统及方法。

背景技术

在地球物理勘查技术中，电磁法勘查是一种常用的地球物理勘查方法，主要用于UXO探测、地下水调查、地下固体废物与污染物探测、考古、土壤评价及城市管线探测等。目前主要应用的是时间域航空电磁测量系统，包括固定翼航空电磁测量系统和直升机航空电磁测量系统。商业用的固定翼时间域数字航空电磁系统主要有GEOTEMR、GEOTEMDEEPTM、TEMPEST、MEGATEM、QUESTEMR450和SPECTREM等系统。商业用的直升机时间域数字航空电磁系统主要有AeroTEM、VTEM、THEM、ExplorHEM、HoisTEM、NEWTEM、HeliGEOTEM、SkyTEM和ORAGS-TEM等系统。时间域航空电磁测量系统体系庞大，结构复杂，多基于有人机开发，人力物力成本高昂，且飞行作业空域受限。

发明内容

为此，本发明提供一种基于无人机的频率域多频电磁探测系统及方法，以解决现有时间域航空电磁测量系统依赖有人机、体系庞大、结构复杂、人力物力成本高昂以及飞行作业空域受限的技术问题，还可以实现多个频率同步测量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种基于无人机的频率域多频电磁探测系统，包括：

多个发射模块，用于产生并向测量区域发射脉冲式一次电磁场，以使测量区域内的导体基于一次电磁场产生涡流而产生二次电磁场；

补偿模块，通过补偿线圈产生反向电磁场实时过滤掉一次电磁场及系统自身产生的干扰电磁场；

和发射模块等数量的接收模块，与发射模块一一对应，用于接收所述二次电磁场；

中控模块，用于设置各发射模块、接收模块的采样频率以及各一次电磁场的发射频率，使不同的发射模块发射的一次电磁场的频率不同，并使不同的发射模块交替发射一次电磁场，接收存储接收模块接收的二次电磁场的数据，设置补偿模块的反向电磁场的过滤频率；

无人机，所述发射模块、接收模块以及中控模块与所述无人机可拆卸连接。

进一步地，还包括和发射模块等数量的条形基板，多块所述基板的中段叠置，多块所述基板相对叠置点呈等分角分布，所述基板固定在所述无人机的底部或下方，每块所述基板的一端固定一个所述发射模块，另一端固定与发射模块相对应的接收模块，所述中控模块设置于某块所述基板上，所述补偿模块设置于所述基板的叠置点。

进一步地，所述基板设有两块，两块所述基板呈十字交叉设置。

进一步地，同一基板上的发射模块与接收模块之间的间距为1.5-2m。

进一步地，无人机为低磁旋翼无人机，所述发射模块、接收模块以及中控模块与所述无人机通过插拔式或锁扣方式快速拆装连接。

进一步地，所述发射模块具有发射线圈，所述接收模块具有接收线圈，所述发射线圈、接收线圈以及补偿线圈为共面线圈。