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37
山 东 省 地 方 标 准
DB37/T 4984—2025
无人直升机高精度磁测技术规程
Code of practice for high precision aeromagnetic survey of unmanned helicopter
2025 - 12 - 29 发布 2026 - 01 - 29 实施
山东省市场监督管理局 发 布
DB37/T 4984—2025
目 次
前言 II
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 无人直升机高精度磁测程序 2
5 技术设计 3
6 仪器设备安装与检验 7
7 测量飞行与野外工作 9
8 数据处理与图件编制 16
9 推断解释 17
10 成果报告编写 18
附录 A(资料性) 无人直升机高精度磁测工作设计编写提纲 19
附录 B(资料性) 无人直升机高精度磁测记录表格 20
附录 C(资料性) 无人直升机高精度磁测成果报告编写提纲 23
I
DB37/T 4984—2025
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由山东省自然资源厅(山东省林业局)提出并组织实施。
本文件由山东省自然资源标准化技术委员会归口。
本文件起草单位:山东省物化探勘查院、山东大学、加泰科(深圳)科技有限公司、山东省地质科学研究院、山东省国土空间生态修复中心。
本文件主要起草人:赵法强、郭朋、孙怀凤、李斌、张燕挥、田同亮、刘笑笑、李典超、于嘉宾、曲彦丞、罗怀东、卿昊、臧凯、孙朋、卢绪山、陈国栋、刘锐、张景宇、齐克众、朱小伟、吴千雨、方晓欣、吴治国、何玉海、雷雁翔、张一、赵增才、张宁、张斌、刘辉、张朋朋、王小丹、陈大磊、刘维涛、张海亮、张诺亚、唐荣慧、李扬、王严、吴光伟、郑兆伟。
II
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无人直升机高精度磁测技术规程
1 范围
本文件确立了无人直升机高精度磁测工作程序,规定了技术设计、仪器设备安装与检验、测量飞行与野外工作、数据处理与图件编制、资料推断解释与成果报告编写等工作技术要求。
本文件适用于地质勘查中硬架安装方式的无人直升机高精度磁测工作,其他目的调查工作参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
DZ/T 0069
地球物理勘查图图式图例及色标
DZ/T 0071
地面高精度磁测技术规程
DZ/T 0142
航空磁测技术规范
DZ/T 0368
岩矿石标本物性测量技术规程
3
术语和定义
DZ/T 0142界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
无人直升机 unmanned helicopter
由遥控设备或者自带飞行控制程序操纵控制,能垂直起降和悬停在空中的不载人航空器。 3. 2
无人直升机高精度磁测 high-precision magnetic survey for unmanned helicopter
使用无人直升机高精度磁测系统测量地磁场强度模量值的航空磁测。
3. 3
地面控制站 ground control station
设置在地面用于实现任务规划、链路控制、无人直升机飞行控制、磁测系统控制、航迹显示、参数显示和磁测系统信息显示、记录和分发等功能的设备。
3. 4
高精度磁测 high precision magnetic survey
磁力仪灵敏度优于±0.01nT,磁补偿标准差优于±0.08 nT,磁测总精度优于±3 nT的磁测工作。 3. 5
无人直升机磁场补偿 unmanned helicopter magnetic compensation
通过硬件和软件技术有效地减弱无人直升机造成的磁干扰场和磁探头对磁场测量影响的方法。 3. 6
方向差 heading error
1
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磁补偿后,探头处剩余的磁场影响,随无人直升机航向不同而存在的差异。
4 无人直升机高精度磁测程序
无人直升机高精度磁测程序包括6个阶段。其中测量飞行与野外工作细分为12个步骤。程序流程图如图1所示。
图1 无人直升机高精度磁测程序流程图
2
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5 技术设计
5.1 技术设计书编制
项目承担单位编写设计书。设计书编写提纲见附录A。
5.2 测量参数
无人直升机高精度磁测参数为地磁场强度模量值(T)。
5.3 资料收集与飞行作业条件考察
5.3.1 资料收集
编写技术设计前,搜集地质、矿产、地球物理、地球化学、遥感等资料,测区地形、地貌和气象等与任务有关的资料。
5.3.2 飞行作业条件考察
实地了解测量区域空域管制情况、地形地貌、电网、交通条件和气候变化等飞行作业条件。
5. 4 测区范围确定
5.4.1 按磁测任务、飞行条件、工作地区自然条件、工作要求等来确定测区范围及拐点坐标。
5.4.2 确定区域性和综合性磁测范围时,注意构造单元和异常的完整性,尽量涵盖地质任务的目标及背景场范围。
5.4.3 确定专属性矿产磁测测区范围时,主要选在与目标矿产有关的成矿远景区带内,包括邻区必要的典型矿床。
5.4.4 确定测区范围时,与相邻测区重复测量不少于 2 条测线间距的宽度,测线两端与相邻测区重复测量不低于 200 m。
5.5 测网密度与测量比例尺确定
5.5.1 测线间距
无人直升机高精度磁法测量工作比例尺不小于1:50 000,测线间距和测量比例尺的对应关系见表1。其他比例尺的可参照执行。
表1 测线间距与测量比例尺对照表
测量比例尺
测线间距m
1:2 000
20
1:5 000
50
1:10 000
100
1:25 000
250
1:50 000
500
5.5.1.1 测量比例尺根据工作任务、探测对象大小、飞行高度、设备技术性能、经济合理性等因素,综合分析测量的预期效果后确定。
3
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5.5.1.2 对成矿有利地段或有意义的地区,加密测线测量。
5.5.1.3 根据具体条件,分区布设不同间距的测线。无特殊情况,一个测区不多于两种测线间距,即两种测量比例尺。
5.5.2 控制线布置
控制线布置宜满足用于联系和调整测线的磁场水平、检查全测区的测量质量、不同走向异常研究的需求。
5.5.2.1 控制线宜选择在磁场相对平静和地形高差变化较平缓地段,与测线上的离地飞行高度尽量接近、控制线两端向测区外延不少于 3 条测线间距。
5.5.2.2 根据测量比例尺和所使用无人直升机的飞行速度综合确定控制线间距,控制线间距不少于测线间距的 5 倍。
5.6 主测线方向确定
主测线方向垂直于或大致垂直于测区内的主要地质构造或探测目标物的走向。
5. 7 飞行高度确定
5.7.1 飞行高度应在综合分析各种影响因素后选择确定,小于等于 1:25 000 测量比例尺工作每条测线平均离地飞行高度的上限不超过主测线间距√2/2倍。在不同地形条件下,设计平均离地飞行高度时,参照表 2。
表2 不同地形条件下的测量比例尺与平均离地飞行高度
测量比例尺
平均离地飞行高度
m
平原地区
(高差<100 m)
丘陵地区
(高差<200 m)
低山区
(高差<400 m)
山区
(高差<600 m)
≥1:25 000
50~100
70~125
100~150
—
1:50 000
50~125
70~150
100~200
150~250
5.7.2 在水域上空测量飞行时,按实际允许的安全高度平飞。
5.7.3 人为干扰较多时,通过飞行试验确定最佳离地飞行高度,以减少其影响。
5.8 采样率确定
数据采集密度主要受航空磁力仪系统的带宽、采样率和测量比例尺的制约。按公式(1)计算最低采样率(n):
n = ··············································································· (1)
式中:
n ——最低采样率,单位为次每秒(次/s);
v ——无人直升机的最大作业速度,单位为米每秒(m/s);
P ——要求在异常上最少采样点数,每个异常至少由3个采样点组成,单位为次;
S ——探测对象的最窄异常宽度,单位为米(m)。
4
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无人直升机高精度磁测宜选用10次/s的采样率,采样间距应小于或等于按测量比例尺制图时图上1 mm代表的距离数,但最低采样率不小于2次/s。
5.9 导航定位及精度确定
5.9.1 无人直升机高精度磁测使用全球卫星导航定位系统(GNSS)进行导航定位,精度要求见表 3。表3 不同测量比例尺的定位精度(均方差)
测量比例尺
定位精度m
≥1:10 000
±2
1:25 000
±5
1:50 000
± 10
5.9.2 采用具有照相或摄像功能的无人直升机高精度磁测系统,照相或摄像作为辅助定位方法可以用于恢复或检查航迹、确定地面干扰和磁异常体大致位置等。
5.9.3 导航精度以每条测线实际飞行的航迹偏离预定测线位置的距离(即偏航距)或以实际测线间距与设计书预定的测线间距的差值的平均值(即测网疏密度)来衡量。不同测量比例尺的最大偏航距或测网疏密度规定见表4。
表4 不同测量比例尺的偏航距、测网疏密度
测量比例尺
偏航距m
测网疏密度m
≥1:10 000
≤5
±2
1:25 000
≤10
±5
≤1:50 000
≤25
± 10
5.10 数据采集内容要求
5.10.1 数据采集形式
数据采集以数字收录为准,按规定的格式、内容记录。数据收录系统的存储介质能保证数据记录的完整性、真实性,并具有很高的抗损性。将地面站实时数据记录显示作为质量监控的依据。
5.10.2 数据收录内容
数据收录内容包括:补偿后的磁场值、飞行离地高度值(hR )、海拔高度值(hg )、导航定位坐标值(X、Y)或经纬度(λ 、φ)及GNSS高度值、采样点号、测线号、日期、时间等;当采用软补偿方法对无人直升机干扰磁场补偿时,还要收录无人直升机的姿态参量、补偿前和补偿后的磁场值。
5. 11 磁测总精度与误差分配
5.11.1 在设计书中,按任务要求规定磁测总精度;完成测量飞行后,计算统计实际磁测总精度。
5.11.2 磁测总精度(σ) 是由航空磁力仪系统的测量和定位误差及各项校正误差的总和,包括:使用的航空磁力仪系统动态噪声(δl )、导航定位误差而引入的误差(δ2)、探头转向差和探头处无人直升机磁场的综合补偿及方向差校正误差(δ3 )、飞行高度测量误差而引入的误差(δ4 )、磁日变及其校正
5
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误差(δ5)、正常场改正引入的误差(δ6 )、由其他因素(例如,磁场水平调整)引起的误差(δ7)七项因素。
5.11.3 在进行设计时,根据无人直升机高精度磁测参数的选择和实际情况来分配和估计各因素引起的误差。在保证达到设计总精度的前提下可以提高某项的精度而降低另一项的精度。通过公式(2)估算设计的总精度(σ):
5. 12 磁日变观测要求
5.12.1 在无人直升机高精度磁测中磁日变引入的误差较大,测量期间同时进行磁日变观测。
5.12.2 建立磁日变观测站:采集磁日变数据并用于对无人直升机高精度磁测原始数据校正,确定磁场基值,监视磁暴与磁扰发生及其对磁测的影响。
5.12.3 根据测量任务对总精度要求和测区具体条件,选择磁日变观测方法。磁日变站的控制范围不大于 50 km。测区较大时,采用多个磁日变站同步观测。在不具备设置多台磁日变站条件的地区,采用加密控制线的方法减小磁日变影响。
5.12.4 磁日变站址选择在磁场平静、磁梯度小、人为干扰小、地形平坦开阔地段,要求对以探头为中心及半径 2 m 的平面四方位测量 9 点磁场值,并绘制十字剖面,磁场变化不超过设计均方误差(总精度)的 1/2。探头位置和高度确定后,保持不变,探头与建筑物或其他人为干扰之间的距离均大于 30 m。
5.12.5 磁日变观测用的磁力仪,宜采用与航空磁力仪同等测量精度的磁力仪。
5.12.6 磁暴期间,不进行无人直升机高精度磁测。测量时,磁日变记录连续出现梯度变化大于 1 nT/min时,密切注意其变化;当连续出现梯度变化大于 5 nT/3 min 的非线性变化时,停止飞行或事后补飞。
5.12.7 一个工作日内,磁日变观测始于第一架次起飞前 30 min,终于最后一个架次落地后 10 min,且保证连续观测。
5.12.8 磁日变观测原始数据作为原始资料通过验收并保存。
5. 13 无人直升机磁场补偿要求
5.13.1 根据探头安装方式、无人直升机磁场干扰情况和测量总精度要求,进行无人直升机磁场补偿。
5.13.2 无人直升机采用硬架方式安装,要进行无人直升机磁场补偿。
5.13.3 无人直升机磁软补偿可在选定的平静磁场区(磁场变化最大不超过 200 nT)的空中固定点上,地面控制站遥控进入补偿标定模式,无人直升机悬停飞行分别做横滚(± 10 °) 、俯仰(±5 °) 、侧滑(±5 °) 三组机动动作,每组动作不少于 3 次,待所有机动动作完成后,且飞机航向与起始航向重合后,地面遥控退出补偿模式,导出补偿标定数据输入补偿参数计算系统计算磁补偿参数,显示补偿精度,补偿精度满足精度要求后,将补偿参数导入补偿器内。
5.13.4 磁软补偿精度及衡量方法,主要采用补偿后的标准差 σc 来确定磁软补偿的精度,要求补后标准差优于 0.08 nT;用改善率来衡量磁软补偿对干扰场的去除能力,仅作为补偿结果的参考。补偿后的标准差(σc )按公式(3)计算:
式中:
n ——参加计算的观测点个数;
i ——数据序列号,i=l,2,… , n;
xi ——第i个观测数值,单位为纳特[斯拉](nT);
x ——全部观测数值xi 的算术平均值,单位为纳特[斯拉] (nT)。
6
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5.13.5 磁补偿前、后无人直升机上的磁性物体的摆放和安装位置不能发生变化。
5.13.6 无人直升机磁场的补偿资料、数据及达到的精度值,作为原始资料通过验收并保存。
6 仪器设备安装与检验
6. 1 无人直升机高精度磁测仪器和设备
无人直升机高精度磁测仪器和设备包括机载磁测系统、地面基站仪器设备、地面控制站系统和野外基地数据预处理系统四部分。
6.2 无人直升机高精度磁测系统
6.2.1 系统组成
无人直升机高精度磁测系统包括:
a) 无人直升机平台;
b) 航空磁力仪;
c) 航磁补偿仪;
d) 飞行高度测量设备,如雷达高度计、气压高度计等;
e) 导航定位设备,如 GNSS 接收机、照相或摄像设备等;
f) 数据收录设备;
g) 地面控制站;
h) 辅助设备。
6.2.2 无人直升机平台组装与检验
6.2.2.1 无人直升机平台在进行组装之前,按照技术说明书或技术指标进行检查验收,保证各部件,配件性能满足技术指标,并逐项填写无人直升机硬件检查记录表,达不到要求时,不准许进行安装。经检修或更换配件后,重新进行检查验收,并留存检修试验资料和检修记录,全部合格后,方可进行组装。
6.2.2.2 无人直升机平台检验内容主要包括:
a) 各部件外观是否完整、整洁、无变形;
b) 各部件安装位置稳固,无位移,重心处于保持整个系统稳定的位置;
c) 各连接线外观无破损,固定连接好,插头连接稳定,无虚位,线缆不缠绕。
6.2.3 航空磁力仪系统安装与检验
6.2.3.1 航空磁力仪系统安装在无人直升机上之前,按仪器设备技术说明书或技术指标进行检查验收。达不到要求时,不准许进行安装。检验时检修人员提供检修试验(包括振动、温度等)资料和检修记录。
6.2.3.2 航空磁力仪检验主要内容主要包括:
a) 静态噪声水平小于或等于 0.1 nT;
b) 带宽大于或等于 0.5 Hz(或阶跃响应上升时间≤1 s);
c) 探头方向差小于或等于 1.0 nT;
d) 采样率大于或等于 2 次/s;
e) 一致性要求:备用仪器与使用仪器对比观测;多架无人直升机同一工区作业时,进行一致性观测,连续 2 h 两台仪器测量差值的最大变化小于0.5 nT;
f) 稳定性要求:单台磁力仪局部变化的包络线峰峰值,在任意 10 s 内小于 0.1 nT。
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6.2.3.3 宜采用固定方式安装航空磁力仪,探头所处位置满足无人直升机磁场平稳、磁梯度变化小、与机体姿态变化的一致性好、做动作时影响小;探头的支杆或支架、固定螺丝、信号电缆等均为无磁性材料,机械强度需符合要求。
6.2.3.4 磁补偿方法宜选用软补偿,了解补偿器适用范围、分辨率、改善率、数据输出率、频率响应;姿态传感器应装在磁场平稳、梯度小,姿态变化与机身一致,检修方便的位置;姿态传感器 X、Y、Z 三轴的轴向应与机身横向、纵向及垂向轴基本平行。
6.2.3.5 航空磁力测量系统及配套设备在安装完成后,通电检查和调节,并在证实状态良好后做不少于 2 h 的地面静态噪声试验。
6.2.4 导航定位系统检验
6.2.4.1 雷达测高计、气压高度仪、测温仪及数据收录系统等辅助设备的检验按照 DZ/T 0142 的要求执行。
6.2.4.2 导航定位方法满足测量比例尺对导航定位精度的要求。当使用 GNSS 导航定位时,需对其导航定位功能、定位数据(坐标值、高度、时间和时钟脉冲信息等)进行检查校验。
6.3 地面基站设备
6.3.1 设备组成
地面基站设备包括:
a) 磁力仪;
b) 数据收录设备;
c) 稳压电源。
6.3.2 地面基站的安装与检验
6.3.2.1 对磁日变测量系统进行检查验收,检验内容按照 DZ/T 0071 中规定执行。
6.3.2.2 探头与磁力仪主体间信号电缆线长度大于 3 m,仪器主体与电源间电线长度大于 5 m。
6.4 地面控制站系统
6.4.1 系统组成
地面控制站系统包括:
a) 无人直升机地面控制站微机;
b) 无人直升机地面控制软件;
c) 无人直升机遥控器;
d) 磁测系统地面监测站微机;
e) 磁测系统地面监测软件;
f) 地面控制站中继设备;
g) 无人直升机飞行监控系统(可选)。
6.4.2 地面控制站的安装与功能要求
6.4.2.1 地面控制站应设置在通视条件好、地面稳固、人为干扰少的位置,安装完成后,调节好地面控制站系统,检验硬件工作状态和软件功能,完成无人直升机控制与磁测系统控制链路试验。
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6.4.2.2 地面控制站应能够根据任务需要和当时飞行状态参数进行飞行控制,包括:姿态、航向、速度、高度和航线的选择与控制等。能够对处于工作状态的磁测系统进行必要的远程控制,包括:开、关机、切换工作模式(如补偿模式/作业模式)、数据存储开关、补偿参数切换。
6.5 野外基地数据预处理系统
6.5.1 系统组成
野外基地数据处理系统应包括:
a) 数据预处理工作站(含软件);
b) 打印与绘图设备等。
6.5.2 预处理系统的安装与检验
6.5.2.1 调节好野外基地数据预处理系统,检验硬件工作状态和软件功能,完成联机与数据处理试验。系统在野外使用时有专人管理并进行定期维护,且专用于数据处理工作。
6.5.2.2 配备必要的备份软件、数据存储介质和数据预处理耗材。
6.6 机载和地面磁测系统集成试验
无人直升机磁测系统组装完成后,进行试验飞行以检测仪器系统整体技术性能指标,如导航系统、收录系统和磁补偿系统等;确定系统的噪声和误码率等是否满足技术指标要求;对地面基站磁日变测量系统进行联机试验,系统集成试验结果满足7.12要求后方可投入实际磁测工作。
6.7 停飞期间仪器设备维护
无人直升机磁测系统停飞及非生产期间,定期维护仪器设备,并记录备案。
7 测量飞行与野外工作
7. 1 开工前的仪器准备工作
7.1.1 在进行正式飞行测量之前,无人直升机磁测系统完成不少于 2 h 的地面静态测量试验,计算 GNSS静态定位精度和磁力仪静态噪声,检查系统各仪器工作状况。多架无人直升机磁测系统在同一工区作业时,进行一致性观测,连续 2 h 静态观测不同系统测量差值的最大变化小于0.5 nT。
7.1.2 检查无人直升机磁测系统所有部件是否安全可靠,连接安装是否满足工作要求。接通电源前,检查无人直升机各种仪器开关位置和电缆连接是否正确;接通电源后,要首先检查测量系统各部分及辅助设备工作状态是否正常。
7.1.3 当使用 GNSS 定位时,观察导航定位系统接收机能否收到信号,确定 PDOP 值(定位精度因子)是否达到要求。
7.1.4 只准许在上述检查达到正常和规定的指标后方可进入下一步工作程序。
7. 2 测区视察飞行
7.2.1 每个测区开始测量飞行之前,安排视察飞行,主要任务是:核对所使用导航地形图;了解测区地形与气象特征;检验航空磁力仪系统和检查导航定位系统的工作性能及作用范围;了解磁场总体特征,为选择磁软补偿标定飞行区做好准备。
7.2.2 在地物、地貌较为复杂的区域,首先开展三维实景建模或三维激光雷达测地工作,获得准确的三维模型及高程数据,便于拟定飞行方案与数据解译工作。
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7.3 无人直升机磁补偿飞行
7.3.1 在进行测线测量飞行前,在视察飞行或根据收集资料选定的磁软补偿飞行区(磁场变化最大不超过 200 nT)进行标定飞行,获得补后标准差优于 0.08 nT 的磁软补偿参数。
7.3.2 在无人直升机进行维护检修、更换发动机或其他铁磁性部件、更换探头时,重新补偿;在测量过程中发现无人直升机磁场变化时,以及在每个飞行阶段结束时,进行磁补偿补后标准差检查,如超过设计指标时,则需重新补偿。每个测区在测量中期至少检查补偿情况 1 次,以确定补偿的有效性和精度。
7.3.3 磁补偿的取值、补偿和检查飞行,在风速小(<5 m/s)、能见度好、静磁日进行;进行磁补偿时做磁日变观测并做相应的记录,以确定是否是静磁日。
7.3.4 补偿数据作为原始数据提交。
7,4 基线测量飞行
7.4.1 基线选择在地面无人为干扰、出航和返航比较方便的地段。
7.4.2 当使用的无人直升机磁测系统有测量精度不允许的零点漂移时,要进行基线测量。
7.4.3 早晚基线测量飞行时,力求航迹、离地飞行高度相同。
7.4.4 当测区跨度较大需要变更起降点时,可重新布置基线。
7.5 测线测量飞行
7.5.1 使用 GNSS 时,需预先计算出测线端点及导航点坐标(或经纬度)数据。大比例尺测量或地形复杂测区,按设计书规定的测线方向和测网密度在地形图上布置测线。
7.5.2 项目负责人在每架次测量飞行的前一天,进行航线任务规划,向无人直升机操作员正式下达飞行测量任务书,并得到无人直升机操作员书面确认。飞行任务书中包括:飞行区号、测线号(含端点坐标值)、飞行高度、飞行测线(区域)示意图及说明、注意事项等。每次飞行任务书内,有备用任务。
7.5.3 无人直升机操作员按飞行任务书要求准备次日飞行,熟悉和了解飞行任务中的地形地物、导航点顺序、飞行高度、可能的接线地段、测线端点坐标及其参数、仪器调节等。无人直升机操作员研究每条待飞测线的地形情况,根据无人直升机性能和地形等因素在保证安全的条件下按设计高度飞行。
7.5.4 无人直升机操作员到达预定起降场地后,首先进行警示标志摆放、系统组装、天线与操作台架设,完成以上工作后,对无人直升机磁测系统进行适航性检查,检查通过后,依次开启无人直升机遥控器、地面控制站、磁测系统,进行飞行前检查,并做好各项记录。
7.5.5 以上检查全部通过后,由无人直升机操作员进行试飞,确认各部件工作状态正常。若发现异常情况或发生故障,进行应急处置,在无人直升机平稳降落后,进行故障或异常原因排查,故障完全排除后,重新进行上一步检查,通过后重新进行试飞,在故障没有完全排除前,不应起飞。
7.5.6 试飞成功后,操作员进行航线导入,输入飞行参数,确认所有仪器设备工作状态正常后,准备飞行测量。
7.5.7 每工作日首架次测量飞行宜由无人直升机操作员手动起飞,起飞后全面观察系统工作状态,确认正常后,切换为自动导航模式执行磁测飞行任务,磁测操作员随时观察磁测系统工作状态,出现异常情况时,由无人直升机操作员进行应急处置,若故障不能排除,返航检修。
7.5.8 完成每架次测量飞行任务后,磁测操作员进行数据下载保存,并填写飞行报告与磁测操作员记录表。
7.5.9 每日末架次测量飞行完成后,进行飞行后检查,确认所有仪器设备正常,且测量数据正常保存后,将测量系统断电,并进行拆卸装箱。同步通知磁日变观测员,10 min 后停止磁日变观测。
7.5.10 当测线分段测量时,采用接线法,衔接重复段应大于 100 m;大面积接线测量时,接线位置要
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有控制线。若接线重复区(或段)处于异常上时,接线可适当延长。
7.6 控制线测量飞行
控制线测量飞行应在仪器系统和导航定位系统工作状态良好、能见度高、风速不超过5 m/s、气流平稳的静磁日进行。控制线飞行方式与测线飞行相同,并与测线离地飞行高度保持一致。
7.7 重复线测量飞行
评价资料质量时,应安排重复线飞行,每个测区的重复线测量工作量不少于1%。重复线飞行时,力求与测线首次飞行时的航迹、离地飞行高度相同,为检查并纠正测量系统的滞后现象,需要至少做一条反方向重复线飞行。
7. 8 磁日变观测
根据5.12.4规定完成磁日变观测系统选址与安装后,完成不少于24 h连续观测试验,判定拟建立磁日变站周围磁环境干扰的大小和频次,确定磁日变基值(TD )。磁场基值按公式(4)计算:
TD = (Σ1 TDi )/(n) ································································ · (4)
式中:
TDi ——第i个磁场值;
n ——采样总数。
7.8.1 磁日变站磁力仪采样时间应与空中磁力仪采样时间进行校对,每架次飞行前与 GNSS 时间对准,空中和地面时间同步差不超过 1 s。
7.8.2 磁日变观测专人负责,注意监视磁暴和磁扰现象。外界人为干扰在记录上注明。
7.9 测量作业时的操作和记录
7.9.1 无人直升机启动后,全面观察系统工作状态,整个系统工作正常后方能起飞。
7.9.2 无人直升机起飞后,在全部测量过程中,仪器系统应始终处于正常工作状态;地面控制站与磁测操作员通过数字监视器观察仪器工作情况,不准许关闭仪器,不准许调动磁补偿仪的设置。
7.9.3 操作员发现可疑异常记录时,要注意查找原因(包括下方有无城镇、工程建筑物等)并记录。若发现有意义的异常,做好标注,飞行完成后与三维实景模型或正射影像进行对应核查,标注对应的地形、地貌和地质现象,必要时可进行重复检查飞行。
7.9.4 测量中,若出现仪器故障或发现质量达不到标准时,操作员对仪器状态做短时间观察和必要检查,通过地面控制站系统对磁测系统进行重启或启动备用装置,当故障排除后则继续测量,并对故障测量线段按接线法飞行;当确认空中无法排除故障时,立即返航。
7.9.5 无人直升机操作员要随时注意无人直升机姿态和机载设备工作状态测量,并随时观察测量高度,如果飞行高度明显不符合设计规定时,立即调整飞行高度,检查异常原因,并做好记录。
7.9.6 无人直升机磁测系统返航着陆后,关闭仪器。根据系统在空中的工作状态和遇到的问题提出维护建议和措施。及时整理和编录好各种记录表、存储器,并移交给资料处理人员。
7. 10 磁测原始资料编录及现场检验
7.10.1 每个有效架次测量飞行结束后,提交下列原始资料:采集原始数据、飞行报告、磁测操作员记录表(见附录 B)、日变记录等,并应对各原始资料进行标识。无效飞行架次,不编录架次号。
7.10.2 每个架次的空中和地面磁日变数据存储介质上标注如下内容:测区名称、起降场坐标、架次号、测线号、日期、单位名称及主要采集者(无人机驾驶员、磁测操作员、资料编录员)、使用的主要仪器型号、测量参量、采样率、质量评价等。测量数据应及时备份。
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7.10.3 飞行报告、磁测操作员记录表要求:
a) 记录表和导航图上所标注的测线号、航向、采样点编号一致;
b) 一个测区内,测线号按位置顺序从小到大依次编排、不准许出现重复测线号;一条测线分段飞行,使用不同的测线号加以区别;
c) 记录表及其封面上各项内容用铅笔填写,填写完整、准确无误;如果写错,用铅笔划掉改写,不应擦改、涂改。
7.10.4 同一架次空中采集原始数据、飞行报告、磁测操作员记录表、空中摄像资料均编成相同的架次号。
7.10.5 无人直升机磁场补偿、高度计格值、导航定位系统精度检验资料、数据等,注明测区名、起降场坐标、日期、单位名称、操作者和仪器型号。
7.10.6 导航定位系统地面台站选址联测的资料数据、差分 GNSS 导航定位系统校准点的坐标数据等,均需注明测区名、测定日期、位置、单位名称和操作者。
7.10.7 每个有效测量飞行工作日结束后,项目组对磁测原始资料进行现场检验,确认合格无误。
7.11 岩(矿)石磁性标本采集与参数测定
岩(矿)石磁标本采集与参数测定,按照DZ/T 0368中规定执行。
7.12 质量评价
7.12.1 评价内容
宜采用单项质量指标和总精度相结合的评价方法。单项质量指标包括:航空磁力仪地面静态噪声水平和空中动态噪声水平、飞行高度质量、导航精度、定位精度和磁日变记录质量等。
7.12.2 航空磁力仪地面静态噪声水平
7.12.2.1 无人直升机高精度磁测系统组装好以后,在地面使用机外电源系统供电,开启数据收录系统工作,其他仪器不工作(包括磁补偿仪)情况下,观测收录时间不少于 2 h。采样间隔为 0.5 s,如果采样间隔小于 0.5 s,采用抽点的方法,等效为 0.5 s 间隔。对收录数据按公式(5)计算航空磁力仪地面静态噪声水平(Sn):
Sn
B,i
B,i ········································································· (7)
式中:
n ——参加计算的观测点个数;
i ——数据序列号,i=l,2,… , n;
Sn ——航空磁力仪地面静态噪声水平,单位为纳特[斯拉](nT);
Ti ——第i个磁场值,单位为纳特[斯拉](nT);
B´i——第i个上磁测数据Ti 的四阶差分值。
7.12.2.2 航空磁力仪的地面静态噪声水平(Sn)评价,分级标准见表 5。
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表5 地面静态噪声水平(Sn )分级标准
等级
分级标准
一级
Sn ≤0.01 nT
二级
0.01 nT
三级
0.03 nT
四级
Sn>0.10 nT
注: 四级为不合格资料。
7.12.3 航空磁力仪系统动态噪声水平
7.12.3.1 航空磁力仪系统在测线上测量飞行条件下,采样间隔为 0.5 s 时,取整条测线数据(舍掉水平梯度>600 nT/km 异常上的测点值)按下式计算 Si 值,若采样间隔小于 0.5 s,采用抽点的方法,等效为 0.5 s 间隔,用以评价每条测线的磁测数据质量。
Si
Bi = Ti-2 - 4Ti-1 + 6Ti - 4Ti+1 + Ti+2 ··················································· (9)
Bi ········································································ (20)
式中:
n ——参加计算的测点数;
Bi——第i点上磁测数据Ti 的四阶差分值,单位为纳特[斯拉](nT);
Si——航空磁力仪系统动态噪声水平,单位为纳特[斯拉] (nT)。
7.12.3.2 磁测数据质量依据航空磁力仪系统动态噪声水平(Si)评价,分级标准见表 6。
表6 动态噪声水平(Si )分级标准
等级
分级标准
一级
Si ≤0.08 nT
二级
0.08 nT
三级
0.14 nT
四级
Si>0.20 nT
注: 四级为不合格资料。
7.12.3.3 航空磁力仪地面静态噪声水平达不到一级要求时,不准许将空中资料质量评为一级。当飞行高度较低造成磁测动态四阶差分值达不到要求时,可采用每架次早晚基线进行评价。
7.12.4 测量飞行高度质量评价
飞行高度评价由平均离地高度 ( Δ--h(-)-R-)表示,也可统计全测区离地高度分组出现的频数及所占百分数(W)。
a) 平均离地高度( Δ--h(-)-R-)计算公式为:
hRi ································································ ···
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式中:
Δ--R-l(-)——采样点i上的雷达高度值,单位为米(m);
N ——采样点总数。
b) 计算各高度组内出现的百分数,可绘出正态分布曲线。并统计符合设计中规定的飞行离地高度的百分比(W):
w ········································································· (14)
式中:
n ——符合设计书规定的飞行离地高度出现点个数;
N ——采样点总数。
7.12.5 导航精度评价
7.12.5.1 评价指标
导航精度宜使用平均偏航距或测网疏密度指标评价。
7.12.5.2 平均偏航距指标
在航迹恢复后,计算全测区测点偏离预定测线位置的平均偏航距(A)和各偏航距组内出现的频数所占百分比,用以评价导航质量。
a) 平均偏航距(A)的计算公式:
A i | ······································································· (53)
式中:
δi ——采样点(测点)i上的实际偏航距,单位为米(m);
N ——采样点总数。
b) 统计超过 5.9.3 中规定的偏航距点数和所占百分数。
7.12.5.3 疏密度指标
在航迹恢复后,沿垂直于测线方向,计算飞行测量获得的实际测线间距与设计书预定的测线间距的差值,计算这些差值的平均值即为全区的测网疏密度,用以评价飞行测线平面上实际均匀分布情况的指标。按公式(14)计算测网疏密度(D):
D di - Δ | ·······························································
式中:
di ——第i个位置处实际测线间距,单位为米(m);
N ——参加统计、计算实际测线间距和预定测线间距差值的样本总个数;
Δ ——设计书预定测线间距,单位为米(m)。
7.12.6 定位精度评价
7.12.6.1 通过飞行基地某固定点位等精度连续观测(大于 30 min)计算静态定位精度,按公式(15)计算静态定位精度(Sp):
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SP
式中:
Xi ——表示某固定点上第i次定位系统的坐标观测值,单位为米(m);
X- ——诸Xi 的算术平均值,单位为米(m);
N ——参加计算的数据总数;
i ——观测次数,i=1,2,… , N。
7.12.6.2 可分别求取北向及东向坐标数据(或经、纬度数据)的精度(SPX)和(SPY ),也可用北向和东向坐标合成的径向(r)统计定位精度。
7.12.7 磁日变资料质量评价
磁日变模拟记录评价主要依据模拟记录噪声峰峰值的包络线幅值大小确定,分级标准见表7。
表7 包络线幅值分级标准
等级
分级标准
一级
包络线幅值≤0.10 nT
二级
0.10 nT<包络线幅值≤0.15 nT
三级
0.15 nT<包络线幅值≤0.20 nT
四级
包络线幅值>0.20 nT
注: 四级为不合格资料。
7.12.8 磁测总精度评价
磁测总精度(σ)是由航空磁力仪系统的测量和定位误差及各项校正不充分或不准确等误差的总和。在经过各项校正后,无人直升机高精度磁测总精度应使用控制线与测线交点上磁场差值之均方差来衡量。磁场水平精细调平前计算出的(σ)作为主要由定位引起的磁场测量误差,按公式(16)计算:
式中:
δi ——第i个控制线与测线交叉点上磁场差值,单位为纳特[斯拉](nT);
n ——参加计算的控制线与测线交叉点个数;
σ ——无人直升机高精度磁测总精度,单位为纳特[斯拉](nT)。
计算σ时,允许舍掉磁场梯度较大(600 nT/km,交叉点处磁场变化>3σ者),但舍弃数不应超过相应检查点数的5%。其余的交叉点均应参与σ的计算。
在完成精细调平后应按上述舍点要求再计算σ, 作为全区测量的成图总精度值。
7.13 野外资料验收
7.13.1 野外资料验收通过后,才能结束野外测量工作。
7.13.2 检查验收 7.10 包括的全部原始记录。
7.13.3 对磁测资料和磁日变资料做预处理:去掉质量不符合 7.12.3.2 与 7.12.7 要求的数据;对数据进行编辑;对原始观测值进行各项改正,包括:正常场改正、飞行方向差改正、飞行海拔高度校正、磁日变校正、磁场水平调整、滞后改正。
7.13.4 对各原始记录、表册进行整理、编目和编号,编制原始资料索引。
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7.13.5 对于数据预处理自动改正和计算的结果,要检查计算程序和使用的重要参数是否正确,如发现错误立即改正。
7.13.6 计算所取有效数字和每一计算步骤的标准值,要与仪器性能指标及工作精度相适应。
7.13.7 检查验收时对下列原始数据予以作废:
a) 经检查导航定位精度质量不符合要求的相应磁测数据;
b) 工作中仪器设备性能变化超出允许范围所观测的磁测数据;
c) 日变资料作废当天的磁测数据;
d) 观测或记录不符合设计书或本标准要求,导致无法利用的数据;
e) 经检查质量不合格而又无法补救的数据;
f) 采集的物性标本不符合要求、定名错误而又无法改正、测定方法不正确或测定结果不符合要求的磁参数资料;
g) 人为干扰的强度超过 3 倍磁测总精度的点。
7.13.8 不准许使用作废数据。
8 数据处理与图件编制
8. 1 数据处理
8.1.1 处理内容
数据处理包括:数据编辑、坐标转换、数据校正、位场转换等。
8.1.2 数据编辑、坐标转换
8.1.2.1 在野外预处理后的测量数据应完整保存并使测线号唯一。
8.1.2.2 应进行测线数据质量检查并去除干扰数据。
8.1.2.3 将磁测收录的导航定位坐标,归算到选定的坐标系。
8.1.3 数据校正
磁测ΔT测量原始数据值(Ti1)的各项校正按公式(17)进行计算,求得采样点i的ΔTi值:
ΔTi1 = Ti1 - Ti2 - ΔTi3 - ΔTi4 - ΔTi5 - ΔTi6 - ΔTi7 ········································ (9)
a) 地球正常磁场校正(Ti2 ):按照国际规定,使用有效的国际地磁参考场值(IGRF),进行逐点校正;
b) 飞行方向差校正(ΔTi3 ):采用软补偿方法时,按收录的无人直升机姿态(方向角、仰俯角及摇摆角度等)与其相应影响的值,对磁测数据进行校正;
c) 飞行海拔高度校正(ΔTi4):即地球正常磁场垂向梯度校正,主要根据测量飞行的海拔高度差值(Δh),由国际地磁参考场(IGRF)计算逐点校正;
d) 磁日变校正(ΔTi5 ):根据磁日变站实测记录,对空中磁测原始数据做逐点校正;
e) 磁场水平调整(ΔTi6 ):应根据测量布置、精度要求、使用的无人直升机高精度航空磁力仪系统和专用软件等条件选择适合的调平方法,确定相应的参数;
f) 滞后校正(ΔTi7):根据反方向重复线飞行测量结果计算并做逐点校正。
8.1.4 位场转换
根据测量任务的要求进行磁测数据位场转换,如化磁极或化赤道、向上(向下)延拓、垂向导数、水平梯度模或方向导数、剩余异常计算等处理。
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8. 2 图件编制
8.2.1 磁测数据处理结束后,编制以下基础图件:磁力ΔT 剖面平面图,磁力ΔT 异常图、测网分布图(航迹图)、实际材料图等。
8.2.2 磁力ΔT 剖面平面图、磁力ΔT 异常图的成图比例尺等于实际测量比例尺。剖面平面图剖面曲线纵比例尺最大为图上 1 mm 所代表的值不小于磁测总精度(σ)的 1/3。磁力ΔT 异常图等值线间距,等于或大于 2σ。当位于平静磁场区时,宜使用半间距线作辅助线。
8.2.3 绘制磁力ΔT 异常图宜使用随机或矩形网格数据文件。网格距宜小于测量线距的 1/4、不应大于成图比例尺图面上 3 mm 所代表的距离。
8.2.4 测网分布图上应包括测量飞行线主测线、控制线、加密测量线等。
8.2.5 基础图件用底图按照 DZ/T 0069 有关规定。
8. 3 异常查证
对有找矿意义或对推断解释有代表性的异常,根据任务要求安排地面查证。重视对异常查证资料的分析与研究,异常查证结果作为推断解释和报告编写的重要依据。
9 推断解释
9. 1 推断解释基本要求
9.1.1 推断解释应遵循从已知到未知,定性解释与定量解释相结合的原则。
9.1.2 推断解释中应充分收集与利用实测的物性资料和异常查证资料。
9.1.3 应视需要进行磁测数据位场转换处理。
9.1.4 磁测资料推断解释包括对区域磁场和局部异常的解释两部分。
9.1.5 对推断解释成果的可靠性进行评价。
9.2 区域磁场解释
区域磁场解释需对磁场进行分区,并研究其所反映的区域地质构造特征。
9.3 局部磁场解释
9.3.1 局部磁场解释基本要求
在对测区的地球物理特征进行分析、建立磁测解释标志的基础上,选编磁测异常,分析异常的性质、成因及地质找矿意义,对每个局部异常进行推断解释。
9.3.2 局部异常确定原则
局部磁场变化大于或等于测量总精度的两倍,并且与一定的地质现象相联系时,即为局部异常。对小于测量总精度两倍,但与地质任务关系密切的弱异常也应加以分析。在实际工作中,结合地质任务、磁场特点和地质构造等综合分析确定。
9.3.3 局部异常定性及定量解释
9.3.3.1 局部异常定性解释应根据物性、地质等综合资料和局部异常特点,结合工作地区地质构造、矿产及其他物探资料,判断引起磁异常的地质原因。
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9.3.3.2 重点局部异常在定性解释的基础上进行定量计算与解释,已知和推断矿致异常解释结果(位置、埋藏深度、规模等信息)标注在推断的地质图上。
9.3.3.3 对局部异常进行磁性体顶面埋藏深度计算。磁测的定性和定量解释结果,应经过其他技术人员复核。
9.4 推断解释图件
根据目标任务要求编制磁测异常分布图、推断地质构造图及相关解释图件。
10 成果报告编写
野外资料验收后,按磁测勘查项目任务规定编写成果报告,编写提纲见附录C。
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A
A
附 录 A
(资料性)
无人直升机高精度磁测工作设计编写提纲
图A.1给出了无人直升机高精度磁测工作设计编写提纲。
图A.1 无人直升机高精度磁测工作设计编写提纲
19
B
B
附 录 B
(资料性)
无人直升机高精度磁测记录表格
B.1 表 B.1 给出了飞行任务书的样式。
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表B.1 飞行任务书
项目名称
日 期
起降位置
Long(X): Lat(Y): H:
无人直升机型号
飞行高度
飞行路线(区域)示意图
预计飞行时间
设计架次
设计测线
km
飞行任务
注意事项
备用任务
技术负责
(签字) 机 长(机组负责人)
(签字)
操 作 员
(签字)
备注:
20
B.2 表 B.2 给出了飞行报告的样式。
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表B.2 飞行报告
飞 行 报 告
工 区 日 期 年 月 日
起降位置 Long(X): Lat(Y): H: 无人直升机型号 仪器型号
架次
线号
速度/高度
飞行时长
架次
线号
速度/高度
飞行时长
1
/
9
/
2
/
10
/
3
/
11
/
4
/
12
/
5
/
13
/
6
/
14
/
7
/
15
/
8
/
16
/
气象情况说明 飞行情况说明 对飞行的评价
第 号
飞行项目
测线公里km
飞行时间
备注
时
分
秒
生 产 测 量
测线测量
辅 助 测 量
基线
重复线
接线
控制线
控制网
高度计格值
/
偏向
/
其他
小计
辅助测量
起降途中
/
转弯
/
小计
/
废品
其他
总计
比例尺
面积 km2
机 长 (签字)操作员 (签字)
机长助理 (签字)
技术负责 (签字)
说 明:(1)偏向、高度计格值,途中起降及转弯等项的飞行只计算飞行时间而不用计算飞行公里数。
(2)所有原始记录均不应擦掉或涂改,确实写错时可用笔划去另写。
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B.3 表 B.3 给出了磁测测量操作员记录表的样式。
表B.3 磁测操作员记录表
第 号
工 区 日 期 年 月 日
起降位置 Long(X): Lat(Y): H:
22
无人直升机型号磁日变开始时间
仪器型号 磁日变结束时间
飞行架次
测线号码
测线方向
飞行速度
飞行高度
飞行时长
有效测线km
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
实 飞 测 线 示 意 图
操作员签名: 年 月 日
DB37/T 4984—2025
C
C
附 录 C
(资料性)
无人直升机高精度磁测成果报告编写提纲
图C.1给出了无人直升机高精度磁测成果报告编写提纲。
图C.1 无人直升机高精度磁测成果报告编写提纲
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