航空伽玛能谱无人值守自动监控系统研究

发布时间：2019-02-17 08:00

【摘要】：航空伽玛能谱仪是重要的航空物探仪器,在矿产资源勘查、环境放射性污染评价、核事故应急等方面应用广泛。对航空伽玛能谱仪进行无人值守自动监控,不仅在提高航空伽玛能谱仪自动化水平方面具有重要作用,在航空放射性测量安全生产方面也具有实际意义。目前野外生产过程中,必须有航操员在飞机上对航空伽玛能谱仪进行操作,由于野外生产任务工作区域广、地理条件复杂,存在航操员的人身安全隐患问题。针对上述情况,本课题设计实现了一套航空伽玛能谱无人值守自动监控系统(简称：无人值守系统),该系统可在地面进行远程操控机载航空伽玛能谱仪,实时获取和下发能谱仪质量状态信息,在能谱仪发生异常情况时,可远程一键恢复从而排除故障。本系统可提高航空伽玛能谱仪的生产效率,确保生产安全,为航空物探设备的安全、高效、高质量的生产保驾护航。目前,国内外在航空物探领域所研制的无人值守系统主要应用于航磁系统、航电系统,鉴于无人机自身载重有限,在航空伽玛能谱仪(航放系统)上仅有搭载1至2条4L NaI (TI)晶体的小型无人机航放系统,这样的航放系统仅用于环境放射性测量。国内外现有的航空伽玛能谱仪主要用于矿产资源勘查,需要采用10条4L NaI (TI)晶体以上。本论文设计完成了可同时应用于无人机环境放射性测量与航空放射性物探场合的无人值守系统。通过航空伽玛能谱无人值守系统的研究与开发,论文的主要研究成果为：1、设计完成了包含机载无人值守监控子系统、地面监控中心子系统与空地一体远程通信子系统在内的航空伽玛能谱无人值守系统；实现了航空伽玛能谱仪的远程无人操控,能谱仪质量状态信息实时监测及远程故障一键恢复功能。2、完成了基于北斗卫星的可靠数据通信链路,机载端北斗卫星将机载自动监控主机采集到的航空伽玛能谱质量状态信息传输到地面监控中心,地面工作人员可以在地面实时查看航空伽玛能谱系统的质量状态信息及发送命令一键复位航空伽玛能谱仪;3、设计完成了机载无人值守监控主控软件、航空能谱仪监控软件及地面监控中心软件,并采用异步管道方式完成了监控主机与能谱仪主机之间的TCP/IP套接字通信、能谱仪主机中能谱仪测量软件与监控主控软件的进程间异步命名管道通信,并通过协议设计实现了多个子系统之间的稳定可靠协调同步运行；4、设计完成RS232硬件报警器2套,实现了机载端机载监控工控机与报警器进行通信,并按照地面指挥命令进行远程报警、报警返航、硬件复位等操作。5、对系统的各项指标进行了测试,在航遥中心完成了室内调试与测试,在长春龙嘉机场和石家庄大郭村机场完成了动态飞行测试,2014年7月28日至9月2日在吉林磐石进行了15架次的飞行试用,测试效果良好,仪器整机稳定,性能满足航空能谱测量无人值守的要求。本文通过机载无人值守子系统与地面监控中心子系统的软硬件设计,实现了空地一体远程无线通信,完成了基于北斗卫星通信的航空伽玛能谱无人值守系统。设计的航空伽玛能谱能谱无人值守系统,通过在北京、长春、石家庄等地的多架次野外试验和生产结果表明,能够远程启动测量,实时获取能谱仪质量状态信息,并可在能谱仪出现异常时,远程一键故障恢复,到达了预期的设计目标。
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【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.63

【参考文献】