空—地无人机瞬变电磁数据采集技术研究
本文选题:半航空瞬变电磁 + 无人机 ; 参考:《煤炭科学研究总院》2016年硕士论文
【摘要】:因兼具地面瞬变电磁法和航空瞬变电磁法的优点,半航空无人机瞬变电磁法成为一种新的地球物理勘探方法,该方法是在地面铺设大定源回线或者长导线源,在空中以无人机作为探测平台,搭载接收探头和其他辅助信息测量装置,利用GPS导航自行低空飞行至指定地点,进行快速高分辨率测量;数据采集任务完成后自动返回起飞点进行后期数据处理。本文以“空-地无人机瞬变电磁探测系统研制”项目为依托,在现有半航空瞬变电磁探测理论及相关设计经验的基础上,对该系统中关键的数据采集技术进行了研究。根据研究工作的需要,搭建了空-地无人机瞬变电磁数据采集系统,为了保证设备安全及减少信号噪声,提出一种全新的数据采集方式,采用空中定点悬停的方式进行数据采集。提出一种新的无人机瞬变电磁同步技术方案,通过无线数传模块及程序开发,实现了无人机瞬变电磁同步采集技术。分析了线性叠加算法及双极性同步叠加算法的降噪效果,采用峰值检测的方法保证双极性叠加过程中正负叠加次数相同。为了生成视电阻率剖面图,提出一种等间隔递推取样法,与等对数间隔的拟合曲线进行了对比。最后在Labview平台下进行数据采集程序的设计,完成了串口设置、飞行航点解析、发射机控制、叠加次数设置、对NI采集卡的控制、信号调理、数据处理及显示和存储程序,以及人机交互界面的设计。对设计的各部分功能程序进行了实验室验证及室外试验验证,试验测试效果达到预期目标。
[Abstract]:Because of the advantages of both ground transient electromagnetic method and aeronautical transient electromagnetic method, the semi-aeronautical UAV transient electromagnetic method has become a new geophysical exploration method, which is to lay a large fixed source loop or long wire source on the ground. The UAV is used as the detection platform in the air, carrying the receiving probe and other auxiliary information measuring devices, using GPS navigation to fly at low altitude to the designated place on its own to carry out the fast high-resolution measurement. After the data acquisition task is completed, it automatically returns to the take-off point for later data processing. Based on the project of "the development of transient electromagnetic detection system for air-to-ground UAV", based on the existing theory of semi-aeronautical transient electromagnetic detection and related design experience, this paper studies the key data acquisition technology in this system. According to the needs of the research work, a transient electromagnetic data acquisition system for air-to-ground UAV is built. In order to ensure the safety of the equipment and reduce the signal noise, a new data acquisition method is proposed. The method of hovering in the air is used to collect data. In this paper, a new scheme of UAV transient electromagnetic synchronization is proposed, and the acquisition technology of UAV transient electromagnetic synchronization is realized through the development of wireless data transmission module and program. The noise reduction effect of linear superposition algorithm and bipolar synchronous superposition algorithm is analyzed. The peak detection method is used to ensure the same number of positive and negative superpositions in the process of bipolar superposition. In order to generate apparent resistivity profile, an equal-interval recursive sampling method is proposed, which is compared with the fitting curve of equal logarithmic interval. Finally, the data acquisition program is designed under the Labview platform, including serial port setting, flight point analysis, transmitter control, superposition number setting, control of NI acquisition card, signal conditioning, data processing, display and storage program. And the design of man-machine interface. The designed functional programs are verified by laboratory and outdoor tests, and the test results reach the expected goal.
【学位授予单位】:煤炭科学研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P631.325
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,本文编号:1809783
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