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地球本身就是一个巨大的磁体，在地球表面会呈现缓慢梯度变化，

同时，地球表面不同磁场特性的物质，如岩石、矿体、人造设备等也会导

致地磁场的剧烈变化，通过对一个区域的磁异常变化检测和描述， 可

以有针对性的实现物质探测和目标寻找等目的。

2.2 总体方案设计

2.2.1 飞 行 作 业 流 程

2.2.2 制 定 作 业 计 划

测量人员与飞行控制人员协商、沟通后，制定相应飞行作业计划、确

定具体飞行测线。飞行控制人员要预先掌握起降点、航路、测区的天气

状况，了解空域活动情况，制定飞行计划，预计起飞时间和着陆时间，

并向有关航管部门申报飞行计划。

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2.2.3 补偿飞行

在测线任务开始前，无人需进行补偿飞行，以获取磁补偿所需补偿

系数。具体要求如下：

1) 选择地磁场相对平稳区域；

2) 要求飞行高度：3000 米；

3) 要求飞行空域：边长为 100 秒飞行距离的矩形区域，梯度变化

小于 50nT/km，飞行空域应事先选择确定；

4) 航磁校准/补偿飞行动作

到达要求高度和空域后，北航向平飞，按如下图所示四边形轨迹飞行，

在每个航向上做 3 组机动动作：

图 1 补偿飞行示意图

⚫ 机动动作：3 次±5°的俯仰、3 次±10°的摇摆、3 次±5°的偏航

（每次动作约 10 秒）。

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⚫ 每种动作（3 次）连续完成，每种动作开始前、结束后可短暂平

飞2-3 秒。

⚫ 每个方向动作完成后，顺时针（向右）平稳转弯 90°。

⚫ 全部完成后，重新回到北航向。

2.2.4 测线作业起飞前准备

按照进场任务，飞行控制人员完成加注燃料等准备工作，将无人牵

引至预定起降位置，无人系统开始供电，飞行控制人员对无人执行

快速程序检查，并完成航迹飞行参数检查。

首先确认地面磁日变站开始正常运行。然后测量人员打开航测测量系

统，对仪器通电加温，检查各种仪器工作是否正常、开启航磁仪、锁定

工作状态，检查收录系统工作状态，确认测量系统工作正常。

当无人和航空测量系统经过检查测试正常后，启动无人，在

测控站内的指挥员下达起飞命令后，无人操作员发送起飞指令，无人

依照程序调至起飞状态，飞机启动旋翼，实现自主起飞。起飞后在飞

离机场区域后切入自动飞行控制模式。

2.2.5 空中测量

无人从起降点起飞后，首行螺旋式爬升，然后爬升至预订飞行

高度后飞往待测区域，按照任务计划自主测线，通过导航定位系统对准

航线保证作业航偏在规定范围内。

飞机飞行测量过程中，测控人员实时对仪器工作状态进行监控和记录。

2.2.5 返航与自主着陆

完成本架次预设测线任务的测量后，无人进行返航，缓慢螺旋式下

降至安全高度，返回起降点。无人将按照预先设定的降落点自主降落，

飞行控制人员时刻关注下降过程，并保证随时可通过遥控器处理可能发

生的突发意外情况。

2.2.6 仪器设备检测维护

无人着陆停稳后，飞行控制人员对进行无人检查、维护，涉及发

动机、机体结构、电气、起落架等部分。按照固定流程要求完成无人

系统检查和维护，发现问题及时报告。

测量人员确认仪器工作状态，并拷贝本架次的原始数据。若当天任务

完成，则关闭所有仪器设备。返回基地后，对仪器工作状态、数据质量

和工作量等进行统计，并向有关负责人员汇报。

测区作业期间，飞行控制人员和航磁测量人员要相互配合，提前做好

飞行准备工作，以保证测量飞行工作的顺利开展。

2.2.7 数据处理

结果处理方面主要利用已有数据对野外实测数据进行数据导出与

编辑、坏点剔除、测线切割与合并、噪声压制、网格化、异常分离与

增强等处理。

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2.3 硬件系统设计

无人磁探平台系统包括无人平台和磁探平台两个子模块。其

中无人平台提供载荷，并达到磁探平台要求的动作指标；磁探平台

通过数采系统和传感器获得磁场信号数据，再根据校准系数和补偿算

法补掉干扰场，获得终数据。整个平台包含硬件仪器设备如下：

设备名称 数量

无人 1

光泵磁力仪 1

三分量磁力仪 1

数据采集 1

GPS 1

地磁日变站 1

1

一、 数据采集器

图 2 小鹰 1060 航磁无人

序

号

指标 参数

2 磁场测量范围 1000–105,000 nT

3 前端 (FE) 分辨率: 0.286pT

100Hz 采样率下，分辨率为1.5pT

1

16 电源 +28VDC±6VDC，1A(不含传感器)

17 环境要求 工作温度:-20到+50℃

存储温度:–20到+70℃

相对湿度:0到99%，

高度:0–6000米

18 产品规格 尺寸： 80 x 120 x 77 mm

重量：350g

二、总场磁力仪

工作范围 1000～100000 nt

灵敏度 0.002nT/ Hz RMS

噪音水平 静态噪声水平：0.01nT 动态噪声水平：0.08nT

分辨率

0.0001nT

测量死区

±7度

电源及功耗

12W

工作温度

﹣30℃—60℃

校准

不需要

1

响应速度 10000nT/s

重量 18g（探头）/350g（数据采集器）

三、三分量磁力仪

测量范围 ±70μT～±250μT

灵敏度 7～25μT/V

带宽 DC～1KHz（＜0.5dB）

线性度 ≤0.01% FS

正交度 ≤±0.2°

频域噪声 ≤6pT/rms√Hz@1Hz

工作电压 ±12V～±17VDC,带电源指示

功耗 ≤0.45W

重量 <190g

产品尺寸 30mm×30mm×126mm

接口形式 航空九针插孔（连接线长配备 20 米，一段连接

传感器，一端接头可按客户要求定制。）