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三、國內無人機低空航磁測量產業發展分析
（一）國內無人機低空航磁測量產業發展狀況
“十一五”以來，經過三個“五年規劃”的科學技術創新與應用，攻克了相關理論和核心技術難題，促進了國內航空物探的自主創新能力和勘查技術水平的大幅度提高，實現了全系列、先進實用的航空物探勘查系統和技術的自主研制，填補了多項國內理論、技術和裝備空白，打破了國外技術封鎖和壟斷，并通過結合地質調查項目的實施，實現了工程化應用。
我國國土資源航空物探遙感中心2003年研制成功新一代(HC-2000)航空氦光泵磁力儀，采樣率可在1~15Hz范圍內調制，靈敏度達到0.3pT/Hz1/2，測量范圍為35000~65000nT。杭州瑞聲海洋儀器有限公司推出RS-HGB4B型航空4He光泵磁力儀，測程：35000~70000nT，采樣率0.2~10Hz，靜態噪聲≤0.01nT，儀器系統頻率響應≥10Hz。
許多國內的科研單位都自主研制了基于固定翼平臺的航磁測量與補償系統，其中具有代表性是中國國土資源航空物探遙感中心(航遙中心)2002年推出的SCI型航磁自動化數字補償儀，其量程為20，000~100，000nT，分辨率為0.001nT，總場補償后標準差為0.035nT(典型值)，標準差改善比為10~20倍。十一五期間，航遙中心進一步研制出AGS-963型多通道航磁梯度補償儀。AGS-963的外部構造如圖1.3.1-1所示，它的量程為10，000~100，000nT，分辨率為0.0001nT，總場補償后標準差在0.019~0.080nT之間(典型值為0.035nT)，改善率為12.7~89.0。AGS-963型多通道航磁梯度補償儀已達到國際先進水平。目前國內航磁測量系統發展程度如下圖1.3.1-2所示。
圖1.3.1-1
表1.3.1-1
我國無人機低空航磁產業起步較晚，但在2012年至2015年短短的三年時間里，中國地質調查局組織多家科研單位，共同研制完成了世界上第一套“彩虹-3”中型無人機航空地球物理綜合測量系統，如表1.3.1.1，開啟了無人機在地質調查礦產勘查民用領域的使用。2015年，經過3個月的野外工作，中國地調局地科院物化探所“基于無人機的航空物探(電/磁/放)綜合站測量技術研發與應用示范”項目組在克拉瑪依低山地區應用長航時、全夜航測量模式，安全、高效、高質量地完成了總計13000余測線千米高精度無人機航磁、航空(磁/放)試生產任務，圓滿完成年度試驗及試生產作業，檢驗了綜合站的實用化性能，野外原始資料滿足規范要求并順利通過驗收。這標志著我國自主研制的無人機航磁及磁/放綜合測量系統基本實現實用化，具備了推廣應用的基礎。
圖1.3.1-2
中科院上海微系統所(常凱等，2015)研發了一種基于LTSSQUID的無人機航空超導磁測系統，基于Barewasher構型的SQUID超導薄膜可有效抑制地磁場引起的磁通陷入，基于SQUID自舉電路(SBC)技術實現低噪聲直接讀出磁場信號，該系統靈敏度優于1pT/√Hz，環境場下量程達到60μT，可實現地磁場的垂直三分量磁場同步測量。同年，中科院上海微系統和信息技術研究所研制一種可基于GPS在硬件層面上通過重采樣技術實現數據實時同步的低溫超導磁力儀(伍俊等，2015)，數據同步精度優于1μs，并在GPS信號丟失后仍能在50s內通過數字鎖相環保證數據的同步精度，為磁法勘探和航空全張量磁梯度測量等領域奠定了堅實的基礎。中科院上海微系統和信息技術研究所和吉林大學(榮亮亮等，2016)基于欠阻尼低溫SQUID和單片讀出技術構建了一種高性能低溫SQUID傳感器，通過與空心線圈瞬變電磁系統的對比實驗，驗證了低溫SQUID對地球深部信息的探測能力，標志著我國在高端技術方面已經取得了較大成果。
2017年9月23日，在天津舉辦的2017年中國國際礦業大會上，地質調查新兵——我國的“彩虹-4”物探專用無人機就已經亮相了。當時是正在研制當中，計劃的是2018年試飛，2019年正式投入使用。如果一切順利進行，則標著著我國無人航空物探領域裝備更加成熟和完善，即將迎來新的篇章。1、最大有效載荷達345公斤，可以實現同時搭載航磁、航重和航放等航空地球物理探測設備；2、巡航速度可達每小時200公里，這一巡航速度是與機載多種地球物理探測裝備完美匹配，飛行高度可以降低到規范要求，從而實現大中比例尺的航空地球物理探測工作；3、續航時間可達40小時，續航里程可達4000公里，使用超視距通訊鏈路控制距離可達2000公里以上，為航空地球物理向深藍遠海進軍提供了保障；4、可在距地面120-180米的高度穩定飛行，最大飛行高度可達7300米，使用升限在6000米以上，可實現在青藏高原開展航空地球物理探測工作。
