一種航磁測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于高精度弱磁檢測和航磁測量領域，特別涉及一種航磁測量數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)和裝置。
【背景技術】
[0002] 在當今的信息時代，社會對礦產(chǎn)資源的需求日益增大，為了提高磁法勘探的工作 效率，就要用先進勘探手段來代替原始的勘探手段，航空磁法測量就是其中最顯著的代表。 航磁是航空物探方法中使用時間最早、最成熟和最多的磁測方法。航空磁力測量（簡稱航 磁測量）是將航空磁力儀及其配套的輔助設備裝載在飛行器上，在測量地區(qū)上空按照預先 設定的測線和高度對地磁場強度或梯度進行測量的地球物理方法。與地面磁測相比具有較 高的測量效率，且不受水域、森林、沼澤、沙漠和高山的限制。同時由于飛行是在距地表一定 的高度進行的，從而減弱了地表磁性不均勻體的影響，能夠更加清楚地反映出深部地質(zhì)體 的磁場特征。
[0003] 因為系統(tǒng)涉及到光泵、磁通門、GPS和數(shù)據(jù)存儲等多個不同的技術領域，傳統(tǒng)的航 磁物探數(shù)采設備是從不同的廠家采購相應的設備，再制作一臺主控儀器，通過RS232串口 接收所有相關設備的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲。從以往使用的情況來看，存在以下問題。
[0004] (1)設備整體體積大，分量重，不適合小型無人機使用。而且各個設備的大小形狀 不盡相同，組裝復雜；
[0005] (2)數(shù)據(jù)接口復雜，數(shù)據(jù)通信效率低；
[0006] (3)數(shù)據(jù)同步問題。航磁測量過程中，希望每組記錄的各個數(shù)據(jù)產(chǎn)生自各自傳感器 的同一時間，這樣才能確保數(shù)據(jù)分析的準確性。但是，由于集成各個不同廠家的設備，各自 的數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)更新頻率均不盡相同，往往難以保證數(shù)據(jù)的同步性，因此會給隨后的數(shù)據(jù) 分析帶來困難；
[0007] (4)傳統(tǒng)的航磁數(shù)據(jù)采集設備一般配置顯示器和鍵盤，對設備的工作狀態(tài)進行顯 示和設置。在航磁測量使用中，受制于飛機機艙的限制，操作極其不方便，設置造成誤操作， 影響測量效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供了一種航磁測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和裝置，采 集的數(shù)據(jù)同步，體積小，操作簡單。
[0009] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：
[0010] 一種航磁測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)以及受主控系統(tǒng)控制的GPS定位子系 統(tǒng)、光泵數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、磁通門數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)、人機交互子系統(tǒng)和電 源子系統(tǒng)；
[0011] 所述GPS定位子系統(tǒng)用于采集實時的GPS數(shù)據(jù)；
[0012] 所述光泵數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于對光泵磁力儀的信號進行捕捉，并實時計算出磁場 數(shù)值；
[0013] 所述磁通門數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于處理磁通門傳感器的模擬信號，并將該模擬信號 經(jīng)放大、檢波和積分處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；
[0014] 所述數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)用于將GPS定位子系統(tǒng)、光泵數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和磁通門數(shù)據(jù) 采集子系統(tǒng)采集到的各種數(shù)據(jù)寫入SD卡中；
[0015] 所述人機交互子系統(tǒng)用于向主控系統(tǒng)發(fā)送命令以及接收主控系統(tǒng)發(fā)來的數(shù)據(jù)信 息并顯不；
[0016] 所述電源子系統(tǒng)為前述各系統(tǒng)提供符合其各自要求的電壓；
[0017] 所述主控系統(tǒng)和各子系統(tǒng)均集成在一塊電路板上，采用一個雙核MCU，所有數(shù)據(jù)在 核之間實現(xiàn)實時同步，這樣避免了各個子系統(tǒng)之間復雜的數(shù)據(jù)通信，而且保證了各個子系 統(tǒng)數(shù)據(jù)的同步性。
[0018] 其中，所述雙核MCU內(nèi)部集成了一個ARM contex-M3核和一個DSP C28核，所述 ARM contex-M3核用于采集磁通門數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)以及進行人機交互，所述DSP C28核用于 采集和計算光泵數(shù)據(jù)，且將采集到的光泵數(shù)據(jù)通過IPC實時同步至contex-M3核。
[0019] 其中，所述人機交互子系統(tǒng)通過藍牙與手持終端進行通信。
[0020] 一種航磁測量數(shù)據(jù)采集裝置，采用航磁測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括用于將本裝置固 定在機艙上的底板以及前后并列安裝在底板上的電池盒和主機盒；
[0021] 所述電池盒的頂部設有電源開關和電源輸出接口；
[0022] 所述主機盒內(nèi)安裝有主處理板、電源板，主機盒的頂部依次設有SD卡插槽、光泵 磁力儀接口、磁通門傳感器接口、GPS和藍牙天線接口以及電源輸入接口。
[0023] 其中，所述電池盒和主機盒均使用松不脫螺絲固定安裝在底板上。
[0024] 其中，所述底板上開有與電池盒和主機盒相匹配的定位槽。
[0025] 本發(fā)明的有益效果為：
[0026] 1)設備整體結構體積小，重量輕，便于安裝固定，對機艙空間要求低，SD卡和電源 模塊易于更換，非常適合小型無人機航磁測量要求；
[0027] 2)高度集成設計，光泵、磁通門、GPS數(shù)據(jù)采集融為一體，很好地解決了各項數(shù)據(jù) 接口復雜、數(shù)據(jù)通信效率低下和數(shù)據(jù)不同步等問題；
[0028] 3)采用高性能雙核MCU，單獨一個核進行光泵數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)了高精度光泵磁場 數(shù)據(jù)測量；
[0029] 4)具有藍牙通信接口用于進行人機交互，操作簡便，功能齊全。
【附圖說明】
[0030] 圖1為航磁測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的原理框圖。
[0031] 圖2為MCU芯片的IPC功能原理框圖。
[0032] 圖3為航磁測量數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發(fā)明。
[0034] 如圖1所示，一種航磁測量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括主控系統(tǒng)以及受主控系統(tǒng)控制的 GPS定位子系統(tǒng)、光泵數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、磁通門數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲子系統(tǒng)、人機交互 子系統(tǒng)和電源子系統(tǒng)。
[0035] 前述主控系統(tǒng)和各子系統(tǒng)均采用同一個雙核MCU，具體選用德州儀器的 F28M35H52C型雙核MCU，其內(nèi)部集成了一個ARM contex-M3核和一個DSP C28核。其中， ARM contex-M3核用于采集磁通門數(shù)據(jù)和GPS數(shù)據(jù)以及進行人機交互，DSP C28核用于采 集和計算光泵數(shù)據(jù)，且DSP C28核采集到的數(shù)據(jù)通過IPC以總線級的速度實時同步到ARM contex_M3核，如圖2所示。
[0036] 其中，GPS定位子系統(tǒng)用于采集實時的GPS數(shù)據(jù)；光泵數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于對光泵 磁力儀的信號進行捕捉，并實時計算出磁場數(shù)值；所述磁通門數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)用于讀取磁 通門傳感器的模擬信號，并將該模擬信號經(jīng)放大、檢波和積分處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)