Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка методов и создание экспериментального образца беспилотного комплекса дистанционного оптического и магнитометрического мониторинга природных и техногенных сред

Номер контракта: 14.607.21.0081

Руководитель: Малышев Юрий Николаевич

Должность руководителя: директор

Докладчик: Черкасов Сергей Владимирович, заместитель директора по научной и музейной работе

Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный геологический музей им.В.И.Вернадского Российской академии наук
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный геологический музей им.В.И.Вернадского Российской академии наук

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
высокоточный магнитометр, аэромагнитная съемка, беспилотный летательный аппарат (бпла), беспилотный оптико-магнитометрический комплекс (бамк), вариации магнитного поля

Цель проекта:
Целью прикладного научного исследования является исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание методов дистанционного мониторинга природных и техногенных сред, посредством проведения высокоточной магнитометрической и оптической мультиспектральной съемки, для выявления экстремальных природных явлений с учетом тектонических особенностей территорий, а также - комплексной качественной и количественной оценки аккумуляций техногенно-минеральных образований. Конечными продуктами, создаваемыми с использованием результатов, полученных при выполнении проекта, являются: 1) Экспериментальный образец беспилотного комплекса дистанционного мониторинга; 2) Методика проведения магнитометрической съемки с использованием БКДМ; 3) Методика проведения мультиспектральной съемки с использованием БКДМ; 4) Результаты практического дистанционного мониторинга природных и техногенных сред с использованием экспериментального образца БКДМ. Результаты работ по проекту представляют собой комплекс аппаратурных, методических, и программных средств, обеспечивающих высокопроизводительный мониторинг природных и техногенных сред.

Основные планируемые результаты проекта:
Прототип БКДМ, включающего модуль магнитометрии, фотоаппарат высокого разрешения, ГНСС-приемник геодезического класса, систему временной синхронизации получаемых данных;
Патент на изобретение нового типа БПЛА с аэромагнитометром на борту;
Программное обеспечение для компенсации и подавления девиационных помех БКДМ;
Программное обеспечение для обработки и визуализации данных, полученных с использованием БКДМ;
Методические рекомендации по проведению магнитометрической и мультиспектральной съемки с использованием БКДМ;
Рекомендации по реализации вновь созданного БКДМ в реальных секторах экономики.
Основные характеристики разрабатываемых аппаратно-программных средств и методики работ обеспечивают выполнение аэромагнитной съемки с погрешностью, не превышающей 2 нТл при высоте полета от 50 м и скорости 80 км/час, а также - проведение мультиспектральной съемки поверхности Земли.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом является комплекс аппаратно-программных средств и методик, обеспечивающих выполнение аэромагнитной съемки с погрешностью, не превышающей 2 нТл при высоте полета от 50 м и скорости 80 км/час, а также - проведение мультиспектральной съемки поверхности Земли.
Впервые в мире в ходе текущего проекта выполнены комплексные измерения магнитного поля беспилотного летательного аппарата, проведена демагнетизация БПЛА, разработаны и созданы экспериментальные образцы квантового рубидиевого магнитного датчика с оптической накачкой и БКДМ.
Промышленные образцы аналогичного разрабатываемому оборудования отсутствуют, имеются только первые прототипы.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемый комплекс может быть применен при решении широкого спектра задач, в т. ч.:
1) дистанционный мониторинг природных и техногенных сред для выявления экстремальных природных явлений (землетрясения, извержения вулканов, лавины, оползни и др.) с учетом тектонических особенностей территорий;
2) комплексная качественная и количественная оценка аккумуляций техногенно-минеральных образований.
3) прогноз и поиск полезных ископаемых, характеризующихся аномальными значениями магнитных свойств горных пород, по данным аэромагнитной съемки;
4) решение задач геологического картирования в труднодоступных местностях;
5) поиск и разведка затонувших объектов на акваториях;
6) мониторинг состояния трубопроводов;
7) поиск археологических объектов.
8) проведение площадных и профильных мультиспектральных оптических и магнитометрических измерений;
9) исследования зон сочленения континента и континентального шельфа;
Основными областями практического применения БКДМ являются сырьевые отрасли промышленности. Потребителями вновь созданной продукции могут быть как бюджетные, так и коммерческие геологоразведочные организации Министерства Природных ресурсов РФ, Агентства по недропользованию, Росгеологии, структуры ТЭК, археологические экспедиции, и другие.

Текущие результаты проекта:
Основные полученные результаты на этапе 2 включают в себя:
1) Проведена разработка новых компонентов БПЛА с учетом снижения их влияния на магнитные датчики аэромагнитометра. .
2) Разработана принципиальная схема компоновки БПЛА.
3) Разработан комплект эскизной конструкторской документации для изготовления ЭО БКДМ.
4) Разработан метод комплексного дистанционного мониторинга природных и техногенных сред с применением БКДМ.
5) Разработаны алгоритмы для обработки и визуализации данных измерений магнитного поля земли (МПЗ).
6) Разработаны алгоритмы для обработки и анализа данных мультиспектральной съемки.
7) Разработано ПК для обеспечения работы БКДМ.
8) Разработана программная документация для ПК БКДМ.
9) Проведены маркетинговые исследования в области применения БКДМ для магнитометрических измерений в РФ и за рубежом.
10) Проведено обустройство эталонного полигона для магнитометрических исследований.
11) Проведена закупка контрольно-измерительной аппаратуры (в том числе – полевых наземных магнитометров) для обеспечения проверки работы БКДМ и соответствия техническим требованиям ТЗ.
Полученные результаты соответствуют требованиям, предъявляемым к выполняемому проекту.
НИР отчетного этапа выполнены на высоком научно-техническом уровне.