2018年河北科学技术进步奖公示-河北国防科技工业局

12018年度河北省科技进步奖提名公示124-409项目名称：无人机航空物探（磁/放）测量系统研制及其应用提名单位：河北省国防科工局项目简介：本项目属于资源与环境，地质勘查领域。无人机航空物探测量系统具有小型化、智能化、重量轻、尺寸小、费用低、续航能力强等特点，进入21世纪后，多个发达国家开展了无人机航空物探装备技术的研发工作。总体而言，国外应用于航空物探的无人机航磁技术较成熟，已经开展了商业勘探工作，无人机航放测量主要用于核辐射监测和环境监测，地质调查领域应用情况未见报道。为研制我国自主的无人机航空物探技术装备，本项目开展了无人机航空物探（磁/放）测量系统研制工作，并进行了推广应用。项目设计了小型化主控系统和高度集成化的数字化多道分析器，实现了无人机航放测量系统的小型化，研制了适合CH-3无人机搭载的UGRS-5（磁/放）测量系统，具备小型化、模块化、高精度测量等特点，系统整体性能达到国内领先、国际先进水平。建立了无人机航放测量系统校准方法、测量方法和数据处理方法，实现了无上测晶体探测器的大气氡修正方法。技术指标对比参见表1。表1国内外同类技术主要参数对比英国荷兰加拿大德国芬兰本项目系统类型单磁单磁单磁单磁放射性磁/放年份200320042005201020052015航磁CS-3铯光泵CS-3铯光泵CS-3铯光泵磁通门无CS-3铯光泵磁噪声2pT@10Hz2pT@10Hz2pT@10Hz//2pT@10Hz航放探测器无无无无GM,NaI，CZTNaI21L无人机PrionGeorangerIVenturerMD4-1000ADS95CH-3翼展3.0m3.0m4.0m直升机5.7m8m起飞重量30kg18kg/48kg285kg640kg起降方式弹射起飞弹射起飞轮式自主垂直起降气动弹射轮式自主巡航速度90km/h100km/h70km/h/最大240km/h180km/h续航时间/15h10h1h6h8h测控范围/200km卫通100km50km/250km测量高度/100m起伏/≥5m/120m起伏应用情况地质勘查地质勘查地质勘查UXO及滑坡核污染监测地质勘查应用80000km2主要科技创新点：（1）通过设计小型化主控系统和高度集成化的数字化多道分析器，优化探测器布局，实现了无人机航空（磁/放）测量系统的小型化。（2）基于气动力性能和配平特性分析，外挂晶体探测器首次采用纵向排列结构串联设计，研制了航磁探头全角度调节装置、晶体探测器减震与隔热结，实现了航空物探（磁/放）测量系统与无人机的集成改装。（3）采用面向对象的可视化应用程序开发了航空物探（磁/放）测量系统远程监控软件，实现了无人机航空物探作业过程中数据实时传输和全流程质量监控。（4）采用能谱比值法，利用214Bi在地面和大气中的空间差异，空气对609.3keV和1764.5keV伽玛射线的屏蔽效果不同进行大气氡修正，实现了无上测晶体探测器条件下大气氡的修正，提高了无人机航空物探（磁/放）测量作业效率。本项目在大兴安岭、克拉玛依、塔里木盆地等地区完成了系统试飞、试生产和应用示范测量，2013年-2015年累计完成无人机航放测量测线9721千米。2017年无人机（磁/放）测量系统在非洲赞比亚共和国完成了8万测线千米的无人机航空物探（磁/放）综合测量工作，开启了我国无人机航空物探调查在海外执行项目的先河，对于我国无人机航空物探调查的海外推广有着重要的示范意义。主要完成单位及创新推广贡献：该项目基于中国地质调查局地质调查项目和核工业航测遥感中心科研项目为依托申请，核工业航测遥感中心独立承担并完成了该项目申报河北省科学技术奖所涉及的全部技术内容。第一阶段：自2013年-2015年，核工业航测遥感中心研制了基于国产中型无人机的航放测量系统1套，UGRS-5型无人机航空物探（磁/放）测量系统3套。系统可搭载3或5条晶体探测器以及光泵磁力仪；研发了地面监测与远程控制系统软件1套，实现了在无人机地面控制站监控机载航放测量系统工作功能。2.研究了无人机航放测量系统校准方法、测量方法和数据处理方法1套，采用能谱比值法实现了无上测晶体探测器的无人机航放测量系统大气氡修正。3.完成无人机航放试飞、试生产和应用示范测量区域DEM数据处理5000平方千米，为无人机测量飞行的测线规划提供了基础数据；4.在克拉玛依试验区完成航放试生产3268.4测线千米，在塔里木盆地完成无人机航放测量应用示范工作5696.3测线千米。第二阶段：2016-2017年，UGRS-5型无人机航空物探（磁/放）测量系统，在非洲赞比亚共和国完成了8万测线千米的无人机航空物探（磁/放）综合测量工作，开启了无人机（磁/放）综合测量生产工作的先河，取得了良好的经济效益和社会效益。推广应用及经济社会效益情况：本项目研发的无人机航空物探测量系统在大兴安岭、克拉玛依、塔里木盆地等地区完3成了系统试飞、试生产和应用示范测量，2013年-2015年累计完成无人机航放测量测线9721千米。在非洲赞比亚共和国完成了8万测线千米的无人机航空物探（磁/放）综合测量工作。无人机航空物探（磁/放）测量系统实现了超低空地形跟随自主测量、夜航测量，提升了我国航空物探调查能力。为国家地质勘查项目提供了可靠的技术装备保障，也为核事故应急监测、环境辐射航空调查提供了新型装备。项目获得中国地质调查局、中国地质学会和中国地质科学院2013年度十大科技进展奖，多次在国内展出，得到了社会媒体的高度关注。同时，该系统在非洲赞比亚共和国项目的开展促进了中赞两国友谊，整合了双方在地学领域的资源，达到优势互补，实现互利共赢，并且为中资企业在赞比亚矿产领域的投资提供技术服务，做好技术支撑；开启了我国无人机航空物探调查在海外执行项目的先河，对于我国无人机航空物探调查的海外推广有着重要的示范意义。代表性论文专著目录：序号发表时间文章名称投稿期刊或会议检索信息备注12015.09无人机航空γ能谱测量系统的研制中国核科学技术进展报告（第四卷）铀矿地质分卷CNKI22015.10无人机航空放射性测量在克拉玛依试验区的应用中国地质学会2015年学术年会论文摘要汇编CNKI32015.01基于windowsXP平台的航测软件简介科技创新导报CNKI42015.01基于无人机的航空伽玛能谱数据传输系统设计科技创新导报CNKI52016.12无人机航放测量新技术的示范应用物探与化探CNKI62017.10无人机航空放射性测量系统设计及其试验应用中国核科学技术进展报告（第五卷）第1册4主要知识产权证明目录：序号已授权项目名称专利类型专利号专利权人发明人授权公告日1一种无人机航空伽玛能谱测量系统中国ZL201520006764.1核工业航测遥感中心刘士凯李江坤刘忠王军李名松李素岐李艺舟高国林尤向荣李军峰2015.05.13主要完成人情况表：排名姓名技术职称工作单位完成单位本项目中的贡献曾获科学技术奖励情况1刘士凯研究员级高工核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.项目负责人，负责无人机航空（磁/放）测量系统的总体设计、试验测试和试验飞行工作。2.对航空物探测量系统小型化研制、航空物探测量系统与无人机集成改装技术和航空物探作业远程监控及实时数据传输技术等主要创新点做出主要贡献；3.负责完成项目成果报告的第三章、第四章和第九章，并对成果报告进行了统稿审定。获中国核工业集团公司铀矿找矿奖二等奖1项；北京市人民政府北京市科学技术奖二等奖1项；中国核能行业协会科学技术奖三等奖1项。2李怀渊研究员级高工核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.负责项目的整体立项、设计，试验区和示范应用区的选区、地质和遥感解释工作；2.对航空物探测量系统小型化研制、航空物探测量系统与无人机集成改装技术和无上测晶体大气氡修正技术等主要创新点做出重要贡献；3.负责对项目成果报告进行统稿审定。1.《基于无人机的航空物探（磁、放）综合站测量技术研发与应用示范》，2013年度，分别荣获中国地质学会、中国地质科学院、中国地质调查三个十大科技进展奖；2.2008年度，获中核集团公司科学技术奖二等奖，排名第三；3.2018年度，获中核集团公司科学技术特等奖，排名第十。53李名松研究员级高工核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.负责项目的整体选区和规划工作、遥感地质解释工作；2.对航空物探测量系统小型化研制、航空物探测量系统与无人机集成改装技术和无上测晶体大气氡修正技术等主要创新点做出重要贡献。曾获国防科学技术奖二等奖1项、三等奖1项，中国核工业集团公司科学技术奖二等奖2项，中国核工业集团公司铀矿找矿二等奖2项、铀矿找矿三等奖1项。4李素岐高级工程师核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.2015年喀什示范区野外航空物探数据采集整体方案的实施，解决现场遇到的技术难题；参与项目立项设计和质量控制工作；2.作为主要人员参与了无人机航空物探系统小型化研制、航空物探测量系统与无人机的集成改装技术技术创新工作；3.对主要科技创新点“无上测晶体大气氡修正技术”做出贡献。1、2015年获“航空伽玛能谱仪实用新型专利”，（201520006771）、“一种无人机航空伽玛能谱测量系统实用新型专利”，（201520006764）；3、2011年3月获“一种航空航迹数码监测装置实用新型专利”，专利号：ZL201120051572.4。5李江坤工程师核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.负责无人机航空（磁/放）测量系统的设计、试验测试和野外试验飞行工作。2.对航空物探测量系统小型化研制、航空物探测量系统与无人机集成改装技术和航空物探作业远程监控及实时数据传输技术等主要创新点做出重要贡献；3.负责完成项目成果报告的第一章、第二章和第八章。1.2014年7月，入选中核集团地矿事业部“首批青年地矿英才”计划；2.2014年12月，入选河北省“三三三人才工程”第三层次人选；3.2015年9月，获得中核集团地矿事业部科技成果二等奖；4、获得实用新型专利2项，发明专利1项。6高国林高级工程师核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.在本项目中后期负责无人机航空物探示范方案设计、系统性能测试、系统校准、数据处理、质量控制和地面查证工作；2.负责成果报告第五、第六和第七章的编写；参与了报告第一、第二、第九章的编写；3.对主要科技创新点“无上测晶体大气氡修正技术”做出主要贡献。2016年获中国核能行业协会科学技术奖三等奖证书号：2016HNJ78R-097沈正新高级工程师核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.在本项目中负责地面异常查证、筛选、数据处理和解释工作；2.参与了无人机航空放射性测量系统标定工作；3.参与了报告第二、第六和第七章的编写工作；4.对系统在克拉玛依、喀什示范区开展示范应用工作做出了贡献。本人多次被评为中心“优秀共产党员”、“科技创新标兵”以及“先进工作者”等称号68江民忠研究员级高工核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.负责无人机航空物探前期试验方案的设计、数据处理方法研究；2.参与了试验区和示范区的选区规划、野外验证和数据处理；3.2013年和2014年项目设计书的编写；4.对航空物探测量系统小型化研制、航空物探测量系统与无人机集成改装技术和无上测晶体大气氡修正技术等主要创新点做出贡献。获国防科学技术奖、国防科技进步奖、中核集团科技奖等二、三等奖累计8项。2012年“大型人工核素平面源校准装置及其校准γ能谱仪的方法”和2016年“一种裂变中子测井修正方法”分别获得国家知识产权局颁发的发明专利证书，本人均排名第二。9梁春利研究员级高工核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.负责无人机航空物探测量试验区和示范区的规划、选区；2.负责遥感数据的处理、解译，为无人机超低空飞行测线规划和避障策略提供基础数据。共获省部级以上奖七项，其中国防科学技术三等奖一项，中核集团科学技术二等奖二项，中核集团找矿奖四项，其中二等奖两项，三等奖一项。10全旭东研究员级高工核工业航测遥感中心核工业航测遥感中心1.负责无人机航空物探测量试验区和示范区的地质、遥感解释；2.负责遥