Page 221 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

蔽电缆进行连接，各子系统的主要电路板均为 DC- 直流电源，并与周边信号进
行光电隔离，因此电路板均喷涂三防涂料，具有绝缘、防潮、防漏电、防振动、
防灰尘、防腐蚀等功能。

2. 采用毫米波雷达测距
测距传感器的距离传感信号通过预处理模块，将模拟信号变换成数字信号，
再将周围的环境信息以通信方式进行封装，并通过通信接口向飞行控制系统发送
数据。飞行控制的应急避障模块主要负责对周围环境的信息进行分析和计算，并

确定避障的正确路径，然后向无人机的功率系统发出控制信号，完成规避。
信号处理：由于无人机在探测配电线路时，飞行高度很低，采用毫米波雷达
探测导线、地线等较小的目标时，地面上的存在所产生的回波会产生很大的干扰，
因此必须对其进行降噪处理。利用 A/D 变换器件将测距传感器所探测到的模拟

信号转化为数字信号，采用信号处理技术对强干扰信号进行有效的抑制，并对有
效检测信号进行放大，消除干扰，从而提高了 MR 检测的准确性。在某次巡视中
用毫米波雷达测得了一段距离，并将其转换为与起飞的地面高度。结果表明，毫
米波雷达测距在精度上与 GPS 相近，精度高，稳定性好。

3. 采用电磁场测距
按照麦克斯韦电磁原理，电线周边的电磁场会在附近形成一个强大的电磁
场。我国的传输频率是 50Hz，它所发出的电磁波是一种波长在 6000km 以上的
超低频（工频），电线附近的电场、磁场是有规律分布的。利用机载电磁场探测

传感器探测到的电磁场强度和方向，可以得到无人机与电线之间的距离，从而确
定无人机是否有潜在的危险，这就是电磁测距的主要目标。无人机巡视线路时，
必须与线路保持一定的安全距离，在这个距离内，电磁场的强度会大幅度降低，
而且无人机的体积比工频电磁波要小得多，它的电磁辐射能量也很低，因此必须

采用高精度的探测器。在超高压线路 20m 以内，无人飞行器的磁场方向会出现
间断的扰动；在超高压线路 10m 以内，无人飞行器的磁场方向会发生很大的干
扰。利用双差分 GPS 技术对无人机的航向跟踪结果表明，双差分 GPS 技术对无
人机的航向性能有较好的影响，该技术实现了无人飞行器在 5m 外的航向不受明

显的干扰，其性能与 30m 以上的情况相符合。在距离超高压带电线路 5m 的情况
下，无人机姿态传感器的姿态测量状况良好，未受到严重的干扰，在悬空试验中，
5min 的姿态测量结果和 30m 外的姿态稳定性相当，不存在明显干扰。

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