鉴于无人机航磁丈量体系具有经济、高效、安全的优势，其在小区域大比例尺航空物探运用范畴具有宽广远景。近年来无人机航磁丈量体系的研制与运用日益遭到国际航空地球物理勘查公司的广泛重视。现在国外已展开了多套技能老练的无人机航磁丈量体系，而且得到了实践运用。典型的无人机航磁体系包含Fugro公司的Georanger体系、Magsurvey公司的PrionUAV体系等。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研讨地点航空物探范畴有较深的理论研讨和运用实践，在2012年联合中国航天空气动力研讨院展开彩虹系列无人机航空物探体系的研讨作业，包含飞翔渠道的选型和改装、航磁和航放丈量设备的适用化改型、体系集成以及搭载实验。其间触及彩虹三无人机和AARC510航磁实时补偿录入体系的集成，首要作业任务包含遥测遥控通讯接口规划以及通讯协议转化、方位姿势数据的解析及D/A改换、相关体系的电气阻隔和电平转化等。
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彩虹三无人机航磁丈量体系总体规划框图如图1所示，首要由彩虹三无人机、通讯协议转化器、AARC510航磁仪三部分组成。
彩虹三无人机通讯接口选用RS422通讯协议，而航磁仪的数据和指令接口选用RS232通讯协议，数据格局有较大的差异，波特率、同步码和校验方法均不相同，因而需求在这两种接口之间规划专用的通讯协议转化电路和程序。航磁仪需求在实时补偿进程中记载飞翔高度数据的模仿信号，而无人机鉴于安全的考虑，无法供给飞翔高度的模仿信号，也需求规划数模转化电路；在实践作业进程中，航磁仪GPS接纳时机呈现精度缺乏、简单丢星的状况，无人机能够供给差分高精度DGPS数据，因而对位姿数据进行规范GPS格局的改换也是有必要的。此外无人机的电源地、信号地和外壳是彼此别离的，即三地阻隔。为了使无人机三地联系不发生改变，清晰无人机的整个接地联系，消除飞翔安全隐患，转化器必需做到电源阻隔、信号阻隔、外壳阻隔。为了到达以上的规范要求，规划了专门用于彩虹三无人机航磁丈量体系的通讯协议转化器。
通讯协议转化器的首要作业流程由以下4部分组成：（1）无人机输出28
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2.1
STM32F407是ST（意法半导体）推出的以ARM
因为STM32F407微操控器具有强壮的核算才能和丰厚的外设，选用此微操控器作为数据处理中心芯片将极大地简化硬件电路规划，不需求运用专用串口FIFO芯片对数据进行缓存，直接实时处理数据帧中的辨认码、校验码等，对其数据解包和封包的进程延时极端时刻短，能够完结大数据量下的实时传输。
2.2
通讯协议转化器体系的硬件规划如下图2所示。STM32F407芯片供给多达6个USART异步串行端口，经过运用MAX485和MAX232电平转化芯片，将其分解为2个RS422电平规范端口和4个RS232电平规范端口；选用LM2576、LM1805将阻隔后的28
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3.1
如前所述，通讯协议转化器的最首要的功用是完结遥测遥控数据、方位姿势数据的解析，使设备之间经过RS422/RS232串口传输。为了正确、顺畅和实时地完结传输，不同的设备选用了不同界说的串口通讯传输协议。多种传输协议都是根据帧传输的方法，将测控、位姿数据进行分帧发送，并在传输进程中对单帧中的数据进行和校验。数据帧的构成如下图3所示。
上行遥控帧数据首要包含操控航磁仪的作业状况，如是否磁补偿飞翔、是否开端记载文件、是否进入标定形式等信息。下行遥测数据首要包含航磁仪的丈量数据，如磁场强度巨细、经纬度及方向、体系作业状况等信息。在STM32F407微操控器程序的操控下，对不同USART端口接纳到的信息内容解析后进行行列排序，彼此之间选用多线程结构调用规划，用以完结多任务的伪并行处理，完结了航磁仪丈量数据传输协议和无人机链路传输协议的主动转化。经过实践的测验，体系误码率简直为零，主动协议转化时刻远小于帧传输的间隔时刻，彻底能够到达实时传输数据的要求。
3.2
飞控中心宣布的方位姿势数据是无人机为航磁仪供给的经纬度、姿势角、航向、雷达/气压高度等飞翔状况数据，用以便利航磁仪进行补偿和录入。无人机首要的位姿数据包含双点差分DGPS、高精度无线电雷达等传感器数据。相比较而言航磁仪内置GPS接纳机功用指标显着低于无人机供给的位姿数据。因而需求将原有的位姿数据解析转化为GPS规范格局，而且将飞翔高度信息进行模仿量输出。首要数据格局解析如下图4所示。
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本文首要描绘了经过运用STM32F407嵌入式ARM芯片完结通讯数据的收发、通讯协议帧数据的辨认、信息和校验字的解包/封包分发的进程，运用LTC1655数模转化芯片进行飞翔高度数据模仿改换，以及运用光电阻隔芯片和DC/DC电源模块完结电平转化和电气阻隔。
