鉴于无人机航磁测量系统具有经济、高效、安全的优势，其在小区域大比例尺航空物探应用领域具有广阔前景。近年来无人机航磁测量系统的研发与应用日益受到世界航空地球物理勘查公司的广泛关注。现在国外已发展了多套技术成熟的无人机航磁测量系统，并且得到了实际应用。典型的无人机航磁系统包括Fugro公司的Georanger系统、Magsurvey公司的PrionUAV系统等。中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所在航空物探领域有较深的理论研究和应用实践，在2012年联合中国航天空气动力研究院开展彩虹系列无人机航空物探系统的研究工作，包括飞行平台的选型和改装、航磁和航放测量设备的适用化改型、系统集成以及搭载试验。其中涉及彩虹三无人机和AARC510航磁实时补偿收录系统的集成，主要工作任务包括遥测遥控通信接口设计以及通信协议转换、位置姿态数据的解析及D/A变换、相关系统的电气隔离和电平转换等。
1 系统总体设计
彩虹三无人机航磁测量系统总体设计框图如图1所示，主要由彩虹三无人机、通信协议转换器、AARC510航磁仪三部分组成。
彩虹三无人机通信接口采用RS422通信协议，而航磁仪的数据和命令接口采用RS232通信协议，数据格式有较大的差异，波特率、同步码和校验方式均不相同，因此需要在这两种接口之间设计专用的通信协议转换电路和程序。航磁仪需要在实时补偿过程中记录飞行高度数据的模拟信号，而无人机鉴于安全的考虑，无法提供飞行高度的模拟信号，也需要设计数模转换电路；在实际工作过程中，航磁仪GPS接收机会出现精度不足、容易丢星的情况，无人机可以提供差分高精度DGPS数据，因此对位姿数据进行标准GPS格式的变换也是必须的。此外无人机的电源地、信号地和外壳是相互分离的，即三地隔离。为了使无人机三地关系不发生变化，明确无人机的整个接地关系，消除飞行安全隐患，转换器必需做到电源隔离、信号隔离、外壳隔离。为了达到以上的规范要求，设计了专门用于彩虹三无人机航磁测量系统的通信协议转换器。
