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团队在航磁探测路径规划领域取得了新的研究进展发表在IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

[2025-11-12]

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团队在航磁探测路径规划领域取得了新的研究进展。为缩短任务耗时、提升探测效率，提出一种新型阿基米德螺旋航空磁测（ASA）方法，先规划螺旋型飞行轨迹，再将磁力仪信号映射至螺旋轨迹以生成磁异常图。该方法通过保持稳定速度、降低机动复杂度且无需U型转弯，使得流程更加简化。相关研究成果以“A Novel Fast Spiral-type Searching Trajectory for UAVs Magnetic Detection: From Theory to Practice”为题目，于2025年10月收录于国际著名期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，第一作者为沈莹教授，第二作者为硕士研究生王解瑶。

为了提高航磁探测的搜索效率，本研究提出了一种针对无人机磁探测的新型ASA搜索轨迹方法。首先，推导了基于阿基米德螺旋的磁偶极子模型公式。随后，基于蒙特卡洛方法，模拟了5000次搜索实验。仿真结果表明，与梳子型探测相比，螺旋型探测在平均搜索时间上减少了16.7%，中位搜索时间减少了22.3%。

对于小目标探测案例，仿真显示不同搜索区域面积的梳子型搜索的概率PCT为39.5%，而螺旋型搜索的概率PST为60.5%。螺旋型的概率比梳子型高21.0%，最高可达28.8%。对于大目标探测的多次仿真案例，PCT为38.9%，PST为61.0%。螺旋型的概率比梳子型高22.1%，最高可达36.6%。

这一论点通过户外未爆弹和船舶探测得到了证明。所提出的ASA方法在使用螺旋型方法搜索900m2和250,000m2区域中的目标时，分别平均节省了41s和50s的飞行时间。

本研究为通过优化搜索路径来减少航空磁力搜索时间提供了依据。研究显示，ASA策略具有更加明显的速度优势，可显著提高航磁探测的搜索效率。