2016年04月22日星期五

2026中国国际矿业大会 | 乘风破“雾”向地心——航空物探遥感找矿装备创新中心装备攻坚纪实

作者:航空物探遥感中心发布时间:2026-09-11

　　天有多高，矿有多深？

　　在青藏高原海拔5000米的冈底斯山脉，空气稀薄、气候恶劣，传统有人驾驶的航空物探飞机常常因飞行平台起飞重量不足而“望山兴叹”。如今，一架轻量化无人机载着我国自主研发的高精度航空磁放仪器，穿云破雾，在高原上空稳稳飞过——测量精度与进口大型设备相当，重量却只有后者的一半。

　　这一幕，是航空物探遥感找矿装备创新中心（以下简称“创新中心”）向“卡脖子”技术发起攻坚的缩影。

　　2025年3月，创新中心正式纳入自然资源部找矿创新中心建设名单。以中国自然资源航空物探遥感中心为依托单位，联合中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、新疆维吾尔自治区地质局、内蒙古地质矿产集团、浙江大学、成都理工大学、国防科技大学、中船重工集团第707研究所、中核地质科技有限公司、北京航景创新科技有限公司等10余家共建单位——这支“国家队”攥指成拳，面向高海拔、深切割、厚覆盖等复杂地质条件下的找矿装备需求，打响了一场关键核心技术的攻坚战。

　　最轻的“感知器”：SinoGrav-S无人机重力仪从零到领跑

　　2025年，一台重量仅15公斤、体积不过30厘米见方的小型化捷联式无人机重力仪，完成了一项全球航空重力仪领域的标志性突破。

　　这台名为 SinoGrav-S的小型化高精度无人机重力仪，由创新中心牵头研制。它是目前全球最轻的航空重力仪，测量精度优于0.6毫伽，与国际顶尖产品并跑，部分指标实现领跑。

　　在此之前，航空重力仪设备体积大、重量大、价格高，严重制约了在复杂地形区的推广应用。高海拔深切割地区对飞行平台要求苛刻，大型重力仪“上不去、用不了”的困境困扰行业多年。

　　SinoGrav-S的出现彻底改变了这一局面。凭借轻量化设计，这台重力仪能灵活适配多旋翼、复合翼等多种无人机平台，极大降低了使用门槛——用户无需配备专用重型飞行平台，普通工业级无人机即可挂载作业，“随到随飞”不再是奢望。

　　多旋翼无人机重力测量系统

　　目前，该团队正在同步推进小型化无人机航空重力仪的迭代优化，2025年12月已使用多旋翼和复合翼等无人机完成动态飞行测试，主体重量仅15公斤，大幅优于“不超过30公斤”的设计要求，计划2026年底前完成工程化集成与动态飞行测试验证，最终达到平飞重复线内符合精度不超过0.5毫伽的设计指标。

　　高原首飞：航空重磁放测量系统闯过“世界级难题”

　　2024年夏天，西藏冈底斯山脉西段，海拔4500米以上。

　　这里是我国重要的有色金属成矿带，但高寒缺氧、地形险峻，长期缺少系统的航空物探测量数据。传统有人机开展作业，不仅成本高、安全风险突出，受高海拔环境影响，飞机载重能力下降，体积大、重量高的探测设备难以搭载，高原航空找矿工作难以取得突破。

　　创新中心自主研制的轻型航空物探综合测量系统，首次将轻量化航空磁放和重磁测量系统集成应用于高海拔深切割地区。自主研制的航空放射性测量系统重量仅130公斤，自主研制的 GIPS-1A航空重力测量系统重量仅50公斤，相比进口 PICO系列航空放射性测量系统的329公斤和 GT-2A航空重力测量系统的160公斤，减重超过60%。减重超过一半，精度却毫不打折——这背后是研发团队在磁干扰补偿算法、轻量化结构设计和系统集成适配上的持续攻关。

　　在冈底斯西段的飞行测量中，这套系统成功获取了高质量航磁、航空放射性和航空重力数据，并据此发现了14处航磁异常，其中，8处发现了明确的矿化线索。地质队员们随即对其中两处进行钻探验证——钻遇锡矿体14米，平均品位1.6%；锌矿体厚度34米，平均品位0.51%；富铁矿体38米，平均品位49%。

　　从选区到飞行，从验证到见矿，前后不过数月。这套被业内称为“当年选区、当年飞行、当年验证、当年见矿”的高原找矿“组合拳”，在雪域高原打出了中国航空物探装备的信心与底气。

　　标杆之作：UAH-GraMag从甘肃马鬃山飞向世界

　　无人机重磁测量系统UAH-GraMag

　　甘肃马鬃山，戈壁荒漠，一望无际。

　　2026年，一架大型无人机在这片土地上稳稳起飞，背负着我国自主研发的全地形全天候无人机重磁测量系统UAH-GraMag，完成了两个1∶5万标准图幅、约880平方公里的无人机航空重磁飞行测量。这是我国无人机重磁勘查装备迈入实用化阶段的标志性事件。

　　UAH-GraMag系统将高精度航空重力仪、航空磁力仪与长航时无人机深度集成，攻克了磁干扰补偿、重力仪减振、系统集成适配等技术难题，实现了在戈壁荒漠、高寒高海拔区等复杂地形条件下的精细探测。系统作业半径300公里，实用升限6500米，航空重力测量精度优于0.6毫伽，磁补偿精度优于0.08纳特，航磁测量精度优于1纳特。

　　在马鬃山的测量成果中，航空重力重复线内符合精度达到0.534毫伽，空间分辨率1公里；航空磁测动态噪声小于0.07纳特——这些数字意味着，国产无人机重磁系统的核心性能指标，已达到有人驾驶飞行平台的专业水准。

　　集群突破：“空-天-地-井”体系加速成型

　　创新中心的突破，不止于单机装备。

　　在无人机平台领域，该团队已形成覆盖多旋翼、复合翼、大型固定翼的完整机载探测装备体系；在探测手段上，航磁、航空重力、航空伽马能谱、时间域航空电磁、航空大地电磁等主要手段实现全面布局；在数据处理端，其自主研发的 GeoProbe Manager地球物理数据处理软件完成64位升级改造，累计推广超过2100套，是国内地质调查行业当之无愧的标配工具。

　　iHTEM-20型直升机时间域航空电磁/磁综合测量系统是另一项代表性成果。该系统由地球物理地球化学勘查研究所研制，系统发射电流420安培，发射磁矩55万安培·平方米，接收带宽25千赫兹，探测深度达500米以上，目前已在新疆东天山地区开展大比例尺航空电磁/磁综合调查，筛选局部异常99个，圈定铜镍矿找矿有利区6处。

　　无人机全航空时间域电磁/磁综合勘查系统正在研制中，支持 X、Y、Z三分量测量，预计探测深度达200米，2026年将完成系统集成与测试。无人机全航空时间域电磁/磁综合勘查系统正在研制中，目标系统重量优于200公斤，接收宽带20赫兹至5千赫兹，支持 X、Y、Z三分量测量，探测深度2000米，2026年将完成系统集成与测试。

　　无人机小型化航空伽马能谱勘查系统已完成探测器模块、能谱采集模块、辅助测量模块等独立功能单元设计，完成了 LaBr3探测材料的选型，能量分辨率达到中期目标。

　　在地基装备方面，无人智能化空地一体综合地质勘查平台（无人飞车）、多足智能机器狗、无人船重磁测量平台等新型装备相继完成研制，X荧光原位分析装置、探地雷达、微型数字化钻机等配套仪器先后通过测试——一套“空-天-地-井”一体化综合探测体系正在逐步成型。

　　太空之眼：卫星组网织密对地观测网

　　2025年5月17日，“地质一号”遥感卫星成功发射。

　　这是我国首颗专门服务于地质调查与矿产资源调查的遥感卫星，由创新中心承担地面系统建设与应用任务。2025年10月25日，卫星数据正式发布；截至目前，创新中心已获取“地质一号”卫星数据1482景，覆盖面积约100万平方公里。

　　在轨运行的高分、资源、陆地探测等14颗卫星共同组成了覆盖可见光、雷达、高光谱、热红外等全载荷类型的卫星资源池，空间分辨率从30米到0.3米全梯度覆盖，时间分辨率达到全国季度级、区域月度级、目标天级。

　　更值得关注的是，地质高分高光谱卫星的研制正在稳步推进。卫星平台已完成详细方案设计并进入仿真论证阶段，载荷部分攻克了大口径高性能探测器、棱镜/光栅组合分光等多项关键技术，17个关键组件已完成定制研发，计划2027年底前发射。届时，将实现对我国重要成矿带的高光谱精细观测，让遥感卫星真正成为找矿的“太空之眼”。

　　创新机制：攥指成拳的力量

　　好装备的背后，是好的创新机制。

　　创新中心建立了“管理委员会+技术委员会+创新中心主任”的三级治理架构，管理委员会负责领导和决策，技术委员会由国内本领域高水平院士和专家组成，负责业务建设指导。创新中心主要负责同志亲自挂帅，分管领导分工协作，合理调配人才、项目、经费、场地等资源。

　　在人才保障上，创新中心通过学科带头人评选、项目负责人遴选、职称评审等方式，大胆启用青年科技人才，已组建硬件设备研发、专业软件开发、地质矿产调查、技术推广应用等十余个装备研发与应用创新团队。

　　在经费保障上，各单位积极申报地质调查装备保障项目落实经费，并积极向国家发展改革委申报“两重”“两新”特别国债项目。

　　在成果转化上，2025年创新中心全年累计推广整套无人机航磁测量系统5套，小型轻量化航空重力仪4台，综合地球物理数据处理软件41套。其软件具有完全自主知识产权，累计推广已达2100余套，稳居国内市场占有率第一。创新中心还积极参加国务院、全国政协找矿装备调研活动以及内蒙古乌拉盖草原湿地、海南文昌潮间带等绿色找矿装备示范活动，行业影响力持续扩大。

　　2026年，创新中心持续落实“两个加强、三个提升”，总体工作思路优先推广航空矢量重力仪、无人机航磁测量系统、直升机航空电磁勘查系统、无人直升机重磁勘查系统、无人机航放测量系统、航空高光谱成像系统等先进适用装备，让更多国产航空物探装备在祖国大地上落地生根。

　　向更深处进发。地质工作是与地球对话的事业。

　　从全球最轻的无人机重力仪 SinoGrav-S，到全地形全天候的 UAH-GraMag无人直升机重磁测量系统；从高原首飞打破“禁区”，到设备出口走向国际；从有人直升机时间域电磁系统的实用化突破，到“地质一号”卫星从太空传回百万平方公里数据——创新中心的建设虽然只有1年多，但是成果已相当丰硕。

　　下一步，创新中心将继续深化“空-天-地-井”一体化探测体系建设，全力推进航磁三分量、航重三分量、航磁全张量梯度、航重张量梯度等高精尖系统的研制，在西藏冈底斯、新疆阿吾拉勒、甘肃马鬃山等典型地区开展更多应用示范，并计划2026年10月组织召开找矿装备创新中心技术交流会，推动产-学-研-用协同合作机制走深走实。

　　天有多高，探测的边界就有多远；地有多深，装备的能力就要到有多深。

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