플럭스게이트 센서 기반 드론 자력탐사 시스템 개발

• Published in: 지구물리와 물리탐사 Vol. 23; no. 3; pp. 208 - 214
• Main Authors: 노명근, Myounggun Noh, 이슬기, Seulki Lee, 이희순, Heuisoon Lee, 안태규, Taegyu Ahn
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국지구물리·물리탐사학회 31.08.2020
• Subjects: drone; field test; fluxgate; ground control system; magnetic exploration system; 드론; 자력탐사 시스템; 지상제어 시스템; 플럭스게이트; 현장 실증
• ISSN: 1229-1064; 2384-051X

본 연구에서는 플럭스게이트(fluxgate) 센서를 탑재한 드론 자력탐사 시스템 시작품(proto-type)을 개발하였다. 시스템의 하드웨어는 플럭스게이트 자력센서, 관성측정장치(inertial measurement unit, IMU), GPS, 통신 모듈로 구성되어 있다. 또한 측정된 자료를 지상제어시스템(ground control system, GCS)으로 실시간 전송하는 모니터링 소프트웨어를 개발하였다. 측정된 자력값은 띠통과 필터(notch filter)와 대역통과필터(band-pass filter)를 거쳐서 최종적으로 1Hz 데이터로 저장된다. 본 시스템 검증을 위해 자성체 반응을 확인하는 예비 실험이 먼저 수행되었고, 이후 철광산 두 곳에서 현장 실증을 실시하였다. 현장 실증으로 경기도 포천과 강원도 정선 지역에서 자체 개발한 드론 자력탐사 시스템과 한국지질자원연구원(KIGAM)이 제작한 무인비행선 자력탐사 시스템 결과와 비교하였다. 그 결과 예비 실험과 현장 실증을 통해 본 시스템은 야외 항공 자력탐사에 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다. 향후 양질의 항공자력탐사 자료 획득을 위해 잡음을 최소화하는 필터 기능 및 기구 성능을 고도화하는 연구가 요구된다. In this study, we have developed a drone magnetic exploration system (proto-type) using a fluxgate magnetic sensor. Hardware of the system consists of a fluxgate magnetometer, an inertial measurement unit (IMU), a GPS, and a communication module. And we have developed monitoring software, which enables it to transmit the measured data to the ground control system (GCS) in real time. The measured magnetic data are finally saved as 1 Hz data after passing through a notch filter and a band-pass filter. For verification of this system, a preliminary test was conducted to check the magnetic responses of a magnetic object first, then the field test was carried out in two iron mines. We tested the developed system on the field test in Pocheon, Gyeonggi and Jeongseon, Gangwon. The magnetic data from the developed drone system was very similar to those from unmanned airship system developed by Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources (KIGAM). As a result, preliminary experiment and field test have demonstrated that this system is applicable for outdoor aeromagnetic exploration. It requires more studies to improve filter function and instrument performance to minimize noise in the future.