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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统及设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121578385B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610107331.8，技术领域涉及：G01V3/165；该发明授权基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统及设计方法是由张昕昊;朱健;杨成龙;龙云;郑傈元;林君设计研发完成，并于2026-01-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统及设计方法在说明书摘要公布了：本发明属于无人机航空电磁探测技术领域，涉及一种基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统及设计方法。本发明通过精确设计收发线圈的相对位置，使互感系数为零，从而从源头上消除了发射电流关断产生的一次场在接收线圈中的直接耦合，减小了浅层探测盲区；采用横向梯度差分技术，对环境噪声等共模干扰具有天然的抑制作用，通过双差分对信号叠加，进一步提高了信噪比；所设计的梯度差分线圈能够清晰分辨出导电环模型的左右两个边界，而传统单一线圈仅能识别一个边界，提升了对小尺度或邻近地电目标体的横向分辨能力；该线圈结构布局规整，体积相对小巧，非常适合于负载空间和重量有限的无人机平台，为实现高精度航空电磁探测提供了硬件基础。

本发明授权基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统及设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤： A、无人机航空电磁收发线圈的排布设置： 将发射线圈设置于平面上，其中轴线与轴重合；将1号接收线圈、2号接收线圈、3号接收线圈以及4号接收线圈分别布置在发射线圈偏心位置，水平偏移距与发射线圈平行且关于发射线圈中心对称；1号接收线圈与2号接收线圈为一组差分线圈，3号接收线圈与4号接收线圈为另一组差分线圈； B、收发线圈之间的互感分析： B1、收发线圈之间的互感电压： 当发射线圈中的电流瞬间关断时，其产生的磁场会穿过接收线圈，1号接收线圈-4号接收线圈中的磁通量随电流的变化而变化，从而在1号接收线圈-4号接收线圈中感应出电压，该电压称为互感电压，收发线圈之间的互感电压可表示为： ； 式中，是1号接收线圈和2号接收线圈上的感应电压，是发射线圈与1号接收线圈、2号接收线圈、3号接收线圈以及4号接收线圈的互感系数，是发射电流； B2、当收发线圈之间互感系数为零，即时，收发线圈之间的互感电压为零，，由此，消除瞬变电磁中一次场的干扰； B3、接收线圈与发射线圈之间的互感系数： 根据Neumann公式，接收线圈与发射线圈之间的互感系数可表示为： ； 式中，各接收线圈的中心与发射线圈的中心之间的垂直距离为，发射线圈的边长为，1号接收线圈-4号接收线圈的半径均为，Hm是真空磁导率，和分别是发射线圈和接收线圈的匝数，在线圈结构固定的条件下，仅与水平偏移距和各接收线圈的中心与发射线圈的中心之间的垂直距离有关，为接收线圈平面内的角积分变量，为发射线圈边上的线性积分变量； C、信号处理： 先对同一差分线圈中的1号接收线圈与2号接收线圈的感应电压信号进行差分处理，以消除共模噪声和一次场干扰；再将两个差分线圈对处理后的差分信号进行叠加，放大有效二次场信号，获得无盲区的管线勘探结果，消除环境噪场干扰； D、无人机航空电磁收发线圈参数设置： 发射线圈的边长=1.2m，接收线圈半径=0.15m，各接收线圈的中心与发射线圈的中心之间的垂直距离选定为0.06m，水平偏移距=0.619，接收线圈之间无互感； E、建立导电环模型： 分析所设计线圈的横向分辨率与单收接线圈的差异，建立导电环模型，将导电环设置在轴上，位于发射线圈正下方；沿发射线圈的轴方向设置间隔从点1到点7的7个点位，分别对应导电环与线圈的7个相对位置，导电环与发射线圈所在平面的垂直距离为1m； F、分别进行单接收线圈与梯度弱耦合线圈测试； 其中，基于梯度差分线圈的无人机航空电磁探测系统，包括由发射线圈和1号接收线圈、2号接收线圈、3号接收线圈以及4号接收线圈组成的无人机航空电磁收发线圈； 其中，发射线圈位于平面上，其中轴线与轴重合；1号接收线圈-4号接收线圈的结构和匝数相同，分别布置在发射线圈偏心位置，水平偏移距与发射线圈平行且关于发射线圈中心对称； 1号接收线圈与2号接收线圈为一组差分线圈，3号接收线圈与4号接收线圈为另一组差分线圈，各接收线圈的中心与发射线圈的中心之间的垂直距离为，发射线圈的边长为，1号接收线圈-4号接收线圈的半径均为； 还包括导电环，所述导电环设置在轴上，位于发射线圈正下方； 所述发射线圈的边长=1.2m，1号接收线圈-4号接收线圈的半径=0.15m；各接收线圈的中心与发射线圈的中心之间的垂直距离选定为0.06m；水平偏移距=0.619；导电环与发射线圈所在平面的垂直距离为1m，导电环的半径为0.2m。

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