本發明涉及船舶工程，特別涉及一種應用于河流、湖泊、海洋等水域進行加密測量的小型無人船。

背景技術：

在深海水域，大型測量船進行加密測量時，需要耗費巨大的人力、物力、時間和成本。而且大船的機動靈活性特別差，不利于水深加密測量；另外一方面大船的油耗特別大，船舶廢氣排量比較大，不利于環境的保護。

在淺海水域，由于大型測量船的吃水大，無法進行淺海的水域加密測量；如果利用小型測量船進行加密測量，由于小型測量船的體積有限，所能承載的儀器設備和測量人員是有限的，另外小型測量船只能在海水漲潮的時候作業，而且淺海水域的水域環境非常復雜，這對測量工作帶來很大的困難，同時也會對測量人員的人身安全造成威脅。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種用于加密測量的小型無人船。本發明測量船能夠最大限度的靈活安裝各種測量設備，可以在河流，湖泊，海洋等水域，完成各種水域的加密測量。

本發明所采用的技術方案是：一種用于加密測量的小型無人船，包括主船體，設置在所述主船體上的船艙蓋，和對稱設置在所述主船體兩側的側體；所述主船體內設置有動力裝置、控制裝置、無線電通訊裝置、供電裝置、和測量/導航裝置；所述供電裝置包括設置在主船體內的直流電源；所述動力裝置包括設置在主船體后端、與所述直流電源相連接的兩個直流電機，和設置在主船體尾部、分別與兩個所述直流電機相連接的兩個螺旋槳，兩個所述螺旋槳上均設置有方向舵；所述控制裝置包括與所述直流電源相連接的中央控制器，和與所述中央控制器相連接的控制器電臺通訊設備；所述無線電通訊裝置包括與所述控制器電臺通訊設備相連接的船載電臺通訊設備，所述船載電臺通訊設備上設置有電臺通訊天線；所述測量/導航裝置包括設置在所述主船體內的測深儀，設置在所述主船體底部外、通過數據線與所述測深儀相連接的測深換能器，設置在所述主船體前端的避障攝像頭，設置在所述主船體內的三維電子羅盤，和設置在所述船艙蓋上的gps接收機，所述gps接收機上設置有gps天線；所述測深儀、所述避障攝像頭、所述三維電子羅盤和所述gps接收機均與所述中央控制器相連接。

所述主船體內還設置有與所述中央控制器相連接的存儲器。

所述船艙蓋上還設置有與所述gps接收機相連接的輔助gps裝置。

所述船艙蓋為密封船艙蓋，所述主船體通過所述密封船艙蓋實現船艙空間密封。

所述中央控制器為控制gps接收機、三維電子羅盤、避障攝像頭、船載電臺通訊設備、測深儀、直流電機的單片機。

所述船載電臺通訊設備通過所述電臺通訊天線連接至船載電臺通訊設備，所述船載電臺通訊設備連接至地面控制設備；所述地面控制設備通過船載電臺通訊設備和控制器電臺通訊設備與所述中央控制器進行數據傳輸。

所述直流電源采用充電式大容量蓄電池。

本發明的有益效果是：本發明中，地面控制設備通過地面電臺通訊裝置和船載電臺通訊設備與中央控制器進行數據傳輸；各裝置安裝在船體中央的位置；密封船艙蓋很好的保證了本發明無人測量船的防水性，為供電系統提供良好的防水系統；輕質特質材料的主船體抗壓強度大，能夠很好的保護主船體內的測量設備。本發明用于加密測量的小型無人船體積小，重量輕，采用電力驅動，沒有任何污染氣體的排放，相比其他類型的測量船操作性更強，靈活性更高、無污染，并可以在諸多水域環境下，尤其在一些狹窄的水域環境下，很好地進行的加密測量，而且操作簡便。

附圖說明

圖1：本發明用于加密測量的小型無人船結構示意圖；

圖2：本發明用于加密測量的小型無人船的各裝置之間的連接示意圖；

圖3：本發明用于加密測量的小型無人船的數據傳輸路徑示意圖。

附圖標注：1、主船體；2、gps接收機；3、輔助gps裝置；4、船艙蓋；5、電臺通訊天線；6：避障攝像頭；7、測深換能器；8、存儲器；9、三維電子羅盤；10、測深儀；11、方向舵；12、螺旋槳；13、直流電機；14、直流電源；15、中央控制器；16、側體；17、船載電臺通訊設備；18、控制器電臺通訊設備；19、地面控制設備；20、地面電臺通訊設備；21、gps天線。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的描述。

如附圖1和圖2所示，一種用于加密測量的小型無人船，包括主船體1，設置在所述主船體1上的船艙蓋4，和對稱設置在所述主船體1兩側的側體16。所述主船體1內設置有動力裝置、控制裝置、無線電通訊裝置、供電裝置、和測量/導航裝置。

所述供電裝置包括設置在主船體1內的直流電源14，與本發明無人測量船的各個用電裝置相連接，同時為下述直流電機13提供電力。所述直流電源14采用充電式大容量蓄電池。

所述動力裝置包括設置在主船體1后端、與所述直流電源14相連接的兩個直流電機13，和設置在主船體1尾部、分別與兩個所述直流電機13相連接的兩個螺旋槳12，兩個所述螺旋槳12上均設置有方向舵11；所述螺旋槳12依次通過傳動軸和聯動軸連接至所述直流電機13。

所述控制裝置包括與所述直流電源14相連接的中央控制器15，和與所述中央控制器15相連接的控制器電臺通訊設備18。所述中央控制器15為控制gps接收機2、三維電子羅盤9、避障攝像頭6、船載電臺通訊設備17、測深儀10、直流電機13的單片機，所述中央控制器15內安裝了測量程序，定位程序，導航程序、避障程序、動力程序、速度控制程序。

所述無線電通訊裝置包括與所述控制器電臺通訊設備18相連接的船載電臺通訊設備17，所述船載電臺通訊設備17上設置有電臺通訊天線5；所述船載電臺通訊設備17通過所述電臺通訊天線5連接至地面電臺通訊設備20，所述地面電臺通訊設備20連接至地面控制設備19。

所述測量/導航裝置包括設置在所述主船體1內的測深儀10，設置在所述主船體1底部外、通過數據線與所述測深儀10相連接的測深換能器7，設置在所述主船體1前端的避障攝像頭6，設置在所述主船體1內的三維電子羅盤9，以及設置在所述船艙蓋4上的gps接收機2和與gps接收機2相連接的輔助gps裝置3，所述gps接收機2上設置有gps天線21；所述測深儀10、所述避障攝像頭6、所述三維電子羅盤9和所述gps接收機2均與所述中央控制器15相連接。

本發明中，所述主船體1內還設置有與所述中央控制器15相連接的存儲器8。

本發明中，所述主船體1為中空的結構，并將中空的結構依據不同的設備安裝不同的設備艙，各設備艙之間都是密封的空間，既有利于各個設備的管理，又有利于設備的保護。所述的主船體1的密封空間由密封船艙蓋4實現，既有利于操作人員對主船體1內各個設備的安裝、更新、維護，又有利于防止外部的水進入主船體1內。所述主船體1采用輕質特質材料制成，質量輕便于運輸；這些材料強度大，可以更好的保護主船體1內搭載的各種設備；防水性好可以充分的保障設備的安全。

本發明中，所述中央控制器15、直流電機13、螺旋槳12、方向舵11、測深儀10、三維電子羅盤9、存儲器8、船載電臺通訊設備17等操作裝置都與所述直流電源14連接成回路。所述直流電源14、直流電機13、螺旋槳12和方向舵11、通過gps接收機2實現對無人測量船的自主導航；地面控制設備19通過船載電臺通訊設備17和控制器電臺通訊設備18與中央控制器15進行數據傳輸，所述中央控制器15通過船載電臺通訊設備17接受地面電臺通訊設備20發出的指令，進而對其他裝置進行控制；所述輔助gps裝置3用于輔助gps接收機2進行pos定位；所述gps接收機2利用rtk模式對無人船進行定位，精度可以達到厘米級；所述三維電子羅盤9可以實時測量出無人測量船的三個姿態參數。

本發明無人測量船的通訊流程是：操作人員通過地面控制設備19和地面電臺通訊設備20發送出航行指令和加密測量任務；主船體1上的船載電臺通訊設備17接收到地面發出的指令，再傳輸給控制器電臺通訊設備18，控制器電臺通訊設備18再把指令傳輸給中央控制器15；中央控制器15接收到操作人員的指令后再通過控制器電臺通訊設備18和船載電臺通訊設備17把此時無人船的位置狀態傳輸給地面控制設備19(如圖3所示)。同時無人測量船通過gps接收機2的定位到達測量任務指定的位置，并按照地面控制設備19發出的指令，通過測量設備進行加密測量。無人測量船按照操作人員的指令，在設置好的測線路徑上進行自動的加密測量，同時測量人員可以通過主船體1上的避障攝像頭6觀察無人測量船前方的障礙物與主體船來之間的距離，可以通過中央控制器15中的避障程序迅速的避開障礙物，并以最短的路徑長度返回到預定的測線上。

本發明無人測量船的測量流程是：操作人員通過地面控制設備19和地面電臺通訊設備20發出加密測量的指令，位于主船體1上的中央控制器15接收到加密測量指令時，中央控制器15的導航程序和加密測量程序控制無人測量船到達指定的位置，按照預先設置好的測線路徑，測深儀10和測深換能器7進行水下水深測量，三維電子羅盤9也會實時地測量無人測量船的俯仰，橫滾，偏轉的數據。并把測量數據記錄在主船體1上的存儲器8內。其中，所述三維電子羅盤9是一種能夠測量船體的姿態和運動信息的測量設備。三維電子羅盤9由三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器和mcu構成。三維磁阻傳感器用來測量地球磁場，傾角傳感器是在磁力儀非水平狀態時進行補償；mcu處理磁力儀和傾角傳感器的信號以及數據輸出和軟鐵、硬鐵補償。三維電子羅盤9所測量的無人測量船的三個姿態數據用于后期測深數據的姿態改正。另外三維電子羅盤9通過三維磁阻傳感器、雙軸傾角傳感器實時解算出無人測量船的航向角、俯仰角、橫滾角，實時解算出無人測量船的三維速度，并結合gps接收機2所測量的三維坐標，中央控制器15通過導航程序對主船體1的航向姿態進行實時改正，達到按照設計好的測線路經進行自主的加密測量。