[发明专利]风力螺旋桨推进型无人船、水情信息测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种风力螺旋桨推进型无人船、水情信息测量系统及方法，其中水情信息测量系统包括风力螺旋桨推进型无人船、水情信息测量传感器、卫星定位及信号解析单元、RTK基站、传感器控制单元及计算机后台处理系统，风力螺旋桨推进型无人船上搭载水情信息测量传感器、卫星定位及信号解析单元，RTK基站以及卫星定位移动站获得动态差分定位数据；计算机后台处理系统根据动态差分定位数据计算目标水域的风力螺旋桨推进型无人船的现场漂移速度，并依据率定系数计算水情信息。本发明可非常方便地远程实现水体中测点的大地坐标、流向、流速、单宽流量、水深、水温、盐度、浊度等水情信息的高精度同步测量，大大规避测量危险和降低测量成本。

技术领域

本发明涉及水文测验技术领域，特别涉及一种风力螺旋桨推进型无人船，以及基于该风力螺旋桨推进型无人船的水情信息测量系统，和对应的水情信息测量方法。

背景技术

水情信息资料是水利工程和水环境工程等设计、建设和营运管理所依据的根本。目前，水情信息监测的仪器装备发展相对落后，亟需研发野外水情信息的远程多参数同步测验系统。

经检索，现有与水文测量船相关的专利很少。申请号CN201410061320.8公开了一种内陆河流水文水政船只实时定位监控系统和方法，包括卫星系统(1)、终端设备系统(2)和后台监控系统(3)，所述实时定位监控系统通过卫星系统(1)能够实现终端设备系统(2)和后台监控系统(3)的实时通讯和定位监控。申请号2018103423330公开了一种可发电水文测量船。另外，申请号2019105653469公开了一种自适应波浪效应的水下单波束高精度探测系统及方法。再有，申请号2019102137938公开了一种适用于盾构穿越江河施工监测的无人测量船。

总体而言，无论是国外还是国内，现有的水情信息测量船采用传统的水力推进的船型，这类船型由于强调航行时的减阻导致其对水流的跟随性差，但一条性能优越的水情信息测量船在测量流速时必须良好的水流跟随性，因此，该船需要具有在测量工作时船舶阻力大而快速航行时船舶阻力小的特性，而现有的测量船的船型均不具有该性能。此外，现有的水情信息测量船不但没有反映现代科技的最新进展，而且抗风浪能力弱，船舶的定位精度差，测量功能单一，尤其缺乏同步测量大地坐标测量、水深、流速和水质参数的功能，测量误差往往较大，且测量设备的成本较高。因此，亟需开发相应的水情测验设备。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种风力螺旋桨推进型无人船、水情信息测量系统及方法，实现了水体中对大地坐标、流向、流速、水深和水质参数远程且连续的高精度同步测量，测量数据实时网络传输、测量设备遥控操作和遥控回收等目的。

根据本发明的第一方面，提供一种风力螺旋桨推进型无人船，包括：船体、多个风力螺旋桨推进器、遥控器、供电系统、推进器信号接收与控制器、防倾浮体、视频监控部件，其中：

所述船体的底部平坦；一个所述风力螺旋桨推进器安装在所述船体的头部，且该风力螺旋桨推进器的桨叶水平安装，其牵引力垂直朝上，船舶航行时所述船头因此而上抬；

所述供电系统安装在所述船体的船舱内，给所述风力螺旋桨推进器和所述推进器信号接收与控制器提供电力；

所述遥控器发射操作信号给所述推进器信号接收与控制器，所述推进器信号接收与控制器接收到信号后给每个所述风力螺旋桨推进器提供相应的电流，驱使所述风力螺旋桨推进器按所述遥控器的指令工作，结合视频监控部件实时传回船舶姿态和周围环境影像，实现无人驾驶的水上航行；

所述防倾浮体设置于所述船体的两侧，用于防止所述船体侧翻和降低横摇。

可选地，所述防倾浮体的密度小于水，与所述船体平行且等距固定分布在所述船体两侧。

所述视频监控部件安装在船体上，带有一个以上摄像头和一个视频无线发射单元，将船舶的姿态实时上传到计算机后台处理系统。