[实用新型]一种基于GPS导航的勘测船

说明书

技术领域

本实用新型涉及勘测船航行领域，尤其涉及一种基于GPS导航的勘测船。

背景技术

我国现有水库和河流淤积严重，水库和河流的库底勘测显得越发紧迫，因此研制开发出水下地形测量系统，对航道淤泥挖掘和水资源生态保护有着非比寻常的意义。现有测量方法大多基于人工测量，费时、费力。目前，长江上已经研制并陆续建设了航标遥测遥控、水位遥测、无线视频监控等多种与数字航道建设相关的系统。这些系统的建设对提高航道维护效率，保障船舶安全航行等发挥了巨大作用，但在航道水深实时采集研究上，目前还是个空白。

航道水深的数据的采集还是依靠航道工作船或者测量船完成，其主要的工作方式是在测量船上装水深传感器、GPS模块、计算机等设备，通过这些设备进行数据采集，然后人工出图。

另外，由于采用上述方法，需要的工作人员多，测量成本高、效率低，水深更新率较慢，如何快速获取水深数据、降低采集成本，是目前水深测量中亟需解决的问题。进入21世纪以后，随着自动化产业的发展，传统的水深测量作业中人工操作过程越来越少，更多的自动数据采集装备进入到公众视野，人们更愿意利用已有的设备搭建出符合自己要求的测绘工具，实现经济化测量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的计算问题是提供一种基于GPS导航的勘测船，通过在船上增设微控制单元、GPS模块等硬件构架，为勘测船的自动航行提供硬件基础；当在本装置构架中增加相应控制方法后，即可实现勘测船的自主航行和水深的自动测量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于GPS导航的勘测船，推进器、舵机、微控制单元、无线串口和PC端上位机依次相连；所述微控制单元还分别连接有GPS模块、陀螺仪模块和角度位移传感器；

所述微控制单元用于对各种传感器测得的数据进行处理和对整个勘测船体的控制；所述GPS模块用于实时获取当前勘测船的位置信息；所述陀螺仪模块用于检测当前勘测船的倾角和航向角信息；所述角度位移传感器用于确定推进器的当前偏角。

进一步的，所述微控制单元还分别连接有显示屏、以及对勘测船实施远程控制的遥控器。

进一步的，所述微控制单元还连接有用于测得勘测船当前位置水深的水深传感器。

进一步的，微控制单元、模/数转换单元和电源分压依次相连。

进一步的，所述微控制单元采用STM32F103单片机，GPS模块采用NMEA0183通用协议的BT-708接收器模块，陀螺仪模块采用君悦智控公司生产的内置卡尔曼滤波的JY-901模块，角度位移传感器采用Model 22HP-10，无线串口是E32-TTL-100，舵机采用可转动360°的PDI-6221MG型号舵机，推进器是48V蓄电池供电的航凯ET1000电动船外机。

进一步的，所述显示屏是一块7寸的串口屏，所述遥控器采用富斯FSi6的四螺旋飞行器遥控。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过在船上增设微控制单元、GPS模块等硬件构架，为勘测船的自动航行提供硬件基础，当在本装置构架中增加相应控制方法后，实现勘测船的自主航行和水深的自动测量；并且能够把测得的水深数据实时传给PC端的上位机进行保存；根据所测数据，上位机能够自动绘制出当前水域的水下地形图。

相比于传统的人工测量和手绘出图，这种测量方案大大提高了工作效率。加入了陀螺仪模块能够对勘测船的当前倾角(包括前后倾角和左右倾角)进行实时检测，用于补偿因勘测船不平稳造成的误差，使所测水深数据更加精确。本实用新型勘测船的动力系统采用蓄电池供电的电动船，与燃油的勘测船相比较更节能环保。本实用新型便于拆装、造价低、自动化程度高，将会在以后的水深测量中得到广泛应用，具有良好的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型一种基于GPS导航的勘测船结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型基于GPS导航的勘测船的结构示意图，其由控制电路、PC端上位机、舵机以及推进器等构成。