[實用新型]一種基于GPS導航的勘測船

有效

• 申請號: 201720238966.8
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206569229U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 王增增;鄒應全;胡憲;班洪山;王丹;張繼成
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B63B35/00
• 分類號: B63B35/00;B63B49/00;B63H21/17
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 張輝

技術領域

本實用新型涉及勘測船航行領域，尤其涉及一種基于GPS導航的勘測船。

背景技術

我國現有水庫和河流淤積嚴重，水庫和河流的庫底勘測顯得越發緊迫，因此研制開發出水下地形測量系統，對航道淤泥挖掘和水資源生態保護有著非比尋常的意義。現有測量方法大多基于人工測量，費時、費力。目前，長江上已經研制并陸續建設了航標遙測遙控、水位遙測、無線視頻監控等多種與數字航道建設相關的系統。這些系統的建設對提高航道維護效率，保障船舶安全航行等發揮了巨大作用，但在航道水深實時采集研究上，目前還是個空白。

航道水深的數據的采集還是依靠航道工作船或者測量船完成，其主要的工作方式是在測量船上裝水深傳感器、GPS模塊、計算機等設備，通過這些設備進行數據采集，然后人工出圖。

另外，由于采用上述方法，需要的工作人員多，測量成本高、效率低，水深更新率較慢，如何快速獲取水深數據、降低采集成本，是目前水深測量中亟需解決的問題。進入21世紀以后，隨著自動化產業的發展，傳統的水深測量作業中人工操作過程越來越少，更多的自動數據采集裝備進入到公眾視野，人們更愿意利用已有的設備搭建出符合自己要求的測繪工具，實現經濟化測量。

實用新型內容

本實用新型所要解決的計算問題是提供一種基于GPS導航的勘測船，通過在船上增設微控制單元、GPS模塊等硬件構架，為勘測船的自動航行提供硬件基礎；當在本裝置構架中增加相應控制方法后，即可實現勘測船的自主航行和水深的自動測量。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種基于GPS導航的勘測船，推進器、舵機、微控制單元、無線串口和PC端上位機依次相連；所述微控制單元還分別連接有GPS模塊、陀螺儀模塊和角度位移傳感器；

所述微控制單元用于對各種傳感器測得的數據進行處理和對整個勘測船體的控制；所述GPS模塊用于實時獲取當前勘測船的位置信息；所述陀螺儀模塊用于檢測當前勘測船的傾角和航向角信息；所述角度位移傳感器用于確定推進器的當前偏角。

進一步的，所述微控制單元還分別連接有顯示屏、以及對勘測船實施遠程控制的遙控器。

進一步的，所述微控制單元還連接有用于測得勘測船當前位置水深的水深傳感器。

進一步的，微控制單元、模/數轉換單元和電源分壓依次相連。

進一步的，所述微控制單元采用STM32F103單片機，GPS模塊采用NMEA0183通用協議的BT-708接收器模塊，陀螺儀模塊采用君悅智控公司生產的內置卡爾曼濾波的JY-901模塊，角度位移傳感器采用Model 22HP-10，無線串口是E32-TTL-100，舵機采用可轉動360°的PDI-6221MG型號舵機，推進器是48V蓄電池供電的航凱ET1000電動船外機。

進一步的，所述顯示屏是一塊7寸的串口屏，所述遙控器采用富斯FSi6的四螺旋飛行器遙控。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

通過在船上增設微控制單元、GPS模塊等硬件構架，為勘測船的自動航行提供硬件基礎，當在本裝置構架中增加相應控制方法后，實現勘測船的自主航行和水深的自動測量；并且能夠把測得的水深數據實時傳給PC端的上位機進行保存；根據所測數據，上位機能夠自動繪制出當前水域的水下地形圖。

相比于傳統的人工測量和手繪出圖，這種測量方案大大提高了工作效率。加入了陀螺儀模塊能夠對勘測船的當前傾角(包括前后傾角和左右傾角)進行實時檢測，用于補償因勘測船不平穩造成的誤差，使所測水深數據更加精確。本實用新型勘測船的動力系統采用蓄電池供電的電動船，與燃油的勘測船相比較更節能環保。本實用新型便于拆裝、造價低、自動化程度高，將會在以后的水深測量中得到廣泛應用，具有良好的市場前景。

附圖說明

圖1是本實用新型一種基于GPS導航的勘測船結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型基于GPS導航的勘測船的結構示意圖，其由控制電路、PC端上位機、舵機以及推進器等構成。