一种高精度遥控水下地形测量船的制作方法

本实用新型涉及水下地形测量领域，尤其涉及一种搭载gnssrtk系统及测深仪的高精度遥控水下地形测量船。

背景技术：

水下地形图是经过测量江河、湖泊、水库、港湾和近海水底点的平面位置和高程，用以绘制成的水下地形图。水下地形图在投影、坐标系统、基准面、图幅分幅及编号、内容表示、综合原则以及比例尺确定等方面都与陆地地形图相一致，但在测量方法上相差较大。水下地形的起伏看不见，不像陆地上地形测量可以选择地形特征点进行测绘，而只能用测深线法或散点法均匀地布设一些测点，这也使水下地形图的测绘内容更加多变。水下地形图具有多种重要用途：(1)建设现代化的深水港，开发国家深水岸段和沿海、河口及内河航段，已建港口回淤研究与防治等都需要高精度的水下地形图；(2)在桥梁、港口码头以及沿江河的铁路、公路等工程的建设中也需要进行一定范围的水下地形测量；(3)海洋渔业资源的开发和海上养殖业等都需要了解相关区域的水下地形；(4)海洋石油工业及海底输油管道、海底电缆工程和海底隧道，以及海底矿藏资源的勘探和开发等，更是离不开水下地形图；(5)江河湖泊及水库区域的防洪、灌溉、发电和污染治理等离不开水下地形图这一基础资料；(6)在军事上，水下潜艇的活动、近海反水雷作战兵力的使用、战时登陆与抗登陆地段的选择等，其相关区域的水下地形图是指挥作战人员关心的资料；(7)从科学研究的角度上看，为了确定地幔表层及其物质结构、研究板块运动、探讨海底火山爆发与地震等，也需要水下特殊区域的地形图；(8)为了进行国与国之间的海域划界工作，高精度的海底地形图是必备的。然而，传统的水下地形测量通过人驾船到达测点现场进行实地测量，整个过程效率低，成本高，安全性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高精度遥控水下地形测量船，主要采用gnssrtk(globalnavigationsatellitesystem，全球导航卫星系统；real-timekinematic，实时动态)实时动态定位技术测量平面位置，并利用测深仪实时测量对应位置水深，通过数据处理完成水下地形的测量工作。

本实用新型的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种高精度遥控水下地形测量船，包括船体、电力系统、遥控系统、动力系统、测量系统和监视系统。

所述船体设置有舱室，舱室上设置有舱盖和对应的舱口，所述舱盖的一侧边缘与对应的舱口边缘铰接，所述舱盖的另一侧边缘与对应的舱口边缘可开合连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述舱盖与舱口边缘均镶嵌密封橡胶条，所述舱盖的另一侧边缘与对应的舱口边缘通过搭扣锁连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述船体为双体涵道式船体，充分考虑了侧向稳定性和流体动力学原理，舱室内为测量及各种电子设备预留的了充足的安装空间。

所述电力系统、遥控系统包括蓄电池组、主接线电路板及遥控设备和遥控天线，所述蓄电池组和主接线电路板及遥控设备设置于舱室内，所述遥控天线设置于舱室外，所述蓄电池组通过电源线与主接线电路板电连接，所述主接线电路板及遥控设备再通过数据线和电源线与测量船的所有电子设备连接，从而实现蓄电池组对测量船的所有电子设备的供电和遥控。

在本实用新型的一个实施例中，所述遥控天线设置于船头外部。

在本实用新型的一个实施例中，所述蓄电池组为双蓄电池组，包括蓄电池一和蓄电池二，在给测量船的所有电子设备供电的同时还具备平衡船体的作用；所述电力系统还包括设置在舱室外的总电源开关，用于在舱室外开关舱室内所有电子设备电源。

所述动力系统包括水冷循环泵、调速器、舵机、水冷电机、螺旋桨和舵片，所述水冷循环泵、调速器、舵机和水冷电机安装于舱室内，所述螺旋桨和舵片安装于船底尾部；所述水冷循环泵通过冷却水进、出管与水冷电机上的水循环结构的进、出水口连接，水冷循环泵水箱内的水，通过制冷系统将水冷却，由水泵将低温冷却水送入水冷电机，冷冻水将热量带走后，温度升高再回流到水冷循环泵水箱，从而起到对水冷电机进行冷却降温的作用；所述调速器与水冷电机电连接，所述水冷电机通过传动轴与螺旋桨连接，用于驱动螺旋桨转动；所述舵机通过舵杆与舵片连接，用于控制舵片。

所述测量系统包括gnssrtk接收机、测深仪和换能器，所述gnssrtk接收机通过连接杆安装于舱盖上方，所述测深仪安装于舱室内，所述换能器安装于船底，所述gnssrtk接收机通过数据线与测深仪连接，所述测深仪通过数据线穿过换能器安装孔与换能器连接，所述换能器安装孔设置在舱室内且贯穿船底，所述换能器安装孔的位于船底的下端与换能器连接。所述gnssrtk接收机内置网络通讯模块，用于接收卫星信号进行平面位置测量；所述测深仪内置自动测深模块及实时显示模块，用于测量实时平面位置处的水深。

在本实用新型的一个实施例中，所述换能器安装孔的位于船底的下端设置有橡胶密封圈，位于舱室内的上端设置有数据线的接线孔，所述换能器安装孔的内部填充有玻璃棉，另外所述换能器安装孔位于舱室内的贯穿面很高，不易接触水，换能器安装孔的这些设计使其具有防水、防卡线的功能。

在本实用新型的一个实施例中，所述换能器为收发共用型的液介换能器，以液体作为声波的传播媒介进行水下测距，将电能转换成声能进行水下测距，同时接受返回的声能信号，再将其转换成电能，传输给测深仪。

所述监视系统包括视频发射天线、舱外摄像头和舱内摄像头，所述视频发射天线安装于舱室外，用于实时传输图像信号；所述舱外摄像头安装于舱室外，所述舱内摄像头安装于舱室内。

在本实用新型的一个实施例中，所述视频发射天线设置于船头外部；所述舱外摄像头包括两个，对称设置在船头外部两侧。

在本实用新型的一个实施例中，所述监视系统还包括设置于船头外部的探照灯，用于夜间及黑暗环境下的环境照明。

本实用新型的高精度遥控水下地形测量船还配备双路增强图传系统，其中一路用于测深仪显示器的视频转换传输，一路用于船身周边的同步视频监控。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的测量船采用gnssrtk系统和测深仪组合的作业模式，利用gnssrtk实时定位技术测量平面位置，并利用测深仪实时测量对应位置水深，保证了测量数据的高精度；测量船安装了功率增强的遥控系统及监视系统，遥控系统解决了人工无法到达或测量的问题，自动测量及储存功能便捷、省力，监视系统能够最大条件的保障测量船的作业安全，在大幅度降低水下地形测量成本的同时，能够最大化地保障作业人员的安全；另外，船壳采用了双体涵道式设计，有效的降低水波阻力提高了船体的稳定性。综上所述，本实用新型的高精度遥控水下地形测量船在开展水下地形测量的同时，实现了远程测量实时遥控、测量数据自动存储以及高精度的平面位置和水深测量，实现了安全、高效、精密测量水下地形的目的。

附图说明

图1为本实用新型的高精度遥控水下地形测量船的舱盖打开状态下的结构示意图一；

图2为本实用新型的高精度遥控水下地形测量船的舱盖打开状态下的结构示意图二；

图3为本实用新型的高精度遥控水下地形测量船的船尾结构示意图。

附图标记：

1-主接线电路板及遥控设备；2-遥控天线；3-水冷循环泵；4-调速器；5-舵机；6-水冷电机；7-螺旋桨；8-舵片；9-gnssrtk接收机；10-测深仪；11-换能器；12-连接杆；13-换能器安装孔；14-视频发射天线；15-舱外摄像头；16-舱内摄像头；17-总电源开关；18-蓄电池一；19-蓄电池二；20-探照灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、2、3所示，本实用新型提供了一种高精度遥控水下地形测量船，包括船体、电力系统、遥控系统、动力系统、测量系统和监视系统，其中：

所述船体设置有舱室，舱室上设置有舱盖和对应的舱口；所述舱盖的一侧边缘与对应的舱口边缘铰接，另一侧边缘与对应的舱口边缘通过搭扣锁连接；所述舱盖与舱口边缘均镶嵌密封橡胶条；所述船体为双体涵道式船体，充分考虑了侧向稳定性和流体动力学原理，舱室内为测量及各种电子设备预留的了充足的安装空间；用木材制作阳模，定型后采用玻璃钢手糊法制作阴模，在阴模基础上制作玻璃钢船壳，船壳制作采用双层凯夫拉防弹混纺布加玻璃纤维增强，外部双色喷漆，具有较好的强度和美观性；

所述电力系统、遥控系统包括总电源开关17、双蓄电池组(12v动力型双蓄电池组)、主接线电路板及遥控设备1和遥控天线2，所述总电源开关17设置于船头外部，用于在舱室外开关舱室内所有电子设备电源；所述双蓄电池组安装在舱室内，包括蓄电池一18和蓄电池二19，在给测量船的所有电子设备供电的同时还具备平衡船体的作用；所述主接线电路板及遥控设备1设置于舱室内，所述遥控天线2设置于船头外部，所述蓄电池一18和蓄电池二19通过电源线与主接线电路板1电连接，所述主接线电路板及遥控设备1再通过数据线和电源线与测量船的所有电子设备连接，从而实现蓄电池组对测量船的所有电子设备的供电和遥控；

所述动力系统包括水冷循环泵3、调速器4、舵机5、水冷电机6、螺旋桨7和舵片8，所述水冷循环泵3、调速器4、舵机5和水冷电机6安装于舱室内，所述螺旋桨7和舵片8安装于船底尾部；所述水冷循环泵3通过冷却水进、出管与水冷电机6上的水循环结构的进、出水口连接，水冷循环泵3水箱内的水，通过制冷系统将水冷却，由水泵将低温冷却水送入水冷电机6，冷冻水将热量带走后，温度升高再回流到水冷循环泵3水箱，从而起到对水冷电机6进行冷却降温的作用；所述调速器4与水冷电机6电连接，所述水冷电机6通过传动轴与螺旋桨7连接，用于驱动螺旋桨7转动；所述舵机5通过舵杆与舵片8连接，用于控制舵片8；本实施例选用5080型四磁极无刷电机，通过密封传动轴驱动船底的螺旋桨高速运转；配备180a双向无刷调速器和自循环水冷降温系统，舵机采用30kg级大扭力防水舵机，达到有效控制船体转向功能；

所述测量系统包括gnssrtk接收机9、测深仪10和换能器11，所述gnssrtk接收机9通过连接杆12安装于舱盖上方，所述测深仪10安装于舱室内，所述换能器11安装于船底，所述gnssrtk接收机9通过数据线与测深仪10连接，所述测深仪10通过数据线穿过换能器安装孔13与换能器11连接，所述换能器安装孔13设置在舱室内且贯穿船底，所述换能器安装孔13的位于船底的下端与换能器11连接；所述gnssrtk接收机9内置网络通讯模块，用于接收卫星信号进行平面位置测量；所述测深仪10内置自动测深模块及实时显示模块，用于测量实时平面位置处的水深；所述换能器11为收发共用型的液介换能器；所述换能器安装孔13的位于船底的下端设置有橡胶密封圈，位于舱室内的上端设置有数据线的接线孔，所述换能器安装孔13的内部填充有玻璃棉，另外所述换能器安装孔13位于舱室内的贯穿面很高，不易接触水，换能器安装孔13的这些设计使其具有防水、防卡线的功能；

所述监视系统包括视频发射天线14、舱外摄像头15、舱内摄像头16和探照灯20，所述视频发射天线14设置于船头外部，用于实时传输图像信号；所述舱外摄像头15包括两个，对称设置在船头外部两侧；所述舱内摄像头16安装于舱室内；所述探照灯20设置于船头外部，用于夜间及黑暗环境下的环境照明；

本实用新型采用功率增强的futabat82.4ghz遥控系统，并配备双路增强的5.8ghz图传系统，其中一路用于测深仪显示器的视频转换传输，一路用于船身周边的同步视频监控。

本实用新型的高精度遥控水下地形测量船的具体工作流程为：首先进行gnssrtk系统设置，包括点校正、作业参数录入，待卫星信号接收正常后，遥控测量船下水配合测深仪进行水下地形测量作业；遥控测量船在到达指定作业区域后，通过事先在测深仪内设置完成的数据采样间隔，开始进行测量作业；通过远程控制设备，远程遥控测量船的行驶路线并可以实时查看测量船内、外部情况，自动测量数据存储于测深仪内存中，全部测量完成后导出即可。

本实用新型采用gnssrtk系统和测深仪实时定位测深，保证了测量数据的高精度，远程遥控系统解决了人工无法到达或测量的问题，自动测量及储存功能便捷、省力，本实用新型在大幅度降低水下地形测量成本的同时，能够最大化地保障作业人员的安全。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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