專利名稱：水下地形測量船的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種用于露天水源勘測的測量船，尤其涉及一種水下地形測量船。
背景技術：
河道、水庫、湖泊在城市供水和エ農業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重大作用，同時還具有防洪、調蓄、灌溉、發(fā)電等多重功能。蓄滯洪區(qū)是防洪工程中的重要組成部分，可以減少洪澇災害帶來的損失。隨著時間的推移，城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的河道、水庫、蓄滯洪區(qū)的地形地貌均有所不同的變化。在現有條件下，城鎮(zhèn)鄉(xiāng)村的河道、水庫、蓄滯洪區(qū)的管理和防汛調度依然使用先前的歷史數據資料，這些資料既分散且標準不統(tǒng)一，不夠全面、系統(tǒng)，數據的合理性也無法考證，對于調度控制指標的不當使用，往往會造成不可估量的損失。為了弄清河道、水庫、蓄滯洪區(qū)內地形地貌變化情況，就需要開展有關測量工作，以便更科學合理地為工程管理和防汛調度服務。目前，水下測量需要租賃船只，安裝測量設備進行水深測量，測量費用相應增加， 測量人員體力消耗較大，身體健康受到傷害，不利于測量工作的實施。
發(fā)明內容本實用新型的主要目的在于解決上述水下測量勘探中存在的問題，提供一種水下地形測量船。水深測繪是河流、湖泊等水域應用領域的ー項重要內容，對于探知水底地貌的狀況具有重要意義。迄今為止，已經有許多測量平臺應用于水深測繪，包括艦船和其它水下潛器、定位系統(tǒng)、測量傳感等。世界范圍內的大部分水深數據都來自于艦船測量，其測量方式是現階段大面積水深測繪的最主要方式。對于河道等的水深測繪，自動導航水深測量設備是十分有用的技術手段，但是也存在成本高、水深通信帶寬受限和操作復雜性等問題。隨著測量技術、GPS、GIS、RS技術和信息科學技術高速發(fā)展，利用3S測量技術和計算機可以實現各區(qū)域的測量、分析計算等工作，因此也就能夠實現水面的水下地形測量。本實用新型通過廣泛調研與論證，測量船選用鋼質材料，研制了便于裝卸的船體結構；研制改造了舵機起動機裝置，由手拽起動研制成自動起動；對舵機研制了自動停機裝置，當測量船遇有特殊情況時，可由岸上實施停止，關閉舵機；改造了舵機的油門裝置成為自動油門裝置，増加了自動控油功能；通過光電編碼計數器、接近開關及鏈條傳動裝置，實現舵把自動控制，再結合GPS和陀螺儀數據，實現船體自動導航控制；利用エ控機實現測量船的遙控操作，從岸上發(fā)出的操控指令通過無線電傳到船上；研制了測量船操控軟件，包括測量采集軟件，GPS導航軟件，通信軟件，數據及接ロ優(yōu)化軟件，船控軟件，遙控軟件，通過編寫各功能程序代碼，實現無線遙控自動導航水下測量功能，可以實現河道、水庫、湖面的自動導航測量。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是由至少I艘測量船、基準站、主操控設備和遙控設備組成，基準站、主操控設備和遙控設備在被測量水域的岸上實施操控，根據實際需要基準站、主操控設備和遙控設備同時操控多艘測量船。測量船由船體、控制系統(tǒng)、航行航向控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)組成，測量船的船體整體由船首和船身各自獨立分段構成，船首整體密封，船首上部為船甲板，船首前端部為尖端，船首的后端整體為平面，船首后端部與船身的前端部相吻合，船首后端中部設置凹形槽狀的水下探測孔，水下探測孔從船首上部船板貫通到船首下部的船底，船首的后端與船身的前端相連接構成水下探測孔，便于在水下探測孔內安裝和拆卸設備安裝柱，在水下探測孔內安裝設備安裝柱后，船首和船身通過連接件連接成一體組成測量船，船首與船身的分體設計便于拆裝和轉場運輸。設備安裝柱整體呈柱狀，設備安裝柱的中部固定安裝在水下探測孔內，設備安裝柱整體呈柱狀，設備安裝柱貫穿水下探測孔，設備安裝柱的下端部穿過水下探測孔的下端部，設備安裝柱的下端部的頂端部固定設置測量系統(tǒng)的測深儀探頭，測深儀探頭在水下發(fā)射信號并接收被測量水底反射回的信號，測深儀探頭通過導線與測深儀相連接，測深儀探頭沿著測量斷面線直接在水下探測被測量水底的地形、地貌和深度。設備安裝柱的上端部穿過水下探測孔的上部，在設備安裝柱的上部安裝控制系統(tǒng)的避障儀，避障儀通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，避障儀探測測量船前方的障礙物以及障礙物與船之間的距離，防止船頭碰撞水上物體，并把測得的數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機調整測量船的航行。設備安裝柱的頂端部安裝定位系統(tǒng)的GPS接收機天線，GPS接收機天線通過導線與GPS設備相連接，與空間衛(wèi)星星座導航定位系統(tǒng)相連通，基準站為固定定點接收衛(wèi)星星座的GPS信號，測量船由GPS電臺接收基準站修正信息，解算得到實地地點的三維坐標。船首的甲板上固定安裝定位系統(tǒng)的GPS電臺天線、通訊系統(tǒng)的數據通訊電臺天線和控制系統(tǒng)的陀螺儀，GPS電臺天線通過導線與GPS電臺相連接，通過GPS電臺接收基準站修正定位系統(tǒng)的信息，解算得到實地地點的三維坐標。數據通訊電臺天線通過導線與數據通訊電臺相連接，數據通訊電臺通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，通過數據鏈路與基準站相連通，エ業(yè)控制計算機接收主操控設備發(fā)出的指令，往返傳輸主操控設備和エ業(yè)控制計算機之間的數字信息。船首甲板的前端部固定安裝控制系統(tǒng)的陀螺儀，陀螺儀通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，陀螺儀實時監(jiān)測測量船的航行方向、側搖和正搖，為エ業(yè)控制計算機的航行航向控制系統(tǒng)提供測量船的航行數據，實施實時姿態(tài)矩陣的解算，確保測量船按照導航線行駛。船身整體呈承載船狀，船身上設置承載艙，船身的尾端的船尾通過安裝卡子設置航行航向控制系統(tǒng)的驅動機構，驅動機構驅動測量船的航行，船身的上部安設船身艙蓋，船身艙蓋與船身相吻合，船身艙蓋遮擋保護承載艙內的設備。承載艙內固定安裝數據通訊電臺、GPS電臺、測深儀、GPS設備、蓄電池組、電源模塊和エ業(yè)控制計算機，定位系統(tǒng)的GPS電臺和GPS設備通過線路與控制系統(tǒng)的エ業(yè)控制計算機相連接，實施定位操控，測量系統(tǒng)的測深儀通過線路與控制系統(tǒng)的エ業(yè)控制計算機相連接，實施測量操控，通訊系統(tǒng)的數據通訊電臺通過線路與控制系統(tǒng)的エ業(yè)控制計算機相連接，エ業(yè)控制計算機通過數據通訊電臺與主操控設備和遙控設備鏈接實施通訊、測量數據的設置、傳遞數據信息、接收指令和校驗定位數據的操控，エ業(yè)控制計算機通過GPS電臺與基準站鏈接實施修正定位系統(tǒng)的信息，解算得到實地點的三維坐標。蓄電池組和電源模塊通過線路與數據通訊電臺、GPS電臺、測深儀、GPS設備并聯相連接，電源模塊控制分配蓄電池組對數據通訊電臺、GPS電臺、測深儀、GPS設備的電源供
i ロ 船尾的船艙外用安裝卡子安裝航行航向控制系統(tǒng)的測量船的驅動機構，驅動機構的上部為發(fā)動機，驅動機構的下部為水下驅動裝置，水下驅動裝置的頂端部安設螺旋槳，通過驅動機構的運行驅動測量船在被測量水域內的沿導航線和測量斷面線航行。發(fā)動機上安裝啟動機，啟動機由點火裝置、熄火開關和啟動熄火電路構成，發(fā)動機采用電打火啟動，啟動機通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，啟動機接受エ業(yè)控制計算機的指令啟動或關閉發(fā)動機，主操控設備或遙控設備通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)布指令，熄火停機或點火啟動發(fā)動機，啟動發(fā)動機后啟動熄火電路檢測發(fā)動機是否啟動，未 啟動繼續(xù)啟動。發(fā)動機的輸出端與減速機的輸入端相連接，減速機增大輸出力矩和提高船舵的穩(wěn)定性，減速機的輸出端與傳動軸的一端部相連接，傳動軸的另一端部與水下驅動裝置端部的螺旋槳相連接。發(fā)動機上安裝一體化的油門伺服機，油門伺服機與油門驅動相連接，油門伺服機調節(jié)油門驅動對油門實施加大或減小加油量，調整航行速度，油門伺服機通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，接受エ業(yè)控制計算機發(fā)布的指令調整測量船航行的速度。發(fā)動機和水下驅動裝置整體旋轉180 運行，航向控制桿的一端部與發(fā)動機固定安裝，航向控制桿整體桿狀，航向控制桿上設置滑道，航向控制桿上安裝滑桿連接件，滑桿連接件沿航向控制桿上的滑道往復移動，滑桿連接件與轉向驅動鏈條的中部固定相連接，滑桿連接件連同發(fā)動機和水下驅動裝置整體旋轉180 運行，通過滑桿連接件聯通驅動機構和航向執(zhí)行機構。船身的船尾部安裝航行航向控制系統(tǒng)的航向執(zhí)行機構，航向執(zhí)行機構是由承載梁、固定鏈條齒輪、轉向驅動鏈條、光電計數器和3個接近限位開關組成，承載梁安裝在船尾處與驅動機構的發(fā)動機相對應，承載梁的兩端部分別固定設置固定鏈條輪，兩個固定鏈條齒輪上環(huán)繞轉向驅動鏈條，轉向驅動鏈條與兩個固定鏈條齒輪相吻合，通過電機帶動減速機驅動固定鏈條齒輪，固定鏈條齒輪帶動轉向驅動鏈條構成往復直線運行，電機通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，電機接受エ業(yè)控制計算機的指令實施往復直線運行，驅動機構的旋轉運行軌跡在驅動鏈條的往復直線運行軌跡范圍內運行。轉向驅動鏈條的ー側平行安裝光電計數器和3個接近限位開關，3個接近限位開關等距排列設置，光電計數器和3個接近限位開關通過線路與エ業(yè)控制計算機相連接，向エ業(yè)控制計算機傳輸轉向驅動鏈條運行狀態(tài)的數字信息。轉向驅動鏈條的一側的兩端部分別設置接近限位開關I和接近限位開關3，接近限位開關I和接近限位開關3對航向控制桿實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條往復運行的節(jié)距的數量，驅動機構的發(fā)動機的180 旋轉運行軌跡包含在航向執(zhí)行機構的轉向驅動鏈條的往復直線運行的軌跡內，安裝在發(fā)動機上的滑桿連接件的頂端部對準接近限位開關I或接近限位開關3，測量船的左轉向或右轉向已到極限，接近限位開關I或接近限位開關3向エ業(yè)控制計算機實施報警，エ業(yè)控制計算機經數據處理后及時調整測量船的航向。在限位開關I和接近限位開關3的中間處設置接近限位開關2，接近限位開關2對航向控制桿實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條往復運行的節(jié)距的數量，航向控制桿頂端部歸位對準接近限位開關2則光電計數器和3個接近限位開關數據清零重新開始運行記錄數據信息，對航向控制桿實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條往復運行的節(jié)距的數量并向エ業(yè)控制計算機傳輸數據信息。轉向驅動鏈條ー側的一端部設置光電計數器，光電計數器對準轉向驅動鏈條，轉向驅動鏈條往復直線運行，轉向驅動鏈條的銷軸切割發(fā)光管發(fā)出發(fā)的光柱，每切割一次光電計數器發(fā)光管發(fā)出的發(fā)光柱則記錄ー個數，所記錄的數值為轉向驅動鏈條往復運行的節(jié)距的數量，井向エ業(yè)控制計算機傳輸數據信息，為了避免光電計數器的誤差，通過3個接近 限位開關校正計數誤差，確保正確控制測量船的航向。エ業(yè)控制計算機中采用IO模塊、AD模塊、PWM輸出和計數模塊實現數據采集和控制，IO模塊采集接近限位開關廣3的數據信息，把數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機，經過位置信號的檢測，エ業(yè)控制計算機經數據處理后發(fā)指令啟動或關閉發(fā)動機以及調整航向，エ業(yè)控制計算機通過數據通訊電臺實時傳輸給主操控設備。AD模塊采集發(fā)動機數據信息，把數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機，經過位置信號的檢測，エ業(yè)控制計算機經數據處理后發(fā)指令啟動或關閉發(fā)動機以及調整航向，エ業(yè)控制計算機通過數據通訊電臺實時傳輸給主操控設備，エ業(yè)控制計算機上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息。PWM輸出和計數模塊采集光電計數器的數據信息，把數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機，經過位置信號的檢測，エ業(yè)控制計算機經數據處理后發(fā)指令調整發(fā)動機的運行以及控制測量船的航行速度，エ業(yè)控制計算機通過數據通訊電臺實時傳輸給主操控設備。エ業(yè)控制計算機通過線路與GPS設備、GPS電臺、數據通訊電臺、測深儀、陀螺儀、避障儀、發(fā)動機的啟動機和發(fā)動機的油門伺服機相連接。從エ業(yè)控制計算機設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取。船身艙蓋的頂部安設太陽能電池板，太陽能電池板覆蓋船身艙蓋的頂部，太陽能電池板通過線路與蓄電池組相連接，向蓄電池組輸送電源。被測量水域的岸上的基準站由GPS設備、GPS接收機天線、GPS電臺、和GPS電臺天線組成，GPS接收機天線通過導線與GPS設備相連接，GPS設備通過數據鏈路與衛(wèi)星星座鏈接，獲取GPS信息，GPS設備通過線路與GPS電臺相連接，GPS電臺天線通過導線與GPS電臺相連接，基準站的GPS設備和GPS接收機天線為固定定點接收衛(wèi)星星座的GPS信號，測量船通過GPS電臺接收基準站的GPS信號修正GPS信號的數字信息，解算得到實地點的三維坐標。被測量水域的岸上的遙控設備由遙控操作臺、數據通訊電臺組成，數據通訊電臺通過線路與遙控操作臺相連接，數據通訊電臺通過導線與數據通訊電臺天線相連接，經遙控操作臺通過數據通訊電臺操控測量船的航行、航向、航速、放樣信號，沿導航線和測量斷面線實施水深測量、GPS測量、測距、報警數字信息。[0036]被測量水域的岸上的主操控設備由主操控器、數據通訊電臺組成，數據通訊電臺通過線路與主操控器相連接，主操控器上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息，數據通訊電臺通過導線與數據通訊電臺天線相連接，經主操控器通過數據通訊電臺設置測量船的導航線和測量斷面線，接收測量水深數據、GPS測量數據、測量距離數據，修正實際測量出現的誤差；從主操控器設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量斷面線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取。本實用新型主要由基準站、主操控設備、遙控設備和測量船組成，通過無線電通信鏈路聯通，在實施測量吋，經過測量技術設計，采用ー個基準站、一個主操控設備或ー個遙控設備以及ー個測量船或幾個測量船進行測量，基準站固定不動，定點接收GPS衛(wèi)星信號，并由GPS電臺實時向測量船發(fā)送差分修正數據信號，測量船到各測點實施測量時，接收同樣的GPS衛(wèi)星信號，并通過GPS電臺接收基準站修正信息，解算后得到實地地點的三維坐標，其坐標系為WGS84大地坐標，表示為經緯度和高程(BLH)，這樣才能開展后續(xù)船控、放樣等一系列工作。小型測量船的船體結構通常分為雙體船和単體船，雙體船航行相對穩(wěn)定，但體積 相對較大，是由兩個單體船橫向固定聯接而成；單體船是常見的船體結構，具有結構簡単，便于加工等特點。本實用新型為了便于每天早晨卸車下水測量和晚上收エ搬到車上運回，測量船必須具有小型、輕便、可攜帯性、快速安裝、較長時間的續(xù)航能力等特性，即要考慮到船體的可控性、載重量、穩(wěn)定性，還要考慮測量探頭的安裝。采用船首和船身分體式単體船結構形式，即船首和船身分開設計加工，各自獨立，測量時用鎖扣聯接成整體。測量船是實時性較強的系統(tǒng)，通過傳感器采集需要數據信息，并對數據信息進行處理，得到控制量，對驅動設備和航向執(zhí)行機構進行自動控制。外部設備以RS232異步串行ロ為主，エ業(yè)控制計算機至少6個串ロ，并具有較高的運算速度和很好的數據采集、處理能力以及接口中斷能力。本實用新型水面部分測量采用雙頻水下測深儀設備與GPS設備結合的測量方式進行測量，水深測量儀器由測深儀探頭(即傳感器)和測深儀主機組成，測深儀探頭在水下發(fā)射并接收反射的聲波信號，聲波在水中傳輸速度恒定，通過記錄聲波發(fā)射和接收時間，則可計算水深。對于各測點水下三維坐標，由GPS進行定位，水深測量儀測量各定位點的水深，通過GPS定位測量測得水深點的平面位置和水面高程，則可計算河底高程。測深儀可單獨使用進行水深測量，也可通過RS232串ロ由計算機實現測量。連接エ業(yè)控制計算機測量吋，需進行配置，使之與エ業(yè)控制計算機接ロ協(xié)議一致，這樣，エ業(yè)控制計算機才能采集測深儀數據。本實用新型測量船工作時以自動測量為主，智能性也是測量船設計的指標之一，為了防止測量船的船頭碰撞水上物體，如橋墩等障礙物，在船首安裝避障儀。避障儀從探頭發(fā)送并接受超聲波，前方遇到障礙物后，障礙物反射此聲波，探頭接到反射波后，由避障儀計算由發(fā)射到反射回來的時間，計算出測量船的船體與障礙物之間的距離，不僅探測到前方的障礙物，還測出距離，實現探測船前方的障礙物，對不同距離做出相應的報警提示并自動避障行駛或報警停船。GPS地面監(jiān)控站主要由分布在全球的ー個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站組成。主控站根據各監(jiān)測站對GPS衛(wèi)星的觀測數據，計算各衛(wèi)星的軌道參數、鐘差參數等，并將這些數據編制成導航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發(fā)來的導航電文注入到相應衛(wèi)星的存儲器中。GPS用戶設備由GPS接收機含電臺、天線、手薄(測量終端)、數據處理軟件及其終端設備(如計算機)等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星的信號，跟蹤衛(wèi)星的運行，并對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟件，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標。本實用新型主要由基準站、主操控設備、遙控設備和測量船組成，通過無線電通信鏈路聯通，在實施測量吋，經過測量技術設計，采用ー個基準站、一個主操控設備或ー個遙控設備以及ー個測量船或幾個測量船進行測量，基準站固定不動，定點接收GPS衛(wèi)星 信號，并由GPS電臺實時向測量船發(fā)送差分修正數據信號，測量船到各測點實施測量時，接收同樣的GPS衛(wèi)星信號，并通過GPS電臺接收基準站修正信息，解算后得到實地地點的三維坐標。船體航行主要依靠方向和姿態(tài)，需要配備陀螺儀和姿態(tài)儀，確定航向角沒有漂移，同時提供經過校核的三維加速度、角速度以及大地磁場強度。主要應用運動檢測，慣性導航系統(tǒng)，人體姿態(tài)測量，飛機姿態(tài)監(jiān)測，轉速測量等。本實用新型測量船的船頭配備陀螺儀(即MTi系統(tǒng))，實時輸出的航向角是否漂移的數據信息，同時提供經過校核的三維加速度、角速度以及大地磁場強度。安設的陀螺儀把各個單元的數據收集進來，精確測量測量船的旋轉運動角速率和線運動加速度信息，然后送至測量船的エ業(yè)控制計算機中進行實時的姿態(tài)矩陣解算，通過姿態(tài)矩陣把慣性導航系統(tǒng)中加速度計測量到測量船的縱、橫軸的加速度信息，轉換到導航用的運動參考坐標系軸向，然后再進行導航解算，并從捷聯矩陣的有關元素中提取測量船的姿態(tài)角，進行數據處理，得出物體的真實運動姿態(tài)。本實用新型有兩種工作方式I、陀螺定姿的工作方式，不采用磁強計的信息完全由微慣性系統(tǒng)自主地、確定載體的姿態(tài)，利用陀螺輸出的角速率結合姿態(tài)更新算法解算姿態(tài)角；2、組合定姿的方式,采用陀螺、加速度計和磁強計組合通過Kalman濾波確定載體的姿態(tài)信息，依靠重力向量和地磁向量為參考信息有效的修正了陀螺積分后的角度漂移，明顯提聞了航姿系統(tǒng)的精度。測量船是實時性較強的系統(tǒng)，通過各傳感器采集的數據信息，對數據信息進行處理，獲得控制量，系統(tǒng)控制采用模塊化結構，多接ロ布置，エ業(yè)控制計算機不設直接的I/Oロ、AD采樣、PWM輸出等接ロ，采用穩(wěn)定性和適用性比較廣泛的IO模塊、AD模塊和PWM輸出、計數模塊實現數據采集和控制，通過接ロ采集GPS、水深、測距信號，通過接線端子實現起動、停機、轉彎等的自動控制。測量船的工作場合均是在露天的水域實施測量工作，船身艙蓋和頂部的太陽能電池板不僅起到防護的作用，頂部的太陽能電池板還起到隔熱的作用，降溫保護承載艙內的設備。本實用新型GPS測量采用世界大地坐標系WGS84，初始參數設定為假北為0，假東為500000m，緯度原點為0 (N北緯)，中央子午線117 (E東經)，比例因子為1，長半軸a=6378 245，扁率a =1/298. 3，水平和垂直平差為0，坐標幾何設定為網格。エ業(yè)控制計算機采集GPS數據，配置GPS串ロ通訊協(xié)議，與エ業(yè)控制計算機串ロー致。用configurator配置GPS接收機，數據輸出端ロ 2為RS232串ロ，協(xié)議同于超級終端，數據輸出頻率為10Hz，數據輸出格式GGA，通訊鏈路建立后，試驗數據通信，此時エ業(yè)控制計算機實時收到GPS數據。[0049]本實用新型采用高斯投影3度帶，對于WGS84坐標到地方坐標系的轉換，采用4參數法的原理是先將WGS84坐標投影到平面，然后再進行兩個平面直角坐標系之間的轉換。4參數法(兩個平移參數、I個旋轉參數、I個尺度比)不像7參數法那樣能夠同時得到當地高程基準下的高程，高程數據需單獨處理，但是相對7參數法，數據處理相對簡便，精度較高，所以本實用新型測量船的數據處理采用四參數法，高程采用二次曲面的方法。測量船控制系統(tǒng)和測量設備均采用蓄電池組供電，不同的設備和儀器的電源相應供電電壓不同，供電功率不同，本實用新型多組蓄電池供電，以滿足不同的要求。測量船掛機的啟動電流相對較大，打火、舵機與電臺共用一塊蓄電池。各模塊對電源的要求較高，模塊和傳感器共用一塊蓄電池。エ業(yè)控制計算機對電壓穩(wěn)定性要求較高，電壓不穩(wěn)容易造成重啟，エ業(yè)控制計算機單獨用一塊蓄電池，水深儀單獨使用電池供電，GPS配備電池供電。本實用新型測量船采用外掛式汽油機，用安裝卡子安裝在船尾，以燃油發(fā)動機為動カ源，控制設備比較復雜，需要加裝起動、停止裝置，控制油門的大小，實現測量船行駛的速度，蓄航能力強，使用燃料方便，太陽能作為輔助動カ源，通常小型燃油船外機以人工操作，自動控制小型燃油船外機還沒有定型產品。測量船自帶發(fā)電機、電源單元以及點火線圈 用來實現正常工作，自帶熄火開關，需要人工操作，當緊急情況發(fā)生吋，拉出熄火開關，測量船?；稹１緦嵱眯滦屯ㄟ^繼電器的開關觸點與熄火開關并聯連接，實現自動控制機器熄火和停船操作。測量船航行方向的執(zhí)行機構便是舵機，測量船是ー個實時性的隨動系統(tǒng)，舵機的實時調整是測量船可以自動運行的先決條件。本實用新型測量船的發(fā)動機采用電動起動，井能遠程控制起動，如果測量測量船在水域測量過程中出現熄火，即可通過通訊電臺發(fā)布指令，重新點火起動，相反，測量船一旦失去動カ,會有傾覆危險，造成重大損失。電起動低轉速、大扭矩電動機，通過驅動輪徑配比，通過命令程序由エ控機控制起動繼電器，實現遠程自動起動。測量船自帶發(fā)電機、電源單元以及點火線圈用來實現正常工作，自帶熄火開關，本實用新型通過繼電器的開關觸點與熄火開關并聯連接，實現自動控制機器熄火和停船操作。測量船的舵機采用電機外加減速系統(tǒng)，増大輸出力矩，提高船舵的穩(wěn)定性。本實用新型自動調節(jié)油門裝置是通過專業(yè)級伺服機來實現的，油門伺服機是由安裝卡孔、控制IC電路板、無核心馬達、傳動齒輪與位置檢測器所構成，自動調節(jié)油門裝置。由エ控機控制模塊發(fā)出(PWM)訊號給油門伺服機，經由電路板上的IC判斷轉動方向，再驅動無核心馬達開始轉動，透過減速齒輪將動カ傳至擺臂，擺臂與油門閥連接，控制油門大小。同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經到達定位。位置檢測器其實就是可變電阻，當油門伺服機轉動時電阻值也會隨之改變，由檢測電阻值便可知轉動的角度。伺服馬達是將細銅線纏繞在三極轉子上，當電流流經線圈時便會產生磁場，與轉子外圍的磁鐵產生排斥作用，產生轉動的作用力。依據物理學原理，物體的轉動慣量與質量成正比，要轉動質量愈大的物體，所需的作用力也愈大。油門伺服機為求轉速快、耗電小，于是將細銅線纏繞成極薄的中空圓柱體，形成ー個重量極輕的五極中空轉子，并將磁鐵置于圓柱體內，這就是無核心馬達。測量船上安裝的一體化油門伺服機用于油門控制，直流6V供電，PWM控制信號為100-200HZ的信號，采用IOOHz的PWM控制信號，通過調整占空比來調節(jié)發(fā)動機的油門大小。方向舵只有實現自動控制，測量船才能實現自動控制，本實用新型測量船是ー個實時性的隨動系統(tǒng)，舵機的實時調整是測量船可以自動運行的先決條件，測量船航行方向的執(zhí)行機構便是舵機。測量船的舵機采用電機外加減速系統(tǒng)，增大輸出力矩，提高船舵的穩(wěn)定性。本實用新型航向執(zhí)行機構的轉向驅動鏈條為往復直線運行，驅動機構的發(fā)動機和水下驅動裝置為整體180 旋轉運行，舵控部分和汽油機安在一起，汽油機安裝在船尾部，舵控部分安裝在船尾部側幫上，與舵把相連。舵機的運行為半圓形旋轉方式，舵控一體機構為鏈條式的直線運動，所以，利用鏈條連接滑桿機構實現船的拐彎調頭控制。舵機的驅動電路采用繼電器組成的橋式電路，通過繼電器動作控制電機正反轉，采用同一繼電器上的常開、常閉觸電，避免短路情況的發(fā)生。航向執(zhí)行機構跟驅動機構安裝在一起，驅動機構安裝在船尾部側幫上，航向執(zhí)行機構安裝在船尾部承載梁上，通過航向控制桿與驅動機構相連接。方向舵的控制是跟驅動裝置分不開的，根據選擇的船外機動カ裝置，本實用新型的方向舵采用減速機驅動軸連接 的鏈條傳動裝置。舵控部分為一體化設計，方便安裝。控制舵的電動機帶動鏈條運動，鏈條轉動連接船舵轉動從而實現測量船的轉向。本實用新型驅動機構的運行為半圓形旋轉方式，航向執(zhí)行機構為鏈條式的直線運動，利用鏈條連接滑桿連接件實現測量船的拐彎、調頭的控制，驅動鏈條的往復直線運行軌跡的運行包含驅動機構的旋轉運行軌跡的運行。接近開關又稱無觸點行程開關，可以完成行程控制和限位保護，還是ー種非接觸型的檢測裝置，用于檢測零件尺寸和測速等，也可用于變頻計數器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動銜接等。測量船的航行方向實現自動控制，測量船才能實現自動控制，本實用新型實現精確舵控是靠舵控位置檢測為依據的，舵位檢測采用光電計數器和接近開關。光電計數器為紅外脈沖計數傳感器，結合接近開關來確定船舵的絕對位置。紅外脈沖計數傳感器為光纖傳感器和紅外脈沖計數器，原理是鏈條每齒切割一次發(fā)光管發(fā)光柱，計數器檢測脈沖下降沿變化次數，并記錄個數，則記錄值即為鏈條轉動齒數。為了避免計數器出現誤差，導致船向失控，在舵控行程路徑上均勻分布地安裝了三個接近開關，用以校正計數誤差，確保舵位控制正確。本實用新型精確的航向執(zhí)行機構是以舵控位置檢測為依據的，舵位的檢測采用光電計數器和接近開關。光電計數器為紅外脈沖計數傳感器，結合接近開關來確定船舵的絕對位置。紅外脈沖計數傳感器為光纖傳感器和紅外脈沖計數器，鏈條每齒切割一次發(fā)光管發(fā)光柱，計數器檢測脈沖下降沿變化次數，并記錄個數，記錄值即為鏈條轉動齒數。為了避免計數器出現誤差，導致船向失控，在舵控行程路徑上均勻分布地安裝了三個接近開關，用以校正計數誤差，確保舵位控制正確。航向執(zhí)行機構的方向控制是跟驅動機構分不開的，本實用新型的航向執(zhí)行機構采用減速機驅動軸連接的鏈條傳動裝置?？刂坪较虻碾妱訖C驅動固定鏈條齒輪，固定鏈條齒輪帶動鏈條直線往復運動，鏈條轉動連接船舵轉動從而實現測量船的轉向。本實用新型驅動機構的運行為半圓形旋轉方式，航向執(zhí)行機構為鏈條式的直線運動，利用鏈條連接滑桿機構實現船的拐彎調頭控制。航向執(zhí)行機構的驅動電路采用繼電器組成的橋式電路，通過繼電器動作控制電機正反轉，采用同一繼電器上的常開、常閉觸電，避免短路情況的發(fā)生。[0062]本實用新型的測量船是實時性較強的系統(tǒng)，通過各傳感器采集需要信息，并對有用信息進行處理，獲得控制量，對驅動機構和航向執(zhí)行機構進行自動控制。本實用新型的エ業(yè)控制計算機采用了三個模塊實現數據采集和控制，分別為阿爾泰DAM-3024D (IO模塊)、DAM-3058R (AD模塊)和弘格i_7088 (PWM輸出和計數模塊)，測量船工作環(huán)境比較惡劣，エ作溫度和濕度較高，エ業(yè)控制計算機適應高溫環(huán)境，應用場合廣泛。外部設備都以RS232異步串行ロ為主，エ業(yè)控制計算機采集GPS數據，還需配置GPS串ロ通訊協(xié)議，使其與エ業(yè)控制計算機串ロー致。用configurator配置GPS接收機，數據輸出端ロ 2為RS232串ロ，協(xié)議同于超級終端，數據輸出頻率為10Hz，數據輸出格式GGA，通訊鏈路建立后，試驗數據通信，此時エ控機可以實時收到GPS數據。遙控設備是基于測量船手動控制的操作裝置，把遙控操控臺與上位機數據通訊電臺通過RS232串ロ線相連接，用按鍵發(fā)送控制指令，相當于上位機的控制面板，遙控操控臺自帶的LCD液晶顯示器實時顯示測量船下位機上傳的數據。被測量水域的岸上的主操控設備由主操控器、數據通訊電臺組成，數據通訊電臺通過線路與主操控器相連接，主操控器上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息，數據通訊電臺通過導線與數據通訊電臺天線相連接，經主操控器通過數據通訊電臺設置測量船的導航線和測量斷面線，接收測量水深數據、GPS測量數據、測量距離數據，修正實際測量出現的誤差。從主操控器設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量斷面線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取。本實用新型設定基準站在岸上，作為固定定點的基準站接收衛(wèi)星星座GPS數據信息，GPS測量采用世界大地坐標系WGS84，初始參數設定為假北為0，假東為500000m，緯度原點為0 (N北緯)，中央子午線117 (E東經)，比例因子為1，長半軸a=6 378 245，扁率a =1/298. 3，水平和垂直平差為0，坐標幾何設定為網格。通過基準站修正測量船接收衛(wèi)星星座GPS數據信息，測量船收到誤差數據及時進行實時修正，以保證測量船測量的精度。用configurator配置GPS接收機，數據輸出端ロ 2為RS232串ロ，協(xié)議同于超級終端，數據輸出頻率為10Hz，數據輸出格式GGA，通訊鏈路建立后，試驗數據通信，エ業(yè)控制計算機同時實時收到GPS數據。本實用新型岸上遙控設備和主操控設備均可以實現遙控操作，當測量操作的步驟相對復雜，則使用遙控設備操控測量，遙控設備通過數據通訊電臺直接操控測量船實施水下測量，對測量船實現直接的手動控制，并通過顯示器獲取相關信息，把數據電臺與遙控操縱臺相連接，由遙控按鈕直接控制，實現起動、停止、直行、轉彎、加減速度的操作。遙控設備實現手控操縱測量船，從遙控操縱臺通過數據通訊電臺操控測量船的航行、航向、航速，沿導航線和測量斷面線實施測量工作。本實用新型岸上主操控設備數據通訊電臺和遙控設備的數據通訊電臺為上位機，測量船的數據通訊電臺為下位機。本實用新型岸上的主操控設備和遙控設備均可以實現遙控操作，主操控設備從主操控器規(guī)劃測量船路徑實現自動導航測量(包括放樣測量斷面線)，設定岸上的坐標計劃點，設定水中的坐標計劃點，設定導航線，設定測量斷面線，制定相應的程序。測量船按照設定的程序實施行駛，由程序控制按照放樣線自動行駛，根據實際情況連續(xù)調節(jié)拖動裝置，保證所需要的速度，程序連續(xù)調節(jié)測量船左右轉動和調頭，直到所需的位置和方向。[0069]車載船首、船身、主操控設備、遙控設備和基準站運送到需要測量的被測量水域的岸邊，預先按照標準設計導航線和測量斷面線的采樣線數據，合理的設定起始點和結束點；把船首和船身組裝成測量船，在測量船的船尾外側用安裝卡子安裝驅動機構，在岸邊安設基準站、遙控設備和主操控設備，把至少I艘測量船放置需要測量水域的起始點，相繼開啟測量船、基準站、遙控設備和主操控設備，測量船、基準站、遙控設備和主操控設備的程序初始化，啟動避障儀、陀螺儀和測深儀，采集避障儀、陀螺儀和測深儀的數據信息，確認數據信息正常。本實用新型用車輛把船首、船身、主操控設備、遙控設備和基準站運送到需要測量的水域的岸邊，從車輛上卸下船首、船身、主操控設備、遙控設備和基準站，用連接件把船首和船身組裝成測量船，在測量船的船尾外側安裝驅動機構，在水域岸邊選擇相適宜的地點安設主操控設備、遙控設備和基準站，把至少I艘組裝完畢的測量船放置到需要實施測量的水域的起始點，基準站、遙控設備和主操控設備能夠同時操控多艘測量船實施測量。預先在需要測量的水域按照標準設計導航線和測量斷面線的采樣線數據，并合理的設定起始點和結束點。相繼開啟測量船的設備、基準站的設備、遙控設備和主操控設備，對測量船的設備、基準站的設備、遙控設備和主操控設備進行測量前的設備測試，確認設備測試數據信息 正常。設定基準站的GPS電臺、主操控設備的數據通訊電臺、遙控設備的數據通訊電臺、測量船的數據通訊電臺和GPS電臺的電臺通訊參數，基準站的GPS電臺、遙控設備的數據通訊電臺和主操控設備的數據通訊電臺與測量船的數據通訊電臺和GPS電臺鏈接，形成握手通訊，確認通訊正常。設備測試結束，調試和設置主操控設備、遙控設備和基準站與測量船的通訊鏈接，設置主操控設備數據通訊電臺和遙控設備數據通訊電臺與測量船的數據通訊電臺之間的通訊鏈接，形成握手通訊，并確認通訊正常。設置基準站的GPS電臺與測量船的GPS電臺之間的通訊鏈接，形成握手通訊，并確認通訊正常，握手通信完畢后進行GPS數據的檢驗，測量船的GPS設備從衛(wèi)星星座采集GPS數據，并把采集到的GPS數據通過數據通訊電臺上傳到岸上的主操控設備和基準站確認，把WPS84坐標實時轉換為當地坐標，并確認GPS數據準確。測障礙儀由探頭發(fā)送并接受超聲波，前方遇到障礙物后，障礙物反射超聲波，探頭接到反射超聲波后，由傳感器計算由發(fā)射超聲波到反射超聲波回來的時間，計算出測量船與障礙物之間的距離以及所需時間，不僅探測到前方的障礙物，還探測出測量船與障礙物之間的距離，從顯示屏顯示距離的數據信息并報警。測量船采樣工作時以自動測量為主，在自動采樣時有可能遇到橋墩等障礙物，在測量船的船頭部位安裝測障礙儀，探測測量船前方的障礙物以及障礙物和船的距離。本實用新型測量船的測障礙儀實時發(fā)射超聲波，一旦遇到障礙物，障礙物反射超聲波，測障礙儀接收到反射波后，計算所需時間，則距離為波速乘時間，由此可實現在測量船的船頭探測船前方的障礙物，對不同距離做出相應的報警提示并自動避障行駛或報警停船。陀螺儀實時監(jiān)測測量船的航行方向、側搖和正搖，為測量船的控制系統(tǒng)提供船行數據，保證測量船在導航線和測量斷面線上行駛船體保持正確姿態(tài)。本實用新型測量船的船頭配備陀螺儀，實時輸出的航向角是否漂移的數據信息，同時提供經過校核的三維加速度、角速度以及大地磁場強度。陀螺儀負責把各個單元的數據收集進來，精確測量測量船的旋轉運動角速率和線運動加速度信息，然后送至測量船的エ業(yè)控制計算機中進行實時的姿態(tài)矩陣解算，通過姿態(tài)矩陣把慣性導航系統(tǒng)中加速度計測量到測量船的縱、橫軸的加速度信息，轉換到導航用的運動參考坐標系軸向，然后再進行導航解算，并從捷聯矩陣的有關元素中提取機體的姿態(tài)角，進行數據處理，得出測量船的真實運動的姿態(tài)。測量船的GPS設備和基準站的GPS設備與衛(wèi)星星座通過數據鏈路實現鏈接，采集GPS數據，確認GPS數據正常，實施坐標數據轉換?；鶞收径ㄎ辉诎渡瞎潭ǖ囊阎c上，實時接收GPS信號，同時對測量船測量的數據進行比對，測量船在各測量點實施測量時，測量船測量的結果與基準站的數據出現誤差，則通過數據通訊電臺把誤差傳給測量船，測量船收到誤差數據及時進行實時修正，以保證測量船測量的精度。本實用新型基準站和測量船通過數據通訊電臺的無線電通信鏈路確定GPS數據，測量時，經過測量技術設計，采用I個基準站與至少I個測量船實施測量，基準站固定不動接收GPS衛(wèi)星信號，并通過數據通訊電臺實時向測量船發(fā)射差分修正數據信號，測量船實際到各測點測量，接收同樣的GPS衛(wèi)星信號，通過數據通訊電臺接收基準站修正信息，解算得到實地點的三維坐標，其坐標系為WGS84大地坐標，表示為經緯度和高程(BLH)。實際測量通常采用當地坐標系或北京54坐標系(平面坐標XYZ)，所以需要將經緯度(BLH)轉化為地面網坐標(XYZ)，則開展后續(xù)船控、放樣等一系列工作。操縱在被測量水域的岸上的主操控設備的主操控器，通過數據通訊電臺對測量船的エ業(yè)控制計算機進行數據設置和調整參數，把主操控器的數據庫中設計好的導航線和測量斷面線的采樣線數據發(fā)送到測量船的エ業(yè)控制計算機中，測量船的エ業(yè)控制計算機把收到的采樣線數據進行解碼，轉換后的數據信息存放在專門的數組中。本實用新型岸上的主操控設備從主操控器規(guī)劃測量船路徑實現自動導航測量(包括放樣測量斷面線)，設定岸上的坐標計劃點，設定水中的坐標計劃點，設定導航線，設定測量斷面線，制定相應的程序。エ業(yè)控制計算機對各模塊進行初始化，初始化結束后，操控遙控設備的遙控操作臺通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令，開啟啟動機點火，發(fā)動機啟動，啟動熄火電路檢測發(fā)動機是否啟動，發(fā)動機通過減速機和傳動軸帶動螺旋槳推動測量船，測量船開航。本實用新型エ業(yè)控制計算機初始化結束后，操控遙控設備的遙控操作臺通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令，遙控設備是測量船手動控制的操作裝置，遙控操作臺通過RS232串ロ線與上位機數據通訊電臺相連接，用按鍵發(fā)送控制指令，遙控操作臺的LCD液晶顯示器可以實時顯示測量船下位機上傳的數據。遙控設備實現遙控操作，操控遙控操作臺發(fā)出指令，測量船按照指令實施點火、航行。本實用新型通過AD采樣模塊檢測啟動熄火電路的電壓信號，實現發(fā)動機運行狀態(tài)的檢測，點火成功發(fā)動機啟動，產生信號有效，測量船正常運行，否則繼續(xù)點火啟動。遙控操作臺通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令，油門伺服機調節(jié)油門驅動調整航行速度，遙控操作臺通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令，航向執(zhí)行機構的電機驅動固定鏈條輪，轉向驅動鏈條直線往復運行，轉向驅動鏈條帶動航向控制桿轉動驅動機構，調整測量船的航行方向，測量船從需要測量水域的起始點向導航線航行。操控遙控操作臺發(fā)出指令調整測量船的航線速度，操控遙控操作臺發(fā)出指令驅動航向執(zhí)行機構調整測量船的航行方向，測量船從起始點向設定導航線航行。測量船通過GPS設備在被測量水域內尋找導航線，遙控操作臺通過數據通訊電臺操控測量船進入導航線，調整測量船的船體的位置是否偏離導航線，調整測量船的方向角。本實用新型測量船的エ業(yè)控制計算機通過GPS設備尋找導航線的坐標，從遙控操作臺操控測量船駛入導航線，測量船按照設定的導航線航行，エ業(yè)控制計算機檢測陀螺儀的船體姿態(tài)的數據信息，遙控操作臺調整測量船船體在導航線上的姿態(tài)的方向角。測量船通過GPS設備沿導航線尋找測量斷面線，遙控操作臺通過數據通訊電臺操控測量船進入測量斷面線，調整測量船的船體的位置是否偏離測量斷面線，遙控操作臺通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測量兩岸的距離，遙控操作臺通過數據通訊電臺操控測量船沿測量斷面線實施對水下的水底測量，エ業(yè)控制計算機存儲測量數據，エ業(yè) 控制計算機把測量數據通過數據通訊電臺傳輸給岸上的主操控設備。從遙控操作臺操控測量船沿著導航線駛向設定的測量斷面線行進，遙控操作臺操控測量船轉彎駛入設定的測量斷面線，エ業(yè)控制計算機檢測陀螺儀的船體姿態(tài)的數據信息，遙控操作臺調整測量船船體在測量斷面線上的姿態(tài)。從遙控操縱臺操縱測量船測量兩岸的距離，確定測量船在測量斷面線上的航行線路，測量船按照測量斷面線上的航行線路實施被測水域水下的水底的測量，エ業(yè)控制計算機存儲測量數據，エ業(yè)控制計算機通過數據通訊電臺上傳給岸上的主操控設備，主操控設備存儲備份測量數據。遙控操作臺通過數據通訊電臺操控測量船回到導航線，到下一個測量斷面線實施測量，往復循環(huán)操作測量至最后一條測量斷面線，水下測量工作結束，遙控操作臺通過數據通訊電臺操控測量船從結束點返回起始點靠岸，關閉測量船上的設備，拆卸測量船，關閉基準站、遙控設備和主操控設備，裝車，測量工作全部結束，離開被測量水域。測量完一條測量斷面線，遙控操縱臺操控測量船回到導航線上，エ業(yè)控制計算機檢測陀螺儀的船體姿態(tài)的數據信息，遙控操作臺調整測量船船體在導航線上的姿態(tài)，操縱測量船沿導航線向下一個測量斷面線航行，往復循環(huán)測量完所規(guī)定的測量斷面線，操控測量船從結束點返回到起始點，測量船靠岸，關閉測量船上的所有設備，拆下測量船船尾部的驅動機構，把測量船拆卸成船首和船身，關閉基準站、遙控設備和主操控設備，設備裝車，測量工作全部結束。車載船首、船身、主操控設備、遙控設備和基準站運送到需要測量的被測量水域的岸邊，預先按照標準設計導航線和測量斷面線的采樣線數據，合理的設定起始點和結束點；把船首和船身組裝成測量船，在測量船的船尾外側用安裝卡子安裝驅動機構，在岸邊安設基準站和主操控設備，把測量船放置需要測量水域的起始點，相繼開啟測量船、基準站和主操控設備，測量船、基準站和主操控設備的程序初始化，啟動避障儀、陀螺儀和測深儀，采集避障儀、陀螺儀和測深儀的數據信息，確認數據信息正常。本實用新型用車輛把船首、船身、主操控設備、遙控設備和基準站運送到需要測量的水域的岸邊，從車輛上卸下船首、船身、主操控設備、遙控設備和基準站，用連接件把船首和船身組裝成測量船，在測量船的船尾外側安裝驅動機構，在水域岸邊選擇相適宜的地點安設主操控設備、遙控設備和基準站，把至少I艘組裝完畢的測量船放置到需要實施測量的水域的起始點，基準站、遙控設備和主操控設備能夠同時操控多艘測量船實施測量。預先在需要測量的水域按照標準設計導航線和測量斷面線的采樣線數據，并合理的設定起始點和結束點。相繼開啟測量船的設備、基準站的設備和主操控設備，對測量船的設備、基準站的設備和主操控設備進行測量前的設備測試，確認設備測試數據信息正常。設定基準站的數據通訊電臺、主操控設備的數據通訊電臺和測量船的數據通訊電臺的電臺參數，基準站的數據通訊電臺和主操控設備的數據通訊電臺與測量船的數據通訊電臺鏈接，形成握手通訊，確認通訊正常。設備測試結束，調試和設置主操控設備和基準站與測量船的通訊鏈接，設置主操控設備數據通訊電臺與測量船的數據通訊電臺之間的通訊鏈接，形成握手通訊，并確認通訊正常。設置基準站的GPS電臺與測量船的GPS電臺之間的通訊鏈接，形成握手通訊，并確認通訊正常，握手通信完畢后進行GPS數據的檢驗，測量船的GPS設備從衛(wèi)星星座采集GPS數據，供自動導航和位置判斷等使用，并把采集到的GPS數據通過數據通訊電臺上傳到岸上的主操控設備和基準站確認，把WPS84坐標實時轉換為當地坐標，并確認GPS數據準確。測量船按照設定的程序實施行駛，由程序控制按照放樣線自動行駛，根據實際情況連續(xù)調節(jié)拖動裝置，保證所需要的速度，程序連續(xù)調節(jié)測量船左右轉動和調頭，直到所需的位置和 方向。測障礙儀由探頭發(fā)送并接受超聲波，前方遇到障礙物后，障礙物反射超聲波，探頭接到反射超聲波后，由傳感器計算由發(fā)射超聲波到反射超聲波回來的時間，計算出測量船與障礙物之間的距離以及所需時間，不僅探測到前方的障礙物，還探測出測量船與障礙物之間的距離，從顯示屏顯示距離的數據信息并報警。測量船采樣工作時以自動測量為主，在自動采樣時有可能遇到橋墩等障礙物，在測量船的船頭部位安裝測障礙儀，探測測量船前方的障礙物以及障礙物和船的距離。本實用新型測量船的測障礙儀實時發(fā)射超聲波，一旦遇到障礙物，障礙物反射超聲波，測障礙儀接收到反射波后，計算所需時間，則距離為波速乘時間，由此可實現在測量船的船頭探測船前方的障礙物，對不同距離做出相應的報警提示并自動避障行駛或報警停船。陀螺儀實時監(jiān)測測量船的航行方向、側搖和正搖，為測量船的控制系統(tǒng)提供船行數據，保證測量船在導航線和測量斷面線上行駛船體保持正確姿態(tài)。本實用新型測量船的船頭配備陀螺儀，實時輸出的航向角是否漂移的數據信息，同時提供經過校核的三維加速度、角速度以及大地磁場強度。陀螺儀負責把各個單元的數據收集進來，精確測量測量船的旋轉運動角速率和線運動加速度信息，然后送至測量船的エ業(yè)控制計算機中進行實時的姿態(tài)矩陣解算，通過姿態(tài)矩陣把慣性導航系統(tǒng)中加速度計測量到測量船的縱、橫軸的加速度信息，轉換到導航用的運動參考坐標系軸向，然后再進行導航解算，并從捷聯矩陣的有關元素中提取機體的姿態(tài)角，進行數據處理，得出測量船的真實運動的姿態(tài)。測量船的GPS設備和基準站的GPS設備與衛(wèi)星星座通過數據鏈路實現鏈接，采集GPS數據，確認GPS數據正常，實施坐標數據轉換?；鶞收径ㄎ辉诎渡瞎潭ǖ囊阎c上，實時接收GPS信號，同時對測量船測量的數據進行比對，測量船在各測量點實施測量時，測量船測量的結果與基準站的數據出現誤差，基準站則通過GPS電臺把誤差傳給測量船的GPS電臺，測量船收到誤差數據及時進行實時修正，以保證測量船測量的精度。[0100]本實用新型基準站和測量船通過數據通訊電臺的無線電通信鏈路確定GPS數據，測量時，經過測量技術設計，采用I個基準站與至少I個測量船實施測量，基準站固定不動接收GPS衛(wèi)星信號，并通過數據通訊電臺實時向測量船發(fā)射差分修正數據信號，測量船實際到各測點測量，接收同樣的GPS衛(wèi)星信號，通過數據通訊電臺接收基準站修正信息，解算得到實地點的三維坐標，其坐標系為WGS84大地坐標，表示為經緯度和高程(BLH)。實際測量通常采用當地坐標系或北京54坐標系(平面坐標XYZ)，所以需要將經緯度(BLH)轉化為地面網坐標(XYZ)，則開展后續(xù)船控、放樣等一系列工作。操縱在被測量水域的岸上的主操控設備的主操控器，通過數據通訊電臺對測量船的エ業(yè)控制計算機進行數據設置和調整參數，把主操控器的數據庫中設計好的導航線和測量斷面線的采樣線數據發(fā)送到測量船的エ業(yè)控制計算機中，測量船的エ業(yè)控制計算機把收到的采樣線數據進行解碼，轉換后的數據信息存放在專門的數組中。本實用新型岸上的主操控設備從主操控器規(guī)劃測量船路徑實現自動導航測量(包括放樣測量斷面線)，設定岸上的坐標計劃點，設定水中的坐標計劃點，設定導航線，設定測量斷面線，制定相應的程序。 エ業(yè)控制計算機對各模塊進行初始化，初始化結束后，主操控設備的主操控器通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令，啟動啟動機點火，發(fā)動機啟動，啟動熄火電路檢測發(fā)動機是否啟動，發(fā)動機通過減速機和傳動軸帶動螺旋槳推動測量船航行，測量船的油門伺服機調節(jié)油門驅動調整航行速度，航向執(zhí)行機構的電機驅動固定鏈條輪，轉向驅動鏈條直線往復運行，轉向驅動鏈條帶動航向控制桿轉動驅動機構，調整測量船的航行方向，測量船從需要測量水域的起始點向導航線航行。本實用新型主操控設備實現自動遙控操作，測量船按照設定的程序實施操作，エ業(yè)控制計算機初始化結束后，主操控設備的主操控器通過數據通訊電臺向エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令,啟動驅動機構的啟動機點火,啟動發(fā)動機,エ業(yè)控制計算機通過AD采樣模塊檢測啟動熄火電路的電壓信號，檢測發(fā)動機的運行狀態(tài)，發(fā)動機啟動，產生信號有效，測量船正常運行，相反繼續(xù)點火啟動發(fā)動機直至發(fā)動機啟動。測量船開始航行，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令油門伺服機調節(jié)油門驅動調整測量船的航行速度。エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令啟動航向執(zhí)行機構的電機驅動固定鏈條輪，固定鏈條輪帶動轉向驅動鏈條直線往復運行，轉向驅動鏈條帶動航向控制桿轉動驅動機構，調整測量船的航行方向，測量船從起始點向導航線航行。測量船通過GPS設備在被測量水域內尋找導航線，エ業(yè)控制計算機按照已設計的采樣線數據操控測量船進入導航線，調整測量船的船體的位置是否偏離導航線，調整測量船的方向角。測量船通過GPS設備沿導航線尋找測量斷面線，エ業(yè)控制計算機按照已設計的采樣線數據操控測量船進入測量斷面線，調整測量船的船體的位置是否偏離測量斷面線，測量兩岸的距離，測量船沿測量斷面線實施對水下的水底實施測量，エ業(yè)控制計算機存儲測量數據，エ業(yè)控制計算機把測量數據通過數據通訊電臺傳輸給岸上的主操控設備。本實用新型測量船從起始點開出，測量船的GPS設備通過顯示器上實時顯示測量船的坐標，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令向距離最近的導航線的坐標行進，測量船進入導航線，沿著導航線航行，エ業(yè)控制計算機檢測陀螺儀的船體姿態(tài)的數據信息，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令調整測量船船體在導航線上的姿態(tài)，調整測量船船體在導航線上的姿態(tài)的方向角。エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測量船沿著導航線駛向設定的第一條測量斷面線的坐標行進，測量船到達第一條測量斷面線，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測量船轉彎進入測量斷面線，エ業(yè)控制計算機檢測陀螺儀的船體姿態(tài)的數據信息，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令調整測量船船體在測量斷面線上的姿態(tài)，調整測量船船體在測量斷面線上的姿態(tài)的方向角，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測量兩岸的距離，確定測量船在測量斷面線上的航行線路。エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測深儀測量水下的水底，測深儀的測深儀探頭在水下發(fā)射并接收反射的聲波信號，通過記錄聲波發(fā)射和接收時間，計算水深，水下各測點的三維坐標由GPS設備實施定位，測得水深點的平面位置和水面高程，計算出河底高程。エ業(yè)控制計算機存儲測量數據信息，同時上傳到岸上主操控設備。エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令，按照已設計的采樣線數據操控測量船回到導航線，到下一個測量斷面線實施測量，往復循環(huán)按照在需要測量的水域所設計的采樣線數據實施測量，待測量最后一條測量斷面線結束，エ業(yè)控制計算機按照預先設計的采樣線數據操控測量船返回起始點靠岸，關閉測量船上的設備，拆卸測量船，關閉基準站、遙控設備和主操控設備，裝車，測量工作結束，離開被測量水域。 測量完第一條測量斷面線，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測量船轉彎回到導航線，向下一條測量斷面線航行，繼續(xù)實施測量工作，往復循環(huán)按照預定的設計的采樣線數據信息實施測量工作，待測量完最后一條測量斷面線，エ業(yè)控制計算機發(fā)出指令測量船從結束點沿導航線返回起始點，測量船靠岸，關閉測量船上的所有設備，拆下測量船船尾部的驅動機構，把測量船拆卸成船首和船身，關閉基準站、遙控設備和主操控設備，設備裝車，測量工作全部結束。本實用新型是水下地形測量船及制作方法和測量方法。本發(fā)明設計科學，結構合理，設備設置緊湊，成本低，便于加工制作，提高測量效率，減輕勞動カ，測量數據準確，操作簡便，方便靈活，穩(wěn)定性高，安裝拆卸方便，便于運輸轉場，省時省力，工作效率高，測量準確精度高，延長儀器設備使用年限，可適應各種不同水域的水下測量，準確反應水域的水下水底情況，向有關部門提供可靠的數據，本實用新型集水利、遙控、測繪、通訊、自動化、機電、計算機及軟件等多學科知識，實現了船機分體、小型、便攜、遙控、自動測繪、導航、自動控制與測量等多種功能，實現測量自動化。。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型詳細說明。
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明詳細說明。圖I水下地形測量船的側視示意圖圖2水下地形測量船的設備布局的俯視示意圖圖3水下地形測量船的航向控制執(zhí)行機構的示意圖圖4水下地形測量船的水下測量與數據鏈路的示意圖圖5水下地形測量船實施被測量水域的測量示意圖圖6水下地形測量船的驅動機構的示意圖圖7水下地形測量船的控制系統(tǒng)框圖示意圖圖8水下地形測量船的主操控設備操作界面的框圖示意圖[0120]圖9水下地形測量船的測量流程框圖示意圖I船首，2船身，3船尾，4承載艙，5GPS接收機天線，6避障儀，7測深儀探頭，8GPS電臺天線，9數據通訊電臺天線，10陀螺儀，11設備安裝柱，12船身艙蓋，13驅動機構，14航向執(zhí)行機構，15太陽能電池板，16接近限位開關f 3，17光電計數器，18航向控制桿，19轉向驅動鏈條，20固定鏈條輪，2IGPS設備，22電源模塊，23エ業(yè)控制計算機，24蓄電池組，25GPS電臺，26數據通訊電臺，27測深儀，28水下探測孔，29基準站，30測量船，31被測量水底，32衛(wèi)星星座，33數據鏈路，34導航線，35被測量水域，36測量斷面線，37主操控設備，38螺旋槳，39水下驅動裝置，40發(fā)動機，41安裝卡子，42滑桿連接件，43承載梁，44遙控設備，45傳動軸，46啟動機，47減速機，48油門伺服機，49油門驅動，50啟動熄火電路，51遙控操作臺，52主操控器。
具體實施方式
實施例I·由至少I艘測量船(30)、基準站(29)、主操控設備(37)和遙控設備(44)組成，基準站(29)、主操控設備(37)和遙控設備(44)在被測量水域(35)的岸上實施操控，根據實際需要基準站(29)、主操控設備(37)和遙控設備(44)同時操控多艘測量船(30)。測量船(30)由船體、控制系統(tǒng)、航行航向控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)組成，測量船(30)的船體整體由船首(I)和船身(2)各自獨立分段構成，船首(I)整體密封，船首(I)上部為船甲板，船首(I)前端部為尖端，船首(I)的后端整體為平面，船首(I)后端部與船身(2)的前端部相吻合，船首(I)后端中部設置凹形槽狀的水下探測孔(28)，水下探測孔(28)從船首(I)上部船板貫通到船首(I)下部的船底，船首(I)的后端與船身(2)的前端相連接構成水下探測孔(28 )，便于在水下探測孔(28 )內安裝和拆卸設備安裝柱(11)，在水下探測孔(28)內安裝設備安裝柱(11)后，船首(I)和船身(2)通過連接件連接成一體組成測量船(30)，船首(I)與船身(2)的分體設計便于拆裝和轉場運輸，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5所示。實施例2設備安裝柱(11)整體呈柱狀，設備安裝柱(11)的中部固定安裝在水下探測孔
(28)內，設備安裝柱(11)整體呈柱狀，設備安裝柱(11)貫穿水下探測孔(28)，設備安裝柱
(11)的下端部穿過水下探測孔(28)的下端部，設備安裝柱(11)的下端部的頂端部固定設置測量系統(tǒng)的測深儀探頭(7)，測深儀探頭(7)在水下發(fā)射信號并接收被測量水底(31)反射回的信號，測深儀探頭(7)通過導線與測深儀(27)相連接，測深儀探頭(7)沿著測量斷面線(36)直接在水下探測被測量水底(31)的地形、地貌和深度。設備安裝柱(11)的上端部穿過水下探測孔(28)的上部，在設備安裝柱(11)的上部安裝控制系統(tǒng)的避障儀(6)，避障儀(6)通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，避障儀(6)探測測量船(30)前方的障礙物以及障礙物與船之間的距離，防止船頭碰撞水上物體，并把測得的數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機(23)調整測量船(30)的航行。設備安裝柱(11)的頂端部安裝定位系統(tǒng)的GPS接收機天線(5)，GPS接收機天線
(5)通過導線與GPS設備(21)相連接，與空間衛(wèi)星星座(32)導航定位系統(tǒng)相連通，基準站
(29)為固定定點接收衛(wèi)星星座(32)的GPS信號，測量船(30)由GPS電臺(25)接收基準站(29)修正信息，解算得到實地地點的三維坐標。船首(I)的甲板上固定安裝定位系統(tǒng)的GPS電臺天線(8)、通訊系統(tǒng)的數據通訊電臺天線(9)和控制系統(tǒng)的陀螺儀(10)，GPS電臺天線(8)通過導線與GPS電臺(25)相連接，通過GPS電臺(25)接收基準站(29)修正定位系統(tǒng)的信息，解算得到實地地點的三維坐標。數據通訊電臺天線(9)通過導線與數據通訊電臺(26)相連接，數據通訊電臺(26)通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，通過數據鏈路(33)與基準站(29)相連通，エ業(yè)控制計算機(23)接收主操控設備(37)發(fā)出的指令，往返傳輸主操控設備(37)和エ業(yè)控制計算機(23)之間的數字信息。船首(I)甲板的前端部固定安裝控制系統(tǒng)的陀螺儀(10)，陀螺儀(10)通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，陀螺儀(10)實時監(jiān)測測量船(30)的航行方向、側搖和正搖， 為エ業(yè)控制計算機(23)的航行航向控制系統(tǒng)提供測量船(30)的航行數據，實施實時姿態(tài)矩陣的解算，確保測量船(30)按照導航線(34)行駛，如圖I、圖2、圖35所示。實施例3船身(2)整體呈承載船狀，船身(2)上設置承載艙(4)，船身(2)的尾端的船尾(3)通過安裝卡子(41)設置航行航向控制系統(tǒng)的驅動機構(13)，驅動機構(13)驅動測量船
(30)的航行，船身(2)的上部安設船身艙蓋(12)，船身艙蓋(12)與船身(2)相吻合，船身艙蓋(12)遮擋保護承載艙(4)內的設備，船身艙蓋(12)的頂部安設太陽能電池板(15)，太陽能電池板(15)覆蓋船身艙蓋(12)的頂部，太陽能電池板(15)通過線路與蓄電池組(24)相連接，向蓄電池組(24)輸送電源。承載艙(4)內固定安裝數據通訊電臺(26)、GPS電臺(25)、測深儀(27)、GPS設備
(21)、蓄電池組(24)、電源模塊(22)和エ業(yè)控制計算機(23)，定位系統(tǒng)的GPS電臺(25)和GPS設備(21)通過線路與控制系統(tǒng)的エ業(yè)控制計算機(23)相連接，實施定位操控，測量系統(tǒng)的測深儀(27)通過線路與控制系統(tǒng)的エ業(yè)控制計算機(23)相連接，實施測量操控，通訊系統(tǒng)的數據通訊電臺(26)通過線路與控制系統(tǒng)的エ業(yè)控制計算機(23)相連接，エ業(yè)控制計算機(23 )通過數據通訊電臺(26 )與主操控設備(37 )和遙控設備(44 )鏈接實施通訊、測量數據的設置、傳遞數據信息、接收指令和校驗定位數據的操控，エ業(yè)控制計算機(23)通過GPS電臺(25)與基準站(29)鏈接實施修正定位系統(tǒng)的信息，解算得到實地點的三維坐標。蓄電池組(24)和電源模塊(22)通過線路與數據通訊電臺(26)、GPS電臺(25)、測深儀(27)、GPS設備(21)并聯相連接，電源模塊(22)控制分配蓄電池組(24)對數據通訊電臺(26)、GPS電臺(25)、測深儀(27)、GPS設備(21)的電源供給，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5所示。實施例4船尾(3)的船艙外用安裝卡子(41)安裝航行航向控制系統(tǒng)的測量船(30)的驅動機構(13)，驅動機構(13)的上部為發(fā)動機(40)，驅動機構(13)的下部為水下驅動裝置
(39)，水下驅動裝置(39)的頂端部安設螺旋槳(38)，通過驅動機構(13)的運行驅動測量船(30)在被測量水域(35)內的沿導航線(34)和測量斷面線(36)航行。發(fā)動機(40)上安裝啟動機(46)，啟動機(46)由點火裝置、熄火開關和啟動熄火電路(50)構成，發(fā)動機(40)采用電打火啟動，啟動機(46)通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，啟動機(46 )接受エ業(yè)控制計算機(23 )的指令啟動或關閉發(fā)動機(40 ),主操控設備(37)或遙控設備(44)通過數據通訊電臺(26)向エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)布指令，熄火停機或點火啟動發(fā)動機(40 ),啟動發(fā)動機(40 )后啟動熄火電路(50 )檢測發(fā)動機(40 )是否啟動，未啟動繼續(xù)啟動。發(fā)動機(40)的輸出端與減速機(47)的輸入端相連接，減速機(47)增大輸出力矩和提高船舵的穩(wěn)定性，減速機(47)的輸出端與傳動軸(45)的一端部相連接，傳動軸(45)的另一端部與水下驅動裝置(39)端部的螺旋槳(38)相連接。發(fā)動機(40)上安裝一體化的油門伺服機(48)，油門伺服機(48)與油門驅動(49)相連接，油門伺服機(48)調節(jié)油門驅動(49)對油門實施加大或減小加油量，調整航行速度，油門伺服機(48)通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，接受エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)布的指令調整測量船(30)航行的速度。發(fā)動機(40)和水下驅動裝置(39)整體旋轉180 運行，航向控制桿(18)的一端 部與發(fā)動機(40)固定安裝，航向控制桿(18)整體桿狀，航向控制桿(18)上設置滑道，航向控制桿(18 )上安裝滑桿連接件(42 )，滑桿連接件(42 )沿航向控制桿(18 )上的滑道往復移動，滑桿連接件(42)與轉向驅動鏈條(19)的中部固定相連接，滑桿連接件(42)連同發(fā)動機(40 )和水下驅動裝置(39 )整體旋轉180 °運行，通過滑桿連接件(42 )聯通驅動機構(13 )和航向執(zhí)行機構(14)兩種運行軌跡，如圖I、圖2、圖3、圖6所示。實施例5船身(2)的船尾(3)部安裝航行航向控制系統(tǒng)的航向執(zhí)行機構(14)，航向執(zhí)行機構(14 )是由承載梁(43 )、固定鏈條齒輪(20 )、轉向驅動鏈條(19 )、光電計數器(17 )和3個接近限位開關(16)組成，承載梁(43)安裝在船尾(3)處與驅動機構(13)的發(fā)動機(40)相對應，承載梁(43)的兩端部分別固定設置固定鏈條輪(20)，兩個固定鏈條齒輪(20)上環(huán)繞轉向驅動鏈條(19)，轉向驅動鏈條(19)與兩個固定鏈條齒輪(20)相吻合，通過電機帶動減速機驅動固定鏈條齒輪(20)，固定鏈條齒輪(20)帶動轉向驅動鏈條(19)構成往復直線運行，電機通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，電機接受エ業(yè)控制計算機(23)的指令實施往復直線運行，驅動機構(13)的旋轉運行軌跡在驅動鏈條(19)的往復直線運行軌跡范圍內運行。轉向驅動鏈條(19)的ー側平行安裝光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)，3個接近限位開關(16)等距排列設置，光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)通過線路與エ業(yè)控制計算機(23)相連接，向エ業(yè)控制計算機(23)傳輸轉向驅動鏈條(19)運行狀態(tài)
的數字信息。轉向驅動鏈條(19)的一側的兩端部分別設置接近限位開關I (16-1)和接近限位開關3 (16-3)，接近限位開關I (16-1)和接近限位開關3 (16-3)對航向控制桿(18)實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條(19)往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量，驅動機構(13)的發(fā)動機(40)的180 旋轉運行軌跡包含在航向執(zhí)行機構(14)的轉向驅動鏈條(19)的往復直線運行的軌跡內，安裝在發(fā)動機(40)上的滑桿連接件(42)的頂端部對準接近限位開關I (16-1)或接近限位開關3 (16-3)，測量船(30)的左轉向或右轉向已到極限，接近限位開關I (16-1)或接近限位開關3 (16-3)向エ業(yè)控制計算機(23 )實施報警，エ業(yè)控制計算機(23 )經數據處理后及時調整測量船(30 )的航向。在限位開關I (16-1)和接近限位開關3 (16-3)的中間處設置接近限位開關2(16-2)，接近限位開關2 (16-2)對航向控制桿(18)實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條(19)往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量，航向控制桿
(18)頂端部歸位對準接近限位開關2 (16-2)則光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)數據清零重新開始運行記錄數據信息，對航向控制桿(18)實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條(19)往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量并向エ業(yè)控制計算機(23 )傳輸數據信息。轉向驅動鏈條(19) ー側的一端部設置光電計數器(17)，光電計數器(17)對準轉向驅動鏈條(19)，轉向驅動鏈條(19)往復直線運行，轉向驅動鏈條(19)的銷軸切割發(fā)光管發(fā)出發(fā)的光柱，每切割一次光電計數器(17)發(fā)光管發(fā)出的發(fā)光柱則記錄ー個數，所記錄的數值為轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量，井向エ業(yè)控制計算機(23)傳輸數據信息，為了避免光電計數器(17)的誤差，通過3個接近限位開關(16)校正計數誤差，確保正確 控制測量船(30)的航向，如圖I、圖2、圖3所示。實施例6 エ業(yè)控制計算機(23)中采用IO模塊、AD模塊、PWM輸出和計數模塊實現數據采集和控制，IO模塊采集接近限位開關(16-r3)的數據信息，把數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機(23)，經過位置信號的檢測，エ業(yè)控制計算機(23)經數據處理后發(fā)指令啟動或關閉發(fā)動機以及調整航向，エ業(yè)控制計算機(23)通過數據通訊電臺(26)實時傳輸給主操控設備(37)。AD模塊采集發(fā)動機(40 )數據信息，把數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機(23 )，經過位置信號的檢測，エ業(yè)控制計算機(23)經數據處理后發(fā)指令啟動或關閉發(fā)動機以及調整航向，エ業(yè)控制計算機(23 )通過數據通訊電臺(26 )實時傳輸給主操控設備(37 )，エ業(yè)控制計算機(23 )上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息。PWM輸出和計數模塊采集光電計數器(17)的數據信息，把數據信息傳輸給エ業(yè)控制計算機(23)，經過位置信號的檢測，エ業(yè)控制計算機(23)經數據處理后發(fā)指令調整發(fā)動機(40)的運行以及控制測量船(30)的航行速度，エ業(yè)控制計算機(23)通過數據通訊電臺(26)實時傳輸給主操控設備(37)。エ業(yè)控制計算機(23)通過線路與GPS設備(21)、GPS電臺(25)、數據通訊電臺(26)、測深儀(27)、陀螺儀(10)、避障儀(6)、發(fā)動機(40)的啟動機(46)和發(fā)動機(40)的油門伺服機(48)相連接。從エ業(yè)控制計算機(23)設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取，如圖I、圖2、圖3、圖7、圖8所示。實施例7被測量水域(35)的岸上的基準站(29)由GPS設備(21)、GPS接收機天線(5)、GPS電臺(25)、和GPS電臺天線(8)組成，GPS接收機天線(5)通過導線與GPS設備(25)相連接，GPS設備(25)通過數據鏈路(33)與衛(wèi)星星座(32)鏈接，獲取GPS信息，GPS設備(25)通過線路與GPS電臺(25)相連接，GPS電臺天線(8)通過導線與GPS電臺(25)相連接，基準站(29)的GPS設備(25)和GPS接收機天線(5)為固定定點接收衛(wèi)星星座(32)的GPS信號，測量船(30)通過GPS電臺(25)接收基準站(29)的GPS信號修正GPS信號的數字信息，解算得到實地點的三維坐標，如圖4、圖5、圖7、圖8所示。[0155]實施例8被測量水域(35)的岸上的遙控設備(44)由遙控操作臺(51)、數據通訊電臺(26)組成，數據通訊電臺(26)通過線路與遙控操作臺(51)相連接，數據通訊電臺(26)通過導線與數據通訊電臺天線(9)相連接，經遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)操控測量船(30)的航行、航向、航速、放樣信號，沿導航線(34)和測量斷面線(36)實施水深測量、GPS測量、測距、報警數字信息，如圖4、圖5、圖7所示。實施例9被測量水域(35)的岸上的主操控設備(37)由主操控器(52)、數據通訊電臺(26)組成，數據通訊電臺(26)通過線路與主操控器(52)相連接，主操控器(52)上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息，數據通訊電臺(26)通過導線與數據通訊電臺天線(9)相連接，經主操控器(52 )通過數據通訊電臺(26 )設置測量船(30 )的導航線(34)和測量斷面線
(36)，接收測量水深數據、GPS測量數據、測量距離數據，修正實際測量出現的誤差。從主操 控器(52)設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量斷面線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取，如圖4、圖5、圖7、圖8所示。實施例10車載船首(I)、船身(2)、主操控設備(37)、遙控設備(44)和基準站(29)運送到需要測量的被測量水域(35)的岸邊，預先按照標準設計導航線和測量斷面線的采樣線數據，合理的設定起始點和結束點；把船首(I)和船身(2)組裝成測量船(30)，在測量船(30)的船尾(3)外側用安裝卡子(41)安裝驅動機構(13)，在岸邊安設基準站(29)、遙控設備(44)和主操控設備(37)，把至少I艘測量船(30)放置需要測量水域的起始點，相繼開啟測量船(30)、基準站(29)、遙控設備(44)和主操控設備(37)，測量船(30)、基準站(29)、遙控設備
(44)和主操控設備(37)的程序初始化，啟動避障儀(6)、陀螺儀(10)和測深儀(27)，采集避障儀(6)、陀螺儀(10)和測深儀(27)的數據信息，確認數據信息正常。設定基準站(29)的GPS電臺(25)、主操控設備(37)的數據通訊電臺(26)、遙控設備(44)的數據通訊電臺(26)、測量船(30)的數據通訊電臺(26)和GPS電臺(25)的電臺通訊參數，基準站(29)的GPS電臺(25)、遙控設備(44)的數據通訊電臺(26)和主操控設備(37 )的數據通訊電臺(26 )與測量船(30 )的數據通訊電臺(26 )和GPS電臺(25 )鏈接，形成握手通訊，確認通訊正常。測障礙儀(6)由探頭發(fā)送并接受超聲波，前方遇到障礙物后，障礙物反射超聲波，探頭接到反射超聲波后，由傳感器計算由發(fā)射超聲波到反射超聲波回來的時間，計算出測量船(30)與障礙物之間的距離以及所需時間，不僅探測到前方的障礙物，還探測出測量船(30)與障礙物之間的距離，從顯示屏顯示距離的數據信息并報警。陀螺儀(10)實時監(jiān)測測量船(30)的航行方向、側搖和正搖，為測量船(30)的控制系統(tǒng)提供船行數據，保證測量船(30)在導航線(34)和測量斷面線(36)上行駛船體保持正確姿態(tài)。測量船(30)的GPS設備(21)和基準站(29)的GPS設備(21)與衛(wèi)星星座(32)通過數據鏈路(33)實現鏈接，采集GPS數據，確認GPS數據正常，實施坐標數據轉換?；鶞收?br> (29)定位在岸上固定的已知點上，實時接收GPS信號，同時對測量船(30)測量的數據進行比對，測量船(30)在各測量點實施測量時，測量船(30)測量的結果與基準站(29)的數據出現誤差，則通過數據通訊電臺(26 )把誤差傳給測量船(30 )，測量船(30 )收到誤差數據及時進行實時修正，以保證測量船(30)測量的精度，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例11操縱在被測量水域(35)的岸上的主操控設備(37)的主操控器(52)，通過數據通訊電臺(26)對測量船(30)的エ業(yè)控制計 算機(23)進行數據設置和調整參數，把主操控器(52)的數據庫中設計好的導航線(34)和測量斷面線(36)的采樣線數據發(fā)送到測量船(30)的エ業(yè)控制計算機(23)中，測量船(30)的エ業(yè)控制計算機(23)把收到的采樣線數據進行解碼，轉換后的數據信息存放在專門的數組中。エ業(yè)控制計算機(23)對各模塊進行初始化，初始化結束后，操控遙控設備(44)的遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)向エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)出指令，開啟啟動機
(46)點火，發(fā)動機(40)啟動，啟動熄火電路(50)檢測發(fā)動機(40)檢測發(fā)動機(40)是否啟動，發(fā)動機(40)通過減速機(47)和傳動軸(45)帶動螺旋槳(38)推動測量船(30)，測量船
(30)開航，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例12遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)向エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)出指令，油門伺服機(48 )調節(jié)油門驅動(49 )調整航行速度，遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26 )向エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)出指令，航向執(zhí)行機構(14)的電機驅動固定鏈條輪(20)，轉向驅動鏈條(19)直線往復運行，轉向驅動鏈條(19)帶動航向控制桿(18)轉動驅動機構(13)，調整測量船(30)的航行方向，測量船(30)從需要測量水域的起始點向導航線(34)航行。測量船(30)通過GPS設備(21)在被測量水域內尋找導航線(34)，遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)操控測量船(30)進入導航線(34)，調整測量船(30)的船體的位置是否偏離導航線(34)，調整測量船(30)的方向角，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例13測量船(30 )通過GPS設備(21)沿導航線(34 )尋找測量斷面線(36 )，遙控操作臺
(51)通過數據通訊電臺(26)操控測量船(30)進入測量斷面線(36)，調整測量船(30)的船體的位置是否偏離測量斷面線(36)，遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)向エ業(yè)控制計算機(23 )發(fā)出指令測量兩岸的距離，遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26 )操控測量船(30 )沿測量斷面線(36 )實施對水下的水底測量，エ業(yè)控制計算機(23 )存儲測量數據，エ業(yè)控制計算機(23)把測量數據通過數據通訊電臺(26)傳輸給岸上的主操控設備(37)，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例14遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)操控測量船(30)回到導航線(34)，到下一個測量斷面線(36)實施測量，往復循環(huán)操作測量至最后一條測量斷面線(36)，水下測量工作結束，遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)操控測量船(30)從結束點返回起始點靠岸，關閉測量船(30)上的設備，拆卸測量船(30)，關閉基準站(29)、遙控設備(44)和主操控設備(37)，裝車，測量工作全部結束，離開被測量水域(35)，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例15車載船首(I)、船身(2)、主操控設備(37)、遙控設備(44)和基準站(29)運送到需要測量的被測量水域(35)的岸邊，預先按照標準設計導航線和測量斷面線的采樣線數據，合理的設定起始點和結束點；把船首(I)和船身(2)組裝成測量船(30)，在測量船(30)的船尾(3)外側用安裝卡子(41)安裝驅動機構(13)，在岸邊安設基準站(29)和主操控設備
(37)，把測量船(30)放置需要測量水域的起始點，相繼開啟測量船(30)、基準站(29)和主操控設備(37)，測量船(30)、基準站(29)和主操控設備(37)的程序初始化，啟動避障儀
(6)、陀螺儀(10)和測深儀(27)，采集避障儀(6)、陀螺儀(10)和測深儀(27)的數據信息，確認數據信息正常。設定基準站(29 )的數據通訊電臺(26 )、主操控設備(37 )的數據通訊電臺(26 )和·測量船(30)的數據通訊電臺(26)的電臺參數，基準站(29)的數據通訊電臺(26)和主操控設備(37)的數據通訊電臺(26)與測量船(30)的數據通訊電臺(26)鏈接，形成握手通訊，確認通訊正常。測障礙儀(6)由探頭發(fā)送并接受超聲波，前方遇到障礙物后，障礙物反射超聲波，探頭接到反射超聲波后，由傳感器計算由發(fā)射超聲波到反射超聲波回來的時間，計算出測量船(30)與障礙物之間的距離以及所需時間，不僅探測到前方的障礙物，還探測出測量船
(30)與障礙物之間的距離，從顯示屏顯示距離的數據信息并報警。陀螺儀(10)實時監(jiān)測測量船(30)的航行方向、側搖和正搖，為測量船(30)的控制系統(tǒng)提供船行數據，保證測量船(30)在導航線(34)和測量斷面線(36)上行駛船體保持正確姿態(tài)。測量船(30)的GPS設備(21)和基準站(29)的GPS設備(21)與衛(wèi)星星座(32)通過數據鏈路(33)實現鏈接，采集GPS數據，確認GPS數據正常，實施坐標數據轉換。基準站
(29)定位在岸上固定的已知點上，實時接收GPS信號，同時對測量船(30)測量的數據進行比對，測量船(30)在各測量點實施測量時，測量船(30)測量的結果與基準站(29)的數據出現誤差，基準站(29 )則通過GPS電臺(25 )把誤差傳給測量船(30 )的GPS電臺(25 )，測量船
(30)收到誤差數據及時進行實時修正，以保證測量船(30)測量的精度，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例16操縱在被測量水域(35)的岸上的主操控設備(37)的主操控器(52)，通過數據通訊電臺(26)對測量船(30)的エ業(yè)控制計算機(23)進行數據設置和調整參數，把主操控器
(52)的數據庫中設計好的導航線(34)和測量斷面線(36)的采樣線數據發(fā)送到測量船(30)的エ業(yè)控制計算機(23)中，測量船(30)的エ業(yè)控制計算機(23)把收到的采樣線數據進行解碼，轉換后的數據信息存放在專門的數組中，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例17エ業(yè)控制計算機(23)對各模塊進行初始化，初始化結束后，主操控設備(37)的主操控器(52)通過數據通訊電臺(26)向エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)出指令，啟動啟動機(46)點火，發(fā)動機(40)啟動,啟動熄火電路(50)檢測發(fā)動機(40)檢測發(fā)動機(40)是否啟動,發(fā)動機(40 )通過減速機(47 )和傳動軸(45 )帶動螺旋槳(38 )推動測量船(30 )航行，測量船(30 )的油門伺服機(48)調節(jié)油門驅動(49)調整航行速度，航向執(zhí)行機構(14)的電機驅動固定鏈條輪(20)，轉向驅動鏈條(19) 直線往復運行，轉向驅動鏈條(19)帶動航向控制桿(18)轉動驅動機構(13)，調整測量船(30)的航行方向，測量船(30)從需要測量水域的起始點向導航線(34)航行，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例18測量船(30 )通過GPS設備(21)在被測量水域內尋找導航線(34)，エ業(yè)控制計算機
(23)按照已設計的采樣線數據操控測量船(30)進入導航線(34)，調整測量船(30)的船體的位置是否偏離導航線(34)，調整測量船(30)的方向角。測量船(30)通過GPS設備(21)沿導航線(34)尋找測量斷面線(36)，エ業(yè)控制計算機(23)按照已設計的采樣線數據操控測量船(30)進入測量斷面線(36)，調整測量船(30)的船體的位置是否偏離測量斷面線(36)，測量兩岸的距離，測量船(30)沿測量斷面線(36)實施對水下的水底實施測量，エ業(yè)控制計算機(23)存儲測量數據，エ業(yè)控制計算機(23)把測量數據通過數據通訊電臺(26)傳輸給岸上的主操控設備(37)，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。實施例19エ業(yè)控制計算機(23)發(fā)出指令，按照已設計的采樣線數據操控測量船(30)回到導航線(34)，到下一個測量斷面線(36)實施測量，往復循環(huán)按照在需要測量的水域所設計的采樣線數據實施測量，待測量最后一條測量斷面線(36)結束，エ業(yè)控制計算機(23)按照預先設計的采樣線數據操控測量船(30)返回起始點靠岸，關閉測量船(30)上的設備，拆卸測量船(30)，關閉基準站(29)、遙控設備(44)和主操控設備(37)，裝車，測量工作結束，離開被測量水域(35)，如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。
權利要求1.一種水下地形測量船，其特征是由至少I艘測量船(30)、基準站(29)、主操控設備(37)和遙控設備(44)組成，基準站(29)、主操控設備(37)和遙控設備(44)在被測量水域(35)的岸上實施操控，根據實際需要基準站(29)、主操控設備(37)和遙控設備(44)同時操控多艘測量船(30)； 測量船(30)由船體、控制 系統(tǒng)、航行航向控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)組成，測量船(30)的船體整體由船首(I)和船身(2)各自獨立分段構成，船首(I)整體密封，船首(I)上部為船甲板，船首(I)前端部為尖端，船首(I)的后端整體為平面，船首(I)后端部與船身(2)的前端部相吻合，船首(I)后端中部設置凹形槽狀的水下探測孔(28)，水下探測孔(28)從船首(I)上部船板貫通到船首(I)下部的船底，船首(I)的后端與船身(2)的前端相連接構成水下探測孔(28)，便于在水下探測孔(28)內安裝和拆卸設備安裝柱(11)，在水下探測孔(28 )內安裝設備安裝柱(11)后，船首(I)和船身(2 )通過連接件連接成一體組成測量船(30)，船首(I)與船身(2)的分體設計便于拆裝和轉場運輸； 設備安裝柱(11)整體呈柱狀，設備安裝柱(11)的中部固定安裝在水下探測孔(28)內，設備安裝柱(11)貫穿水下探測孔(28)，設備安裝柱(11)的下端部穿過水下探測孔(28)的下端部，設備安裝柱(11)的下端部的頂端部固定設置測量系統(tǒng)的測深儀探頭(7)，測深儀探頭(7)在水下發(fā)射信號并接收被測量水底(31)反射回的信號，測深儀探頭(7)通過導線與測深儀(27)相連接，測深儀探頭(7)沿著測量斷面線(36)直接在水下探測被測量水底(31)的地形、地貌和深度； 設備安裝柱(11)的上端部穿過水下探測孔(28)的上部，在設備安裝柱(11)的上部安裝控制系統(tǒng)的避障儀(6)，避障儀(6)通過線路與工業(yè)控制計算機(23)相連接，避障儀(6)探測測量船(30)前方的障礙物以及障礙物與船之間的距離，防止船頭碰撞水上物體，并把測得的數據信息傳輸給工業(yè)控制計算機(23)調整測量船(30)的航行；設備安裝柱(11)的頂端部安裝定位系統(tǒng)的GPS接收機天線(5)，GPS接收機天線(5)通過導線與GPS設備(21)相連接，接收空間衛(wèi)星星座(32)導航定位系統(tǒng)的信息，基準站(29)為固定定點接收衛(wèi)星星座(32)的GPS信號，測量船(30)由GPS電臺(25)接收基準站(29)修正信息，解算得到實地地點的三維坐標； 船首(I)的甲板上固定安裝定位系統(tǒng)的GPS電臺天線(8)、通訊系統(tǒng)的數據通訊電臺天線(9)和控制系統(tǒng)的陀螺儀(10)，GPS電臺天線(8)通過導線與GPS電臺(25)相連接，通過GPS電臺(25)接收基準站(29)修正定位系統(tǒng)的信息，解算得到實地地點的三維坐標； 數據通訊電臺天線(9)通過導線與數據通訊電臺(26)相連接，數據通訊電臺(26)通過線路與工業(yè)控制計算機(23 )相連接，通過數據鏈路(33 )與基準站(29 )相連通，工業(yè)控制計算機(23)接收主操控設備(37)發(fā)出的指令，往返傳輸主操控設備(37)和工業(yè)控制計算機(23)之間的數字信息； 船首(I)甲板的前端部固定安裝控制系統(tǒng)的陀螺儀(10)，陀螺儀(10)通過線路與工業(yè)控制計算機(23)相連接，陀螺儀(10)實時監(jiān)測測量船(30)的航行方向、側搖和正搖，為工業(yè)控制計算機(23)的航行航向控制系統(tǒng)提供測量船(30)的航行數據，實施實時姿態(tài)矩陣的解算，確保測量船(30)按照導航線(34)行駛； 船身(2 )整體呈承載船狀，船身(2 )上設置承載艙(4 )，船身(2 )的尾端的船尾(3 )通過安裝卡子(41)設置航行航向控制系統(tǒng)的驅動機構(13)，驅動機構(13)驅動測量船(30)的航行，船身(2 )的上部安設船身艙蓋(12 )，船身艙蓋(12 )與船身(2 )相吻合，船身艙蓋(12)遮擋保護承載艙(4)內的設備； 承載艙(4 )內固定安裝數據通訊電臺(26 )、GPS電臺(25 )、測深儀(27 )、GPS設備(21)、蓄電池組(24)、電源模塊(22)和工業(yè)控制計算機(23)，定位系統(tǒng)的GPS電臺(25)和GPS設備(21)通過線路與控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機(23)相連接，實施定位操控，測量系統(tǒng)的測深儀(27)通過線路與控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機(23)相連接，實施測量操控，通訊系統(tǒng)的數據通訊電臺(26)通過線路與控制系統(tǒng)的工業(yè)控制計算機(23)相連接，工業(yè)控制計算機(23)通過數據通訊電臺(26)與主操控設備(37)和遙控設備(44)鏈接實施通訊、測量數據的設置、傳遞數據信息、接收指令和校驗定位數據的操控，工業(yè)控制計算機(23)通過GPS電臺(25)與基準站(29)鏈接實施修正定位系統(tǒng)的信息，解算得到實地點的三維坐標；蓄電池組(24)和電源模塊(22)通過線路與數據通訊電臺(26)、GPS電臺(25)、測深儀(27)、GPS設備(21)并聯相連接，電源模塊(22)控制分配蓄電池組(24)對數據通訊電臺(26)、GPS電臺(25)、測深儀(27)、GPS設備(21)的電源供給； 船尾(3)的船艙外用安裝卡子(41)安裝航行航向控制系統(tǒng)的測量船(30)的驅動機構(13)，驅動機構(13)的上部為發(fā)動機(40)，驅動機構(13)的下部為水下驅動裝置(39)，水下驅動裝置(39)的頂端部安設螺旋槳(38)，通過驅動機構(13)的運行驅動測量船(30)在被測量水域(35)內的沿導航線(34)和測量斷面線(36)航行； 發(fā)動機(40)上安裝啟動機(46)，啟動機(46)由點火裝置、熄火開關和啟動熄火電路(50 )構成，發(fā)動機(40 )采用電打火啟動，啟動機(46 )通過線路與工業(yè)控制計算機(23 )相連接，啟動機(46 )接受工業(yè)控制計算機(23 )的指令啟動或關閉發(fā)動機(40 )，主操控設備(37 )或遙控設備(44)通過數據通訊電臺(26)向工業(yè)控制計算機(23)發(fā)布指令，熄火停機或點火啟動發(fā)動機(40 ),啟動發(fā)動機(40 )后啟動熄火電路(50 )檢測發(fā)動機(40 )是否啟動,未啟動繼續(xù)啟動； 發(fā)動機(40)的輸出端與減速機(47)的輸入端相連接，減速機(47)增大輸出力矩和提高船舵的穩(wěn)定性，減速機(47)的輸出端與傳動軸(45)的一端部相連接，傳動軸(45)的另一端部與水下驅動裝置(39)端部的螺旋槳(38)相連接； 發(fā)動機(40)上安裝一體化的油門伺服機(48)，油門伺服機(48)與油門驅動(49)相連接，油門伺服機(48)調節(jié)油門驅動(49)對油門實施加大或減小加油量，調整航行速度，油門伺服機(48 )通過線路與工業(yè)控制計算機(23 )相連接，接受工業(yè)控制計算機(23 )發(fā)布的指令調整測量船(30)航行的速度； 發(fā)動機(40 )和水下驅動裝置(39 )整體旋轉180 Q運行，航向控制桿(18 )的一端部與發(fā)動機(40)固定安裝，航向控制桿(18)整體桿狀，航向控制桿(18)上設置滑道，航向控制桿(18)上安裝滑桿連接件(42 )，滑桿連接件(42 )沿航向控制桿(18 )上的滑道往復移動，滑桿連接件(42 )與轉向驅動鏈條(19 )的中部固定相連接，滑桿連接件(42 )連同發(fā)動機(40 )和水下驅動裝置(39)整體旋轉180 0運行，通過滑桿連接件(42)聯通驅動機構(13)和航向執(zhí)行機構(14)； 船身(2)的船尾(3)部安裝航行航向控制系統(tǒng)的航向執(zhí)行機構(14)，航向執(zhí)行機構 (14)是由承載梁(43)、固定鏈條齒輪(20)、轉向驅動鏈條(19)、光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)組成，承載梁(43)安裝在船尾(3)處與驅動機構(13)的發(fā)動機(40)相對應，承載梁(43)的兩端部分別固定設置固定鏈條輪(20)，兩個固定鏈條齒輪(20)上環(huán)繞轉向驅動鏈條(19)，轉向驅動鏈條(19)與兩個固定鏈條齒輪(20)相吻合，通過電機帶動減速機驅動固定鏈條齒輪(20)，固定鏈條齒輪(20)帶動轉向驅動鏈條(19)構成往復直線運行，電機通過線路與工業(yè)控制計算機(23)相連接，電機接受工業(yè)控制計算機(23)的指令實施往復直線運行，驅動機構(13)的旋轉運行軌跡在驅動鏈條(19)的往復直線運行軌跡范圍內運行； 轉向驅動鏈條(19)的一側平行安裝光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)，3個接近限位開關(16)等距排列設置，光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)通過線路與工業(yè)控制計算機(23)相連接，向工業(yè)控制計算機(23)傳輸轉向驅動鏈條(19)運行狀態(tài)的數字信息； 轉向驅動鏈條(19)的一側的兩端部分別設置接近限位開關I (16-1)和接近限位開關3(16-3)，接近限位開關I (16-1)和接近限位開關3 (16_3)對航向控制桿(18)實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條(19)往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量，驅動機構(13)的發(fā)動機(40)的180 旋轉運行軌跡包含在航向執(zhí)行機構 (14)的轉向驅動鏈條(19)的往復直線運行的軌跡內，安裝在發(fā)動機(40)上的滑桿連接件(42)的頂端部對準接近限位開關I (16-1)或接近限位開關3 (16-3)，測量船(30)的左轉向或右轉向已到極限，接近限位開關I (16-1)或接近限位開關3 (16-3)向工業(yè)控制計算機(23)實施報警，工業(yè)控制計算機(23)經數據處理后及時調整測量船(30)的航向； 在限位開關I (16-1)和接近限位開關3 (16-3)的中間處設置接近限位開關2 (16-2),接近限位開關2 (16-2)對航向控制桿(18)實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條(19)往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量，航向控制桿(18)頂端部歸位對準接近限位開關2 (16-2)則光電計數器(17)和3個接近限位開關(16)數據清零重新開始運行記錄數據信息，對航向控制桿(18)實施行程控制和限位以及測定轉向驅動鏈條(19)往復運行的速度、計算轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量并向工業(yè)控制計算機(23)傳輸數據信息； 轉向驅動鏈條(19) 一側的一端部設置光電計數器(17)，光電計數器(17)對準轉向驅動鏈條(19)，轉向驅動鏈條(19)往復直線運行，轉向驅動鏈條(19)的銷軸切割發(fā)光管發(fā)出發(fā)的光柱，每切割一次光電計數器(17)發(fā)光管發(fā)出的發(fā)光柱則記錄一個數，所記錄的數值為轉向驅動鏈條(19)往復運行的節(jié)距的數量，并向工業(yè)控制計算機(23)傳輸數據信息，為了避免光電計數器(17)的誤差，通過3個接近限位開關(16)校正計數誤差，確保正確控制測量船(30)的航向； 工業(yè)控制計算機(23)中采用IO模塊、AD模塊、PWM輸出和計數模塊實現數據采集和控制，IO模塊采集接近限位開關f 3 (16-f 3)的數據信息，把數據信息傳輸給工業(yè)控制計算機(23)，經過位置信號的檢測，工業(yè)控制計算機(23)經數據處理后發(fā)指令啟動或關閉發(fā)動機以及調整航向，工業(yè)控制計算機(23)通過數據通訊電臺(26)實時傳輸給主操控設備(37) ;AD模塊采集發(fā)動機(40)數據信息，把數據信息傳輸給工業(yè)控制計算機(23)，經過位置信號的檢測，工業(yè)控制計算機(23)經數據處理后發(fā)指令啟動或關閉發(fā)動機以及調整航向，工業(yè)控制計算機(23 )通過數據通訊電臺(26 )實時傳輸給主操控設備(37 )，主操控設備(37)上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息；PWM輸出和計數模塊采集光電計數器(17)的數據信息，把數據信息傳輸給工業(yè)控制計算機(23)，經過位置信號的檢測，工業(yè)控制計算機(23)經數據處理后發(fā)指令調整發(fā)動機(40)的運行以及控制測量船(30)的航行速度，工業(yè)控制計算機(23)通過數據通訊電臺(26)實時傳輸給主操控設備(37)； 工業(yè)控制計算機(23 )通過線路與GPS設備(21)、GPS電臺(25 )、數據通訊電臺(26 )、測深儀(27)、陀螺儀(10)、避障儀(6)、發(fā)動機(40)的啟動機(46)和發(fā)動機(40)的油門伺服機(48)相連接；從主操控設備(37)設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取。
2.根據權利要求I所述的水下地形測量船，其特征在于所述的船身艙蓋(12)的頂部安設太陽能電池板(15)，太陽能電池板(15)覆蓋船身艙蓋(12)的頂部，太陽能電池板(15)通過線路與蓄電池組(24)相連接，向蓄電池組(24)輸送電源。
3.根據權利要求I所述的水下地形測量船，其特征在于所述的被測量水域(35)的岸上的基準站(29)由GPS設備(21)、GPS接收機天線(5)、GPS電臺(25)、和GPS電臺天線(8)組成，GPS接收機天線(5)通過導線與GPS設備(25)相連接，GPS設備(25)通過數據鏈路(33)與衛(wèi)星星座(32)鏈接，獲取GPS信息，GPS設備(25)通過線路與GPS電臺(25)相連接，GPS電臺天線(8)通過導線與GPS電臺(25)相連接，基準站(29)的GPS設備(25)和GPS接收機天線(5)為固定定點接收衛(wèi)星星座(32)的GPS信號，測量船(30)通過GPS電臺(25)接收基準站(29)的GPS信號修正GPS信號的數字信息，解算得到實地點的三維坐標。
4.根據權利要求I所述的水下地形測量船，其特征在于所述的被測量水域(35)的岸上的遙控設備(44)由遙控操作臺(51)、數據通訊電臺(26)組成，數據通訊電臺(26)通過線路與遙控操作臺(51)相連接，數據通訊電臺(26)通過導線與數據通訊電臺天線(9)相連接，經遙控操作臺(51)通過數據通訊電臺(26)操控測量船(30)的航行、航向、航速、放樣信號，沿導航線(34)和測量斷面線(36)實施水深測量、GPS測量、測距、報警數字信息。
5.根據權利要求I所述的水下地形測量船，其特征在于所述的被測量水域(35)的岸上的主操控設備(37)由主操控器(52)、數據通訊電臺(26)組成，數據通訊電臺(26)通過線路與主操控器(52)相連接，主操控器(52)上設置顯示屏，顯示測量過程中的數據信息，數據通訊電臺(26)通過導線與數據通訊電臺天線(9)相連接，經主操控器(52)通過數據通訊電臺(26)設置測量船(30)的導航線(34)和測量斷面線(36)，接收測量水深數據、GPS測量數據、測量距離數據，修正實際測量出現的誤差；從主操控器(52)設置的顯示屏的操作界面獲取顯示航跡、傳感器的參數、讀取測量斷面線、讀取放樣線和GPS坐標的變換，通過操作界面可實施參數設置和數據存取。
專利摘要本實用新型是水下地形測量船。由至少1艘測量船、基準站、主操控設備和遙控設備組成，基準站、主操控設備和遙控設備在岸上實施操控，基準站、主操控設備和遙控設備同時操控多艘測量船，測量船由船體、控制系統(tǒng)、航行航向控制系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)組成，測量船的船體整體由船首和船身各自獨立分段構成，設備安裝柱的下端部固定設置測深儀探頭，船身的承載艙內固定安裝數據通訊電臺、GPS電臺、測深儀、GPS設備、蓄電池組、電源模塊和工業(yè)控制計算機，發(fā)動機上安裝啟動機，啟動機由點火裝置、熄火開關和啟動熄火檢測電路構成，本實用新型設計科學，結構合理，操作簡便，方便靈活，安裝拆卸方便，便于運輸轉場，適應各種不同水域的水下測量，實現水下測量自動化。
文檔編號G01C13/00GK202582544SQ20122000215
公開日2012年12月5日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權日2012年1月5日
發(fā)明者楊春長, 汪長余, 張秋麗, 王松慶, 王守春, 米景躍, 安麗麗, 蔡沖 申請人:天津市水利科學研究院