SS20全自动采样船技术方案

1、用途

SS20全自动采样船可实现自主航行完成采样任务。主要用于湖泊水库、江河流域、近海的常规或应急水质采样。通过GPS自动导航、自主航行到需要采样的地点实现定点、定时、定量采样作业。

具有安全、智能、高效的特点。可以限度的规避人员安全隐患，提高工作效率。

2、组成部分

主要由船体、通信系统、动力及推进系统、、地面基站及采样系统组成。

全自动无人船平台系统示意图

3、主要功能3.1、船体

采样船单体流线船型设计、隔舱封闭。采用全碳纤维复合材料制成。硬度高、船体小、重量轻。具有防撞、防腐、防磨损、搬运携带方便等特性。

3.2、通信系统

全自动无人船具有全自动高精度导航功能，导航时使用卫星定位设备，具有较高定位精度。同时具有人工控制模式，可在自动导航与人工控制两种模式间自由切换。

具有可靠的远距离通讯功能，能实时对船体进行跟踪、控制。

3.3、动力系统

动力及推进系统模块化。锂聚合物电池，电池可快速更换，充电便捷。推进器可拆卸，方便安装、维护。

3.4、智能

智能可船只行驶。智能屏幕上显示船只和智能电量，可根据水流流速对当前船速进行多档位连续调整。

3.5、地面基站

地面基站系统软件具有便捷的任务编辑与管理功能，可自动生成、编辑航行路线，按设定路线作业，分批次作业，任务中断后自动续接，任务完成后自动返航。

4、技术参数4.1、船体

1) 单体流线船型，重心低，航行稳；

2) 采用隔舱封闭设计，具有防沉、防、防水特性；

3) 采用新型高强度全碳纤维复合材料。硬度高、重量轻，具有防撞、防腐、防磨损特性；

4) 尺寸：1.05m（长）×0.55m（宽）× 0.38m（高）；

5) 空载重量：18Kg；

6) 负载能力：10Kg；

7) 满载吃水深度：0.15m；

8) 船体小，重量轻，便于搬卸，使用方便；

9) 抗风浪等级：3级风/0.5米浪。

4.2、主控系统

1) 接收并执行智能手持的手动任务指令；

2) 接收、保存并执行地面控制基站的任务指令；

3) 实时向发送无人船数据信息。

4.3、导航系统

1) 卫星定位，自主导航航行；

2) 高精度GPS接收器：水平定位精度2.5 m，速度精度0.1 m/s；

3) GPS接收灵敏度：-160 dBm ； GPS更新速率：5 Hz；

4) GPS冷启动时间：29 秒；

5) 朝向精度：0.1度；朝向重复性：±0.3 度；

6) 倾角范围：± 80度；倾角准确度：±1度（0度- 15度）。

4.4、数据通信系统

1) 船只与地面基站采用无线射频点对点通信方式（900MZhz）；

2) 船只与采用无线射频点对点通信方式；

3) 通讯距离：开阔地段通信距离5公里（基站GFSK窄带通信）、开阔地段通信距离2公里（GFSK，窄带通信）。

4.5、电源系统

1) 续航能力：工作航速1.5m/s，续航4小时；

航速5m/s，续航1小时；

2) 电池充放电次数：不少于500次。电池可更换；

3) 电池保护：具有过充、过放电、防水及电池过热保护；

4) 电池容量：电池为高容量锂聚合物电池；电压33V，容量40Ah*1；

5) 充电电流：15A；

4.6、推进系统

1) 2组金属喷泵推进，可拆卸，安装、维修方便；

2) 差速控制转向；

3) 直流无刷电机推进；

4) 航速：5.0m/s；经济航速：1.5m/s；

5) 防水草、防水面垃圾、防碰撞。

4.7、采样系统

1) 实现定点、定时、定量的标准化、规范化水质采样功能

2) 地表水采样

3) 单点采样，采样量10L

4) 采样系统材料符合环保操作标准要求，对样品不会造成2次污染影响数据

5）水质采样系统参数

采样方式	隔膜泵吸入式
采样速度	4L/min
表层水深度	0-0.5m
样品瓶容量	10L
采样量误差	±5%
样品个数	1个
采样方式	定量采样
	手动控制采样
单次采样量	200毫升至10升可调
管路材质	管路材质为硅胶管

4.8、智能

智能手持设备和软件（提供无人船智能手持软件著作权登记证书）。

1) 智能可船行驶；

2) 智能可编辑采样任务：设置采样量，随时监控，随时中断或随时改变工作任务；

3) 智能屏幕显示无人船信息：船剩余电量、船行驶速度、经纬度、通信信道、智能电量，采样船实时工作状态（采样/移动）、显示样瓶及任务完成情况；

4) 智能防水防尘等级：IP64；

5) 电池续航时间：12h；

6) 距离：1Km；

7) 重量：0.95 kg；

8) 摇杆方式：电阻式；

9) 摇杆范围：360 度；

10) 内置无线通讯模块，调制方式GFSK。

11) 充电器：12.6V、1.5A

4.9、地面控制基站

1）任务编辑

A. 下载工作水域卫星地图、并进行存储和管理；

B. 可自动规划、生成（等间距）路径点和工作边界，并可手动或自动规划路径，路径点不少于255个，每个路径点的经纬度的分辨率至少为0.00001度；

C. 可在任意路径点进行工作任务设置；

D. 编辑好的任务可以保存、修改、管理、载入；

E. 界面图文并茂、直观、易操作。

2）无人船

A. 在超视距情况下，可通过手动操纵无人船行驶；

B. 编辑、发送手动工作或采样命令。

3）无人船系统状态监控与显示

A. 在卫星地图上显示无人船平台的位置、船头朝向、工作状态、GPS坐标、行驶路径；

B. 显示无人船平台剩余电量、基站电量、航速；

C. 可发出无人船低电量警报；

D. 实时显示无人船搭载的仪器的检测数据；

E. 无人船任务完成状态，含任务已完成的百分比、剩余时间预计等项目。

4）数据存储系统

A. 可整理、存储无人船工作日志；

B. 常规工作任务存储及反复调用、历史工作数据的存储。

5）接收和发送无人船信息；

6）与对无人船控制权交互转换；

7）基站电脑硬件：配置不低于i5-8250U 8G内存512G固态2G独显

8）所需网络硬件及环境

A. 通讯模块及天线GFSK；

B. 信号良好的GPRS网络覆盖的区域；

C. 信号良好的4G网络覆盖的区域（若有选择配置4G上网卡）。

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