[发明专利]一种水下定位系统

说明书

本发明涉及水体监测领域，具体涉及一种水下监测机器人基于自主潜浮的监测位精准确定方法。所述水下监测机器人的定位系统组成包括动力模块、GPS控制模块和惯导模块。所述水下监测的精准方法包括单机遍历、监测位确认、单机多机协同任务分配、检测区域定位、检测点精准定位五个步骤。所述水下监测目标为包括河流、湖泊、景观水域和海洋在内的水质精准监测。该方法为准确、经济、高效的水体监测提供了有力的保障。

技术领域

本发明涉及水体监测领域，具体涉及一种水下监测机器人基于自主潜浮的监测位精准确定方法。

背景技术

本发明涉及水体监测领域，具体涉及一种水下监测机器人基于自主潜浮的监测位精准确定方法。所述水下监测机器人的定位系统组成包括动力模块、GPS控制模块和惯导模块。所述水下监测的精准方法包括系统遍历、监测位确认、任务分配、检测区域定位、检测点精准定位五个步骤。所述水下监测目标为包括河流、湖泊、景观水域和海洋在内的水质精准监测。该方法为准确、经济、高效的水体监测提供了有力的保障。

江河、湖泊、水库是重要的饮用水水源，也是水环境治理和监管的重要环节。基于自动水质分析仪器的水质监测站具有强大的水质监测能力，具有良好的测试准确性和可靠性。但在实际应用中，也面临一些局限性，比如占用岸边土地资源，选址难度大；需要一定的供电供水等基础保障设施，在偏远的山区难以实现；采样点比较固定，无法对特殊位置进行取样等。

采用水下机器人进行无人化水质检测结合了人工智能技术，现代传感器技术，自动控制技术和物联网技术。可以实时监测水体的化学和理变化，实现数据的远传和分析。通过大数据建立水质污染指数模型和特征污染物预测数据库，可以对河道水质变化进行预测，并对突发性污染事件进行预警。

但是现有的定点检测设备往往基于固定的水质监测探头的水质监测站应用的时间较长，其结构较为简单并且能全天候进行监测，但无机动性，只能进行单点的水质监测，而且由于取电、占地、成本等因素的限制不能大量建设。而现有的无人水下检测设备往往受限于水下GPS信号传输受限，只能采用惯性导航系统进行自主定位，但惯性导航系统具有累积误差，无法做到精准位置的水质监测，导致监测点差异较大，获取无效信息过多。

发明内容

1.要解决的技术问题：

本发明的目的是为了解决无人水体监测机器人的监测点水下精准定位问题。水下无人监测机可以很好的针对现有水质监测点固定，监测效率低的问题，但是现有无人机技术中惯性导航系统具有累积误差，针对水下系统所用的惯性传感器，推算的位置与运动状态的误差会随着行驶时间增加而逐渐累积问题，对此本专利提出的一种水下精准监测的系统和方法。

2.技术方案

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种水下定位系统，包括水下机器人和控制中心，所述水下机器人的输出端与控制中心的输入端连接；

所述水下机器人包括动力模块、GPS控制模块和惯导模块，所述GPS控制模块的输出端与惯导模块的输入端连接，所述惯导模块的输出端与动力模块的输入端连接，所述惯导模块的输出端与控制中心的输入端连接；

所述惯导模考包括惯性单元、磁罗盘单元、深度计和中央处理单元，所述惯性单元、磁罗盘单元和深度计的输出端均与的输入端连接；

所述GPS控制模块的输出端与中央处理单元的输入端连接，所述中央处理单元的输出端与动力模块的输入端连接。

优选地，所述GPS控制模块为SKG12D北斗定位模块。

优选地，所述惯导模块为捷联式惯性导航模块。

优选地，所述磁罗盘单元为HMR3500磁罗盘。

优选地，所述中央处理单元为ARM9TDMI系列。