水质监测用无人艇技术要求

1 适用范围

本标准规定了水质监测无人艇技术性能和指标的要求及检验评估。

本标准适用于排水量低于200 kg，能对内河、湖泊和近海水域进行自动采样、监测的无人艇。

2 规范性引用文件

本规定引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件，其有效版本适用于本规定。

GB 4943.1信息技术设备 安全 第 1 部分：通用要求

GB 6920 水质 pH 值的测定 玻璃电*法

GB 13195 水质 水温的测定 温度计或颠倒温度计测定法

GB 17799.4 电磁兼容 通用标准 工业环境中的发射

GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件

GB/T 14581 水质 湖泊和水库采样技术规定

HJ 354 水污染源在线监测系统（CODCr、NH3-N 等）验收技术规范

HJ/T 91 地表水和污水监测技术规范

HJ 494 水质 采样技术指导

HJ 506 水质 溶解氧的测定 电化学探头法

HJ 535 水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法

HJ 897水质 叶绿素 a 的测定 分光光度法

HJ/T 372 水质自动采样器技术要求及检测方法

CCS 2018 无人水面艇检验指南

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本规定。

3.1

无人艇 unmanned surface vehicle

是无人水面艇（unmanned surface vehicle，USV）的简称，指一种直接通过自动航行或

远程遥控以实现正常航行、操控及作业的水面小艇。无人艇可通过搭载各种任务载荷执行指定任务。无人艇包括平台、任务载荷、通信系统和操控系统。

3.2

水质监测无人艇 USV for water quality monitoring

是指集成水质采样、监测设备或仪器，实现自主水质采样、监测功能的无人艇。

3.3

无人艇平台platform

由艇体、电气设备、任务载荷接口、定位系统、动力系统等组合而成的智能化平台。

3.4

任务载荷mission loading

指搭载在无人艇平台上，为完成指定任务而配置的设备。

3.5

水样采集water sampling

指在无人艇上搭载采样仪器，对指定位置水域进行水样的采样、储存，便于进一步分析处理。

3.6

监测 monitoring

指利用无人艇上搭载的仪器，对指定位置水域进行水样的检测、化验，以得到相应范围的数据。

3.7

原位监测 in-situ monitoring

采用在线监测方法，在指定位置上对水域水样进行在线监测。

3.8

通信系统communication system

指用以完成平台与任务载荷、控制终端、显示终端等之间各种指令、状态、图像、视频、音频等数据的传输、交换和存储的系统。

3.9

操控系统control system

指位于平台和母艇/岸基上对采集的各种信息进行识别、处理和决策，从而实现平台的自主或遥控航行的系统。

3.10

远程遥控remote control

指在母艇/岸基上采用遥控器对平台推进装置和各种设备及系统进行远程操控的航行模式。

3.11

自主航行autonomous sailing

指无人艇按照预先规划的路径进行安全航行，无需人工干预。

3.12

显控基站 display and control base

位于地面或母船上，对采集的各种信息进行接收、处理，以实现对无人艇平台控制的设备。

3.13

遥控器 remote controller

在远程遥控的模式下，对无人艇进行手动操控的设备。

4 产品分类

4.1 按排水量分类

按排水量的不同，水质监测用无人艇分为小型水质监测无人艇和大型水质监测无人艇。

a)小型水质监测无人艇指排水量<100 kg，且艇体长度<2 m 的无人艇。主要适用于内陆河道、湖泊等水域的 0.5 m~1 m 深地表水采样及监测；

b)大型水质监测无人艇指排水量≥100 kg，或艇体长度≥2 m 的无人艇。主要适用于沿海、近海或大江大河等水域，具有定深采样或分层采样、监测等功能。

4.2 按功能分类

水质监测无人艇产品按功能的不同，分为采样艇、监测艇和采样/监测艇。

5 组成与指标要求

5.1 基本组成

水质监测无人艇系统由以下部分组成：

a) 无人艇平台：艇体、电气设备、任务载荷接口、定位系统、动力系统等；

b) 通信系统：包含信息传输设备、中继转发设备、通信软件等；

c) 操控系统：显控基站控制设备，无线电遥控设备等；

d) 任务载荷：水质采样/监测用仪器，包含水质采样仪器、水质监测仪器等。

5.2 指标与要求

注：本规定中所有关于艇体的参数均基于 0 级无流速、无风浪环境的平静水面所测数据。

5.2.1 航行性能

5.2.1.1 航速

大航速：≥2 m/s。

无人艇应具备航速手动调节设置功能。

5.2.1.2 续航时间

小型水质监测无人艇≥3 h； 大型水质监测无人艇≥6 h。

5.2.1.3 续航里程

小型水质监测无人艇≥10 km； 大型水质监测无人艇≥50 km。

5.2.2 系统指标

5.2.2.1 定位系统

a) 水平定位精度：≤2.5 m；

b) 定向精度：±1°；

c) 倾角精度：±1°（0°~15°）。

5.2.2.2 通信系统

a) 无人艇与显控基站之间通信可采用公共移动通信、专用设备通信等方式；无人艇与遥控器之间须具有专用设备通信能力。

b) 显控基站专网数据通信距离： 小型水质监测无人艇：≥2 km； 大型水质监测无人艇：≥5 km。

注：数据通信指任务控制命令、监测数据、视频等数据。

c) 通信带宽：

电台通信波特率：≥9600； 视频通讯带宽：≥4 Mbps。

d）遥控器通信距离：≥1 km。

5.2.2.3 动力系统

a) 动力系统不允许对水体造成污染；

b) 动力系统不允许对水质采样、监测结果造成影响；

c) 使用电池供能的，电池需具备：

1) 过电流、过热保护，充、放电保护，短路保护功能；

2) 实时电量监测反馈功能；

3) 不少于 300 次的充放电寿命；

4) 电池模组须通过 UN 38.3 认证，满足陆运、海运、航空运输安全要求。供能系统应具有不低于 IP67 的防护等级，且更换便利。

5.2.2.4 无人艇平台

艇体具有浮性、稳性、抗沉性、耐波性的特点。艇体材质具有质轻、耐磨、抗腐蚀、耐候等特点。艇体具有下列功能：

a) 须具有卫星定位系统；

b) 能接受遥控器的手动遥控指令及显控基站的手、自动遥控指令；

c) 具有自动航行功能的艇体须具备自动避障功能，避障检测距离：≥10 m；

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