无人水下航行器一般可分为两种，一种是遥控式无人水下航行器(ROV,全称是 Remotely-operated vehicle），一种是自主式无人水下航行器（AUV，全称是Autonomous underwater vehicle,简称AUV）[2]。ROV发展较早，它是需要连接电缆实现水下的遥控操纵和相关航行任务，可以完成复杂、长期的水下作业任务，但是因为自身结构限制，ROV的航程有限，并且隐蔽性不强，可操纵的范围较小。AUV具有控制范围大、机动性好、隐蔽性好、智能化程度高等特点，所以，近些年来，无论是在民用领域还是军事领域，AUV逐渐成为各海洋大国争相研究的重点项目。

当今无人自主水下航行器正向着增强航行器的自主性、可持续性和综合性的方向发展。已探明的海域的深度多数在六千米以上，国际上一般把深度在一千米以上的海域称为深海，所以未来海洋技术向深海发展是必然趋势[3]。发展可以适应深海和远程运行的水下自主航行器已成为各国的主要研究课题。世界上各个科技强国已经研制出具备一定自主操纵能力的水下自主航行器，但是，海域的工作条件变量较多，环境复杂，当前的水下机器人因为智能化程度不够高以至于还不能完全胜任在不同海域条件下的工作任务。经后的AUV科研活动将朝着提升水下航行器的独立工作能力和智能化水平，增强其自适应能力等方面做出更多努力。总之，AUV的研究是一个非常活跃、具有广泛的应用前景的科研领域。论文网

1。2国内外的研究现状

1。2。1国外研究现状

1。2。2国内研究现状

1。3本文的主要研究工作

有关水下自主航行器的水面监控系统的设计，本文将从如下几个方面展开介绍：

1）第一章：绪论，着重介绍研究水下自主航行器的目的意义以及国内外研究现状；

2）第二章：介绍自主水下航行器的总体设计，包括了水下自主航行器的机械硬件结构，水下自主航行器的控制系统结构、功能要求和水下自主航行器的工作过程；

3）第三章：介绍水面监控系统的硬件组成，有关水面无线通信的硬件选型设计；

4）第四章：分析了水面监控系统软件功能需求，设计了软件的框架结构，简述各功能模块的设计思路，具体阐述水面监控系统的各个功能模块的实现过程及关键技术。

5）第五章：实验部分，介绍对基于Visual C#高级编程语言所设计的水面监控系统软件进行实验，主要对部分模块的通信功能进行模拟。

第二章  水下自主航行器的总体设计

第2章2。1水下自主航行器的机械结构原理

自主式水下航行器，由尾部的推进器提供前进的动力，方向舵控制器航向，俯仰舵控制其俯仰角及姿态控制[7]。舱体设计成流线型的外表，这种外形阻力较小，更有利于水下航行。水下自主航行器的外形结构可参见图2-1。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

图2-1 水下自主航行器的外形结构

AUV需要一个干燥的密封舱，用来搭载电源系统、推进器装置、传感器和控制系统。整个舱体可以前中后三个部分，前端舱体作为AUV的传感器部分，根据任务需要主要搭载CTD、避障声呐、高度计、浅地层刨面仪、水下CCD、PH 和溶解氧传感器，中间舱体作为供能部分，主要是搭载电池以给推进系统、传感器和控制系统供电，后端舱体后部分为基础配置舱，主要搭载AUV主控电路、通信装置、GPS模块、声猫、舱体内部参数监测模块、多普勒计程仪DVL、压力传感器、温度传感器、湿度传感器等。舱体外分别配有推进电机、俯仰电机和方向舵，这三部分控制水下航行器的运动状态和自身姿态。此外，考虑处于AUV在水下工作的安全保障和回收的便利，舱体还配备有抛揽、抛载机构等设备。