简介:《无人船操作文档.docx》围绕中海达iBoat系列智能无人测量船,面向水上测绘、航道监测与设备操作人员,系统梳理无人船从硬件连接到软件配置的完整作业流程,可帮助初学者建立规范操作框架,也为现场排错提供参照。压缩包共1个docx文件,约12.27MB,文档35页,按硬件连接、整体操作流程、测深仪与船控软件设置等模块组织,配有接口与设备示意图,便于对照实物逐项确认。目前已有222人学习。文档具体覆盖遥控器手动、定速与返航模式切换,推进器紧急停止,岸基全向天线与无线网桥、POE供电及基站电源电量管理;电脑固定IP设置、USR虚拟串口添加与TCP端口参数;HiMAX测深仪新建项目、串口调试、K10注册、基站与CORS差分设置、GGA等语句发送,以及设备连接测试与数据异常处理。适合需要掌握无人船测量系统联调、外业操作与常见问题排查的技术人员查阅。
1. 一条船、两台软件、三个地址:无人船测量系统到底装在哪台电脑上
第一次把无人船从运输箱里抬出来的时候,多数人都会以为这件事的核心是"把船放到水里、用遥控器开出去"。真正卡住人的,是船还没下水,电脑这一端就已经走不通了:网线插好了,虚拟串口软件也开了,测深软件点"连接 GPS"却一直转圈;船控软件干脆连界面都打不开。这套无人船测量系统的落地顺序其实很反直觉——先配电脑、再配软件、最后才上电开机,顺序颠倒一次,就得从头排查一遍。这份 35 页的操作文档把这套流程拆成了硬件连接、IP 设置、虚拟串口、测深软件、船控软件五段,适合刚接手设备、需要在一台新笔记本上把环境从零搭起来的作业人员照着走。
2. 硬件连接与上电自检:四根天线、一个网桥和那声长鸣
无人船这一端的硬件看着杂,其实按"船上"和"岸上"两堆分就清楚了。船上那一堆是天线和开关,岸上那一堆是网桥、基站电源和两根网线。把这两堆认全,后面所有的连不通问题都能定位到具体某一截。
2.1 船体与遥控器:先把四根天线对上号
船体上常见的几组接口,按位置记比按名字记更可靠:船体开关、充电口、预留航插是电源和扩展区;2.4G 遥控器天线、900M 数据天线、RTK 天线、GPRS 天线是四根射频口。这四根天线拧错位置是最常见的翻车点之一——接口螺纹相同、长度相近,凭手感装很容易把 900M 数据天线拧到 RTK 口上,结果是遥控正常、数据链路却一直连不上。
遥控器这一端同样有几根天线,正面的模式切换开关是三档,由前往下依次是手动、定速、返航。定速的含义是"速度由电脑端设定",不是"固定油门";返航则是让船自主回到预设的 HOME 点。遥控器上另有一个推进器紧急停止按钮,拨下去推进器立即停止工作,这个按钮在跑测过程中是用来锁定推进器的,不是用来关船的。
提示:天线拧装前先对一遍丝印或接口旁的标识,装完用手轻推确认不松动。射频口虚接造成的丢包,在软件里表现得和"网络不通"一模一样,极难反查。
2.2 岸基端:网桥、基站电源和两根网线的接法
岸基这一套由无线网桥、基站电源、岸基全向天线组成。全向天线旋在基座上,基座带吸盘,可以吸附在车顶或任何铁制品上,这个设计是为了让天线尽量高、尽量无遮挡,别图省事把它放在地面上。
两根网线的分工必须记死:一根是 POE 接网桥,一根是 LAN 接电脑。基站电源上有一个开关,充电和放电都需要打开,很多人第一次用发现网桥不上电,就是因为只插了线没开这个开关。电源模块正面有电量指示,绿色部分表示剩余电量,这块电源可以长时间使用而不必频繁充电。
| 接口/部件 | 接到哪里 | 常见错误 |
|---|---|---|
| POE 口 | 无线网桥 | 错插到电脑网口,网桥不上电 |
| LAN 口 | 电脑有线网卡 | 与 POE 互换,链路整段不通 |
| 基站电源开关 | 充放电均需打开 | 只插线不开开关,误判网桥损坏 |
| 岸基全向天线 | 旋在带吸盘的基座上 | 放在地面或金属遮挡处,信号忽强忽弱 |
2.3 上电顺序与自检:听到那声长鸣才算开好
硬件接完之后,开机是有先后顺序的:先开遥控器,再开船。遥控器如果一段时间不用会自动报警,这时候按住遥控器上的 Back 键即可解除,不需要拆电池也不需要重置。
船体开关打开后,船会先发出"嘀嘀嘀"的连续提示音,等它变成一声"嘀"的长鸣,才代表正常启动完成。这一步千万别抢,连续音阶段就下水或者就开始连软件,后面会出现各种"设备在线但不响应"的玄学现象。启动完成后,用遥控器左右旋转推进器,看两个推进器是否都按指令转动,这是最廉价也最有效的自检动作。
自检顺序(照抄即可) 1. 遥控器开机 -> 报警则长按 Back 键解除 2. 船体开关打开 -> 等连续提示音转为一声长鸣 3. 遥控器左右打舵 -> 观察两个推进器转向是否一致、是否有力 4. 拨下推进器紧急停止按钮 -> 推进器应立即停转,再复位第四步容易被跳过,但它是唯一能在岸上验证"紧急停止"这条链路真的有效的手段。真到了船失联、即将碰撞的时候,再去验证这个按钮,代价就不是几分钟了。
3. 电脑侧地基:固定 IP 与两条虚拟串口
电脑这一端是整个系统里最容易被低估的部分。船上设备和岸基设备都是"哑"的,它们只会往固定地址发数据,电脑的网卡如果不是同一个网段,后面所有软件配置都是白做。这一章的两件事——固定 IP 和虚拟串口——做对了,后面的软件配置基本是填空。
3.1 固定 IP:192.168.1.88 与不设网关的理由
文档给出的地址是 192.168.1.88,子网掩码 255.255.255.0,其余选项不动。打开"网络和共享中心",找到本地连接(有线网卡),把 IP 获取方式从自动改成固定,填进去确定即可。为什么必须是这个段:船上数据链路在 192.168.1.18,定位模块在 192.168.1.28,电脑只有落在 192.168.1.0/24 里,才能同时够到这两个地址。
在 Windows 上我更习惯用命令行设,比点图形界面少两次误点:
# 以管理员身份运行 PowerShell;网卡名以「网络连接」里显示的为准,通常是「以太网」 New-NetIPAddress -InterfaceAlias "以太网" -IPAddress 192.168.1.88 -PrefixLength 24 # 不指定 -DefaultGateway,避免船载网络的网关抢走这台电脑的默认路由 Get-NetIPAddress -InterfaceAlias "以太网" -AddressFamily IPv4参数说明:-PrefixLength 24等价于子网掩码 255.255.255.0;不写-DefaultGateway是刻意的,如果给这块网卡配了网关,电脑上网的默认路由可能被指到船上,表现是"测深软件正常、但电脑连不上外网"。老系统没有New-NetIPAddress的话,用 CMD 等价写法:
netsh interface ip set address name="以太网" static 192.168.1.88 255.255.255.0设完先别急着开软件,先确认端口通不通。这一步能把"网线没插好""网桥没上电""IP 冲突"三类问题一次性筛掉:
# 两个目标端口分别对应数据链路和定位模块 Test-NetConnection -ComputerName 192.168.1.18 -Port 7000 Test-NetConnection -ComputerName 192.168.1.28 -Port 8000返回TcpTestSucceeded : True才算链路通。这一步如果就是 False,后面虚拟串口里显示什么状态都没有参考价值。
3.2 虚拟串口:两条 TCP Client 映射怎么填
无人船的数据是通过网络传上来的,但测深软件和船控软件只认串口,所以中间需要一层"网络转串口"的虚拟串口软件。装好之后点"添加",依次建两个:
| 用途 | 虚拟串口号 | 网络协议 | 目标 IP | 目标端口 |
|---|---|---|---|---|
| 数据传输(船控) | COM1(可自选) | TCP Client | 192.168.1.18 | 7000 |
| GPS 模块(定位) | COM2(可自选) | TCP Client | 192.168.1.28 | 8000 |
这里有三个参数值得说清楚。协议选 TCP Client,是因为电脑是主动去连船上设备的,船上设备在监听;选成 TCP Server 就反了,永远连不上。串口号可以自由选,但选完必须记住,后面测深软件里选 8000 那个口、船控软件里选 7000 那个口,两个不能混。目标端口是设备侧写死的,7000 走船控数传,8000 走定位数据,改一个数字整条链路就断。
添加成功后,列表里会显示网络状态。判据是两条:状态显示"已连接",并且网络接收数据在持续增长。只看到"已连接"而接收字节不动,说明连上了但对面没在发数据,问题在船上那端而不是电脑这端。两条都满足,就可以把软件最小化了——注意是最小化,不是关闭,关掉虚拟串口软件等于把串口拔了。
3.3 连没连上:三个判据按顺序看
现场排查时不要一上来就重装软件,按这三个判据自下往上看,能省掉大半时间:
Test-NetConnection两个端口是否都 True——不通就是物理层或 IP 层的问题。- 虚拟串口软件里两条记录的接收字节是否在涨——不涨就是船上设备没发数据或端口填错。
- 软件里选串口后能否读到有效语句——前两步都对但这一步失败,才是软件侧配置问题。
4. 上位机软件配置:测深采集与船控怎么对接
两台软件各有一个加密狗,橙色的是测深软件的,蓝色的是船控软件的。这两个狗的性格完全不同:橙色狗有有效期,过期会在测深界面直接报警;蓝色狗插上就能用,没有时间限制,但不插软件根本打不开。先把这一层搞清楚,能避免很多"软件装坏了"的误判。
4.1 软件狗与新建项目:授权这关先过
测深软件启动前插入橙色软件狗,并确认未过期。过期时软件不会静默失败,而是在测深测量界面里报警,此时在主界面的"软件注册"里输入注册码完成注册。
进入软件后第一件事是新建项目,新建成功后软件顶部"当前项目"后面会显示项目名。之后的全部设置和测量数据都保存在这个项目里,所以项目名建议带日期和测区代号,别用默认名——一周后回来找数据,默认名会让你把几个测区搞混。要打开以前的项目,用"导入"键选中.pgm项目文件即可。
4.2 连接接收机:8000 端口、K10、19200
点"连接 GPS"进入串口调试页。这里的三个参数不需要手动改,因为它们是上一章"设备连接"界面里已经设定好的值:仪器串口选虚拟出来的 8000 端口、仪器类型为 K10、波特率 19200。直接点"连接"即可。
连接成功后,顶部会显示当前 K10 的有效期。如果已过期,需要凭 K10 机身侧面的 S/N 码去申请注册码,拿到后点"GPS 注册"填入,注册后必须重启软件才能生效,这一步经常被忽略,表现为"注册成功了但还是提示过期"。
4.3 移动台设置:内置电台与内置网络两条路
接收机作为船载移动站,取差分的方式有两种,看现场条件选:
路径 A:自架基站 设置移动台 -> 数据链格式选「内置电台」-> 设置 -> 输入频道号 -> 确定 路径 B:使用 CORS 服务 设置移动台 -> 数据链格式选「内置网络」-> 设置 -> 输入 IP、端口等 -> 选择差分电文 -> 应用路径 A 里频道号是关键,基站和移动站必须选同一个频道,选错的表现是"接收机有卫星但始终不固定"。路径 B 里 IP、端口、差分电文三项要对齐服务方给的信息,电文类型不一致同样不固定。两条路配完都点"应用",做完这一步才算完成船载移动站的操作。
4.4 数据调试:先发 OFF,再按 5Hz 发四条语句
这一节是整个流程里最有技术含量、也最容易做错的地方。进入"数据调试"页,右侧"输出命令"先选OFF并点"发送",此时左侧窗口的数据应该停止更新——这一步是在验证"命令确实下达到了接收机",如果发了 OFF 数据还在滚,说明你连的不是那条链路。
确认数据停更后,依次发送四条语句,每条都设成 5Hz:
| 语句 | 含义 | 频率 |
|---|---|---|
| GGA | 位置与定位质量 | 5Hz |
| ZDA | 时间信息 | 5Hz |
| RMC | 最小定位信息 | 5Hz |
| VTG | 对地速度与航向 | 5Hz |
四条都发完就可以关闭窗口。这里有个取舍值得说:5Hz 是文档给的值,如果你的测区船速快、测线密,采样间隔不够会导致点位稀疏;但频率也不能无脑往上堆,串口带宽和软件解析能力都有上限,堆到 10Hz 反而容易出现丢句。我一般先在 5Hz 跑一条短测线,看轨迹是否连续,再决定要不要调。
4.5 船控软件:57600 波特率与三种模式
插入蓝色软件狗后打开船控软件,选择窗口模式进入。点"连接",串口选上一章虚拟出来的 7000 端口(船控数传串口),波特率 57600,点连接。注意这个波特率和测深软件的 19200 不是一个东西,两个软件各用各的口、各用各的速率,串了就连不上。
连接成功后进入航行主控界面。左侧显示船头方向、船只航速、船只电压、GPS 卫星颗数,运行模式会显示当前状态:手动、自动、返航。
注意:在任何状态下,来回掰动遥控器的模式开关并最终落在手动档,都可以紧急获取手动控制权。船失联、即将发生碰撞时,这是最后一道保险,比软件里点任何按钮都快。
界面上的几个操作要分清:定速巡航设置的是自动航行时船只的行驶速度;HOME 点在连接后可以直接在地图上拖动 HOME 图标设置;开始/自动模式是设好测绘线路后切换过去,船会自主沿线航行;暂停/保持模式让推进器停止工作,之后可以用遥控器切到其他模式接管;返航模式让船自主回到 HOME 点;重置则是从头启动任务。
4.6 任务规划:写入之后一定要读取
"任务计划"界面负责画航线。进入后先在左下角"地图工具"里点"记录轨迹",获取无人船当前位置——这一步是给地图一个起点参照,不做的话画出来的航点和实际位置的关系是悬空的。
然后在下方的"任务规划"区点"范围或航点",可以手动在地图上打点。打完之后不是就完了,在当前状态下还可以用鼠标拖动航点修改位置,这比删了重打快得多。打完点,在左下角"航点文件"里依次点"写入航点"和"读取航点"。
这个"写入—读取"的闭环是整套流程里最值得养成习惯的动作:写入是把航点下发到船控系统,读取是把船控里的航点再读回来核对。只写入不读取,你永远不知道船上实际存的是哪一版航线。我有一次就是因为少了这一步,船按上一条测线的旧航点跑了一整段,数据全部作废。
5. 避坑排查:五条血泪记录
设备本身的故障率其实不高,绝大多数"船坏了"都是配置层面的问题。下面五条按现场出现频率排序,每条都按"现象—原因—解决"写,遇到时直接对号入座。
5.1 网桥不上电,电脑两个端口全不通
现象:Test-NetConnection对 192.168.1.18:7000 和 192.168.1.28:8000 全部返回 False,虚拟串口软件里两条记录都是未连接。
原因:基站电源上的开关没有打开。这块电源设计上充电和放电都需要打开开关,只插线不开开关,网桥根本不上电。另一个高频原因是 POE 和 LAN 两根网线插反了。
解决:先看基站电源的电量指示灯是否亮,不亮就是开关或电池问题;再核对 POE 口是否接到网桥、LAN 口是否接到电脑。两根线插反时,网桥一样不上电,表现和开关没开完全一致。
5.2 虚拟串口显示已连接,接收字节一动不动
现象:状态栏显示"已连接",但网络接收数据始终是 0,测深软件连接后收不到任何语句。
原因:目标端口填错,或者电脑网卡不在 192.168.1.0/24 段内。端口填错时 TCP 三次握手可能因为局域网内其他设备碰巧响应而成功,但对面不发数据。
解决:逐条核对两条映射的目标 IP 和端口——数据传输出 192.168.1.18:7000,GPS 模块出 192.168.1.28:8000。再确认网卡地址是 192.168.1.88、掩码 255.255.255.0。还有一类隐蔽情况是 192.168.1.88 已被船上某台设备占用造成地址冲突,临时改成 192.168.1.89 试一次就能判断。
5.3 测深软件提示"日期不正常"
现象:设备连接页点"开始测试",返回的提示是"日期不正常"而不是"数据正常"。
原因:接收机没有收到 ZDA 时间语句,或者上一次调试后语句输出被关掉没有恢复。无人船的系统时间是靠定位数据授时的,时间不对,后续测点的时标全是错的。
解决:进入测深软件的"串口调试"窗口,重新发送 GGA、ZDA、RMC、VTG 四条命令,再回到设备连接页点"开始测试",通常会恢复成"数据正常"。如果反复出现,检查移动台设置里差分链路是否正常,接收机长时间不固定时时间语句也可能停发。
5.4 船控软件打不开,双击没反应
现象:双击船控软件图标,进程闪一下就没了,或者干脆没有任何窗口。
原因:蓝色船控软件狗没插,或者插了但没被识别。这套软件是硬加密的,没有狗软件无法打开,且插上即可使用、没有时间限制,所以很多人误以为"不需要狗"。
解决:确认蓝色狗插在可用的 USB 口上,换一个口再试;如果系统把它识别成了存储设备而不是加密设备,重装一次驱动。橙色狗和蓝色狗别插混——测深软件要橙色的,船控软件要蓝色的,插错一样打不开。
5.5 水深数据整体偏深或偏浅一个固定值
现象:同一片水域反复测,水深值稳定地比预期大或小一个固定量,重复性很好。
原因:天线高填错。设备连接页里天线高这一项默认是 0.45 米,换过安装支架、改过天线杆长度之后没有同步修改,就会引入一个固定偏差。这类误差最容易被误判成"测深模块不准"。
解决:现场实测一次天线到水面的垂直距离,回填到天线高里重新测。改完之后建议在已知水深的码头边做一次比对,确认偏差在可接受范围内再开始正式跑测。
6. 装完怎么验证:一次完整的岸上联调
软件全部配完,别急着把船放下水。岸上做一次完整联调,能把九成的问题挡在水面之外,而且岸上排查的成本远低于水上。我现在的固定顺序是这样的:
| 顺序 | 验证项 | 通过判据 |
|---|---|---|
| 1 | 网卡地址 | 192.168.1.88 / 255.255.255.0 |
| 2 | 两个 TCP 端口 | 均返回 TcpTestSucceeded : True |
| 3 | 虚拟串口 | 两条记录状态"已连接"且接收字节持续增长 |
| 4 | 测深软件设备连接 | 提示"数据正常",顶部显示接收机有效期 |
| 5 | 船控软件连接 | 界面显示电压、卫星颗数、船头方向 |
| 6 | 模式切换 | 遥控器打到手动档,软件运行模式同步变化 |
| 7 | 应急预案 | 拨下推进器紧急停止,推进器立即停转 |
| 8 | 航线闭环 | 写入航点后读取,航点数量与位置一致 |
第八项是我最看重的一项。写入之后必须读取,读回来的航点要和你画的点位对得上,数量一致、位置不偏。这一步做完,再顺手把 HOME 点在地图上拖到实际回收位置——别用默认值,默认的 HOME 点可能在你根本没法靠船的地方。
还有一个小技巧:整套配置验证通过之后,把网卡的固定 IP、两个虚拟串口的参数、测深软件的天线高、船控的波特率这四项抄在一张纸上,贴在设备箱盖内侧。换电脑、换操作员、隔了半年再来,照着抄一遍就能恢复,比翻 35 页文档快得多。
从那以后,我每次换电脑或者重装系统之后,都会先跑一遍第 2 步和第 3 步,两条都过了才去碰软件——因为后面所有玄学现象,追到底几乎都出在这两步上。希望这套顺序能帮你在第一次下水之前就把问题解决掉。
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