国内经济发展迅速,货运需求量越来越大,内河航运以其成本低的优势,在沿岸经济社会发展中发挥着极其重要的作用。随着长江沿岸地区货运需求的不断提升,内河船舶的制造越来越大型化,船舶吃水值也连续增加。特别是在长江枯水期的浅滩河段,吃水值较大的船舶容易发生搁浅事故,造成船舶主机、传动轴系、螺旋桨、船舶辅机、船体结构等部位损坏,产生船舶安全问题,同时也会威胁其他船只的航运安全,影响通航效率。防止船舶搁浅事故发生的关键是杜绝船舶超吃水航行,因此对船舶吃水进行检测至关重要。鉴于传统人工监测的众多缺点,船舶吃水自动检测方法被提出,这些方法不影响正常航行且加快了检测效率,实现对船舶超吃水的在线监测。基于船舶吃水检测技术主动化、独立化、实时化的发展趋势,且水下环境的复杂,超声波具有很强的穿透力,在水中能量衰减小,检测精度较高,声呐测量是应用于水下探测的主要方法。所以提出了一种新的基于水下超声移动测距的船舶吃水检测设计方案,主要研究内容包括:(1)总结研究船舶吃水检测的相关资料内容,结合实地调研等工作,对现行船舶吃水检测方法和水下声呐技术发展进行总结分析。针对现行声呐测量船舶吃水方法的不足,提出基于水下超声移动测距的吃水测量方法。对系统测量方法中的声呐测距原理、船舶吃水计算原理、电机控制声呐移动的原理进行说明。(2)分析船舶吃水检测系统的功能需求,设计系统的硬件和软件部分,硬件部分包括单片机最小系统、电源模块、隔离模块、通信模块等电机控制电路的设计和调试实现,软件部分包括声呐回波数据传输、数据格式和解析、数据成像、数据显示、数据保存的程序设计与实现。(3)提出一种基于回波信号强度和自适应阈值算法的水下距离测量方法,解决单波束声呐在近距离测量时多次回波、回波干涉、水下异物造成测量结果波动范围和偏差较大的问题。(4)研究船舶吃水值计算算法,基于声呐测量到的目标船舶距离值变化和声呐移动速度,进行异常数据滤波,计算船舶吃水值。(5)设计相应的验证实验,验证计算算法的有效性和吃水测量系统的可行性,对实验结果进行误差分析。通过实验结果表明,提出的设计基于声呐超声移动测距的船舶吃水测量系统实现了声呐移动控制、船舶水下信息的采集与数据成像,达到了对目标船舶距离和船舶吃水值的准确测量,对船舶吃水监测有一定的可行性,降低船舶自身和其它船舶的安全事故发生的频率。