随着我国工农业的快速发展,水质污染问题日益严重,影响了人民的生活质量。采用先进技术对环境进行监测和治理,是从根本上解决环境污染问题的方法。无人船作为水环境污染网格化监测的重要平台之一,具有检测速度快、定位准确、到达位置灵活、建设成本低等优点。目前,国内无人船进行水质监测主要有两种方式,一种方式是采用电化学和紫外分光光度法传感器检测技术进行水质监测,这种方式监测参数有限,无法满足监测需求;另一种方式是使用超大型无人船进行水质监测,检测方法主要采用试剂法,这种方式存在功耗大、二次污染、时间长、续航能力差等问题,当前无人船水质监测还无法满足国家对水质监测要求。宽光谱水质检测技术具有检测过程简单、不需试剂、多参数等优势,在水质监测领域有着十分广阔的应用前景,课题设计出一种基于宽光谱的无人船水质监测系统,丰富水质检测参数,满足国家水质监测要求,对无人船水质监测应用领域具有重要意义。系统主要包括水质监测仪和数据传输单元,采用原位监测方式,将监测仪置于船上设备井中,直接浸入待测液体中获取特定波段点的吸光度数据,通过数据传输单元将数据上传至服务器。无人船运行过程中船体的晃动会极大地引入噪声和杂散光干扰,为减小其影响,采用希尔伯特-黄变换（HHT）作为预处理方法,该方法适合于对非线性、非稳态信号降噪,具有自适应性,结果表明降噪效果良好。对化学需氧量（COD）、硝酸盐氮（NO3-N）、亚硝酸盐氮（NO2-N）和总磷（TP）四种参数不同浓度的标准溶液进行光谱扫描实验,分别使用偏最小二乘法（PLS）、支持向量机（SVM）和随机森林（RF）建模,并对建模结果进行对比,选择RF对COD建模,相关系数R~2=0.9991;使用RF对硝酸盐氮建模,R~2=0.9959;使用PLS对亚硝酸盐氮建模,R~2=0.996;使用PLS对总磷建模,R~2=0.9934。探究了浊度、温度、水流速等因素对无人船水质监测结果的影响,提出了一种基于浊度补偿参数K、浊度值和吸光度的回归模型对COD和硝酸盐氮完成浊度补偿,以及对五个特定波段点建立浊度-吸光度拟合模型对亚硝酸盐氮和总磷完成浊度补偿。课题基于宽光谱水质监测系统对化学需氧量、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和总磷四个参数进行准确测量,并且对浊度的影响进行补偿,为水质在线监测提供技术支持,适用于无人船、站房式、浮标式水质监测。