近年来船舶导航技术发展很快，但是有关内河小型船舶的自动导航技术研究进展较慢，满足测量船特殊用途的自动导航技术更少见报道。本文在国内外船舶导航研究现状以及农业机械导航控制的基础上，以电动舷外机和橡皮艇为研究对象，研究了小型测量船的DGPS导航控制技术，设计了舷外机控制器和导航控制器及其算法，试验验证了测量船自动导航的可行性，为内河湖泊勘测自动导航控制提供了技术支撑。　　本文以中艇CNT-V250橡皮艇作为测量船体，采用“船老大”电动舷外机作为推进器，以蓄电池提供动力。对船体和电动舷外机进行了适当改造，安装了导航传感器。　　在国内外相关转向控制方式的基础上，根据本文所选择的平台，设计了一种以直流电机为驱动力的转向控制机构。转向机构采用齿轮组作为驱动力传动机构，采用绝对值旋转编码器测量电动舷外机转角并反馈给舷外机控制器，形成闭环控制。同时，在电机齿轮结构上加装一套手动离合器，以实现自动转向和手动转向的切换。　　舷外机控制器选用C8051F040单片机作为主控芯片，加上相应的外围电路后，舷外机控制器可实现的功能包括：(1)接收导航控制器发出的目标角度值和速度值；(2)接收转向角度传感器测量的当前角度；(3)转向控制单元根据目标角度、速度和当前角度、速度，控制直流电机做出相应的转向以及速度决策；(4)反馈当前角度值和速度值至导航控制器；(5)采用遥控模式控制舷外机转向和速度。　　DGPS导航控制器主要获取测量船当前的位置信息，姿态信息和运动状态信息，通过与预定义路线对比，计算位置偏差和航向偏差导航参数，进而完成判断、决策、转向直流电机转向角度计算、速度大小决策等功能。本文采用纯跟踪算法实现了导航转向决策，达到了路径跟踪的目的。　　测量船导航控制试验主要包括三个方面：舷外机转向性能测试、舷外机控制器动态性能测试以及测量船自动导航航行性能测试。舷外机转向性能测试结果为：舷外机命令跟踪最大误差为0.469°，平均误差为0.228°，表明舷外机转向机构动作误差很小，可以认为舷外机转向动作与命令值吻合良好；舷外机动态性能测试结果为：空载时，正弦波跟踪信号超调量小于2.3％，上升时间小于0.8s，电机微幅震荡最大差值小于0.23°，锯齿波跟踪最大误差小于1°，平均误差小于0.02°，方波信号跟踪延迟时间小于0.2s，超调量小于2.5％；负载时，正弦波跟踪信号无超调量，最大控制角度偏差小于8％，平均角度偏差不超过4％；遥控跟踪信号超调量不超过5.38％，最大控制角度偏差小于3.1％，平均角度偏差不超过3％；表明在空载、负载状态下转向操纵控制器都具有良好的响应速度，对目标偏转角的跟踪性能良好，基本能满足转向控制系统的响应速度要求；测量船自动导航航行试验结果为：直线跟踪阶段导航最大误差小于2m，平均误小于1m，调头转向最大位置偏差3.7m，平均误差2.5m，表明采用DGPS接收机和AHRS作为导航传感器、采用纯跟踪算法，可较好地实现完成路径跟踪。