随着我国工业化和城镇化进程的加快,工业与生活污水不断的侵蚀着人类赖以生存的河流、湖泊,加强对水资源监测管理开始提上日程。针对传统水质监测方式在精确性、灵活性及数据管理等方面存在的不足,本课题研制了一套基于无人船的水质监测系统,搭建了具备自动巡航或遥控巡航能力的无人船作为水上移动平台,搭载水质在线监测传感器进行数据采集,并实现了监测数据的远程传输、储存、显示、统计、查询等功能,具体工作如下:（1）首先,在对课题所研制的系统进行需求分析的基础上,根据功能要求将整个系统划分为无人船子系统、岸基子系统及通信子系统,并分别对各子系统的功能划分、连接关系及工作流程进行了设计;（2）设计并实现了无人船子系统:根据本课题系统使用环境确定船体样式及驱动方式,以此为基础建立了无人船子系统MMG（Maneuvering Modeling Group）分离模型,并通过仿真计算进行基本模块选型。以PIXHAWK4板作为控制核心,在Ardu Pilot控制软件中嵌入基于BP（Back Propagation）神经网络的PID（Proportion Integration Differentiation）控制器,实现了无人船子系统的电机控制,为其稳定运行提供了保障;（3）设计并实现了基于GPS和IMU的无人船子系统自动巡航,组合导航方式及基于扩展卡尔曼滤波的融合算法,确保了导航信息的精确性,并设计了以L1算法为基础航迹跟踪控制系统。此外,为了保证无人船子系统能够顺利巡航,设计了基于超声波传感器与摄像头的避障功能;（4）搭建了岸基子系统的硬件基础,并基于Mission Planner、My SQL与QT软件开发工具实现了岸基子系统功能软件。完成了岸基子系统的构建,以便用户通过设定航点的方式给出巡航路线,并通过通信子系统自动发送至无人船子系统;接收无人船子系统位置信息,并在岸基子系统中显示;接收水质监测数据,并对其进行基于关系型数据库的管理,实现了水质监测信息的实时显示、存储、查询等功能;（5）在无人船子系统上搭载水质监测传感器,并对整套软硬件系统的功能进行实验与测试,实现了需求设计中的指标和功能要求。