ADCP资料处理中的船速计算

船载ADCP具有走航测流的特点,弥补了传统测流仪器只有停船才能观测的不足。它可以同时观测多层海流数据,获取连续性资料。ADCP测得流速是海水相对于船体的速度,在正常观测条件下,船速远大于海水流速,因而船速计算是ADCP资料处理的关键。本文对不同的船速计算方法进行了比较,对使用参考层法计算船速的原理、特点和效果进行了论述。     

走航ADCP数据处理与质量控制方法研究

介绍了声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流的基本原理和利用ADCP自带软件进行原始数据处理过程中需要设置的关键参数;着重论述了ADCP数据标准化处理和质量控制方法的研究,并利用实测数据对研究方法进行了验证。结果表明,本文研究的方法针对ADCP底跟踪观测数据处理效果良好,并可为GPS跟踪模式下的ADCP数据处理和质量控制提供可行的技术参考。     

高含沙量下ADCP流量测验方法

我国河流汛期含沙量较大,河流中的泥沙会导致"动底"现象使ADCP底跟踪模式下施测流速和流量偏小。同时,而在高含沙量下ADCP波束能量衰减导致施测不到水深,使得垂线上各分层流速无法计算,直接影响到断面的流量施测。本文以长江、黄河高含沙量断面的ADCP流量测验为例,分析说明高含沙量情况下ADCP不同配置下流量施测的解决方法。     

ADCP测量数据深度值的正确解析

介绍了声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测流和测深的基本原理,着重论述了汇整ADCP测量的层深、水深数据的误差来源、判读和校正方法,并给出了实用的计算公式。本文研究的方法对于船载、向下观测的走航、定点ADCP测量深度数据的处理,精确定位海流测量结果、保证海流测量结果反映真实海洋环境状况,具有实际的应用价值,同时能够为锚系ADCP测量层深与水深数据的处理提供可参考的技术依据。     

一种用于下放式ADCP的TVC增益补偿控制策略

讨论了下放式ADCP信号接收过程中的TVC增益补偿控制策略.结合下放式ADCP的工作特点,从能量节约的角度采取了同时测底测流的工作模式.针对此种工作模式,提出了按区间分段的TVC增益补偿控制策略.通过声呐方程和TVC距离一增益模型分析,进行了MATLAB仿真验证,并针对可能出现的问题,提出了以相关函数等效电压作为判据的解决方法.     

OSMAR-S型高频地波雷达在南海北部遥测海表面流的数据检验

为掌握OSMAR-S型高频地波雷达在南海北部遥测海表面流的误差分布情况,首先分析该型雷达测流的空间分布情况,发现在雷达连线中间区域存在盲区。将雷达测流数据与ADCP测流数据进行比对,中间区域流速误差小于其他区域。为得到更为全面的分析,对雷达测流数据进行潮流调和分析,计算得到潮流和余流,并分别与预报系统的潮流数据、气象站风场数据进行比对,在计算中采用快速Fourier变换进行数据滤波处理。结果显示在雷达电磁波覆盖的向外海一侧中间区域,特别是在与两雷达站夹角接近90°的区域,测流精度高于其他区域,并基于以上结论给出了雷达使用中的建议。     

几种测流设备的比测试验及分析

海流是基础的海洋资料,海流计是海流测量的重要仪器。文中介绍了RCM-9型安德拉海流计、中科院声学所150 kH z ADCP、RD I公司75kH z相控阵ADCP以及LADCP四种声学海流计的工作原理以及海上比测试验。通过分析比测试验的结果,验证了各仪器的测流性能,并从层厚、层深、相对流速参考物以及安装位置等方面分析了造成各设备测量差别的原因,为将来的流速测量提供了参考依据。     

南海上层季节环流局部分析与验证

研究南海环流的方法很多,采用GDEM资料,运用P矢量方法,得出了南海春季、夏季局部的上层流场分布情况.通过分析并结合UCM-60超声海流计和ADCP走航式测流仪相关实测数据,初步验证了这种研究南海上层季节环流所用的数值计算方法.     

不同方式的纳潮量计算比较——以胶州湾2006年秋季小潮为例

以胶州湾为例,分别通过纳潮量常用算法和走航ADCP直接测流资料计算了2006年秋季小湖期间3个不同潮对段的纳湖量.结果表明,根据纳潮量常用算法得到的纳潮量变化范围大干采用测流资料计算得到的纳潮量范围.在平均意义上,两种算法的平均值分别为6.303×108m3和6.480×108m3,仅相差O.177×108m3.这既验证了通过海流计算纳潮量的精确性,也体现了通过纳潮量算法计算纳潮量在平均意义上的有效性.     

拖曳式声学多普勒海流剖面测流系统（DRAKE—ADCP）

声学多普勒海流剖面仪(ADCP)是一种能测量三维垂直剖面流的高效仪器。当它固定在调查船上时,得到的海流数据要受到表面波动、螺旋桨的噪音和船壳汲入的漩涡的影响.为此,日本科技人员设计了一种用拖曳式运载体承载ADCP的新系统来测流,以消除上述干扰.这种拖曳式运载体深度和转动可控,拖曳电缆长800m,运载体的长、宽、高分别为2、2、1.5m,重360kg,最大速度为12kn.现场试验表明;这一系统性能优良,测得的数据有良好的精确度。     

ADCP对悬浮沉积物浓度的测量及其误差分析研究

为实时、连续地测量海水中悬浮沉积物,利用声学多普勒海流剖面仪(ADCP),可以在测流的同时,测量海洋悬浮沉积物浓度。描述了利用后散射强度,估计悬浮沉积物浓度的原理。在现场测试中,利用采水器采集水样,通过水样分析并结合声信号的衰减特征对AI)CP的测量结果进行修正。作者还结合现场测试结果,对这一测量方法的精度进行了分析。现场实验表明,经公式校正后,ADCP测得的后散射强度与实测水样所获得的悬浮沉积物浓度之间有很好的相关性,相关系数达0．88,由此证明,此测量方法具有很好的实用价值和应用前景。     

多普勒剖面海流计及其海上试验

声学多普勒海流剖面仪(ADCP)是最近十几年来迅速发展起来的一种新型海流计.它的最大优点是能同步测量海流的垂直剖面,本文主要介绍我所研制的“声学多普勒剖面海流计”(以下简称为剖面流)的测流原理,系统硬件组成,软件设计以及介绍最近一次的海上比测试验情况。     

日本水路部海洋研究室担任的主要课题

日本水路部海洋研究室调整后以新的阵容开展工作已近一年,本年度他们担任的课题约有30项,内容涉及海洋物理、海洋化学、地质学、地形学、海底物理、大地测量等。其课题有:“通过精密海底调查检测海底变化的方法研究”、“关于日本海东部边缘地震发生与可能性的综合研究”、“水声测距仪的开发”、“利用卫星开展的大地测量的研究”、“ADCP(多普勒声纳测流仪)数据分析方法的研究”、“内湾水流的数字模拟程序的调试”等等。本文主要对“水声测距仪的开发”、“ADCP数据分析方法的研究”两部分加以详述。     

CODAS系统在厦门湾走航ADCP观测资料质量控制中的应用

CODAS系统搭配相应质量控制参数,用以识别ADCP在复杂测流环境下测得的可疑或错误流速单元和剖面.通过水跟踪和底跟踪,CODAS系统可有效获取仪器自带数据处理软件vmdas、winriver无法修正的系统误差.本研究采用该系统对厦门湾走航ADCP测量数据做后续质量控制,所得相应系统误差如下：旋转角度偏差ΔФ=3.2°,幅值修正因子β=0.98.此外,以底跟踪测得流速为准确值,参考GPS数据经过系统误差订正后,流速精度显著提高,平均误差订正前后分别为28.9cm/s和11.6 cm/s.最后,结合现场数据采集工作与数据质量控制过程,总结数据质量问题一般特征并提出改进建议.     

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)国内外进展

ADCP是目前最主要的流速测量手段之一,自研发成功以后就在国内外得到了广泛的应用本文介绍了ADCP的基本原理、主要类别和国际上ADCP的发展历程,并着重介绍了近年来我国在ADCP领域的研究进展情况,以及国产ADCP在海洋观测和水文测验等领域的应用情况随着我国科研水平的提升和国产ADCP的广泛应用,我国将会在ADCP领域取得更加显著的进步。     

浮标平台对ADCP测流精度的影响分析

海洋资料浮标会对周围流场产生影响,从而影响流速剖面数据的准确度。为了探究浮标平台对流场的扰动深度,借助计算流体力学方法,建立了数值水池,并对全尺度的浮标模型进行了不同流速下的仿真。仿真结果显示,浮标受到的流速阻力与模型试验结果相近。对浮标周围的速度场进行分析,发现浮标对流场的扰动是水平面圆柱绕流和竖直面梯形绕流的结合,会在浮标上游和下游形成流速减慢区,浮标中游两侧和下方形成流速加快区,流场呈现紊乱状态。浮标平台的扰动深度随着流速的增大而增大,根据两种误差标准(1 cm/s误差和5%误差),计算了不同流速下的影响深度。该研究为ADCP的安装提供了指导,也为数据处理提供了依据,有利于提高ADCP的测流精度。     

海流剖面仪信号处理系统中最小二乘改进算法的应用研究

ADCP技术是海洋测流领域的热门技术,而频谱估计方法的研究是该技术的核心。文章介绍一种最小二乘的改进算法(ELMS),利用该算法可以很好的提取出淹没在白噪声下的正弦频谱。和传统的快速傅立叶变换方法(FFT)相比,该算法极大的压缩了数据量的要求,而且在信噪比为0DB的时候,仍能够较准确的估计出信号的谱峰位置。实验结果辩明该算法具有良好的鲁棒性。     

宽带ADCP的复相关算法仿真

根据ADCP检测的需要,研究了宽带ADCP的测量原理及其复相关算法.基于ADCP测量的特点和编码脉冲的特点,对宽带ADCP的复相关算法进行了仿真.文中采用的复相关算法简单方便,仅仅需要加法和乘法,大大简化了运算.仿真结果表明该算法可以应用于ADCP多普勒频率测量中.     

声相关海流剖面(ACCP)测量的流速估值方法

声相关海流剖面（ACCP）测量技术对水体回波信号进行空间相关处理来估计流速值，与声学多普勒海流剖面仪（ADCP）相比ACCP的工作频工，更适合深海测流应用，ACCP测量系统对回波信号进行时空相关处理，根据相关函数的位置来估计被测水团的流速值，ACCP从信号中提取流速值要运用参数估计技术，本文介绍了采用极大似然法和最小二乘法进行流速参数的处理方法，给出一些典型流速情形的数值计算结果。     

ADCP检定水池物理尺寸探讨

为满足当前ADCP计量检定的迫切需求,根据ADCP在水池拖车试验检定时,换能器发射声波的主瓣、旁瓣与检定水池池壁、池底形成的几何关系,推导出了抑制旁瓣、不抑制旁瓣时检定水池的尺寸需求。以市场占有率最高的ADCP产品为研究对象,计算得出了不同工作频率ADCP对检定水池宽度和深度的理论值。导出的公式,进一步完善了ADCP计量检定的理论基础,为ADCP在室内可控环境下的检定规范制定及检定平台设施建设提供参考与借鉴。