基于DSP和CPLD的数字ADCP信号处理系统

利用声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测量流速是20世纪80年代初发展起来的一种流速流量测验新技术。文章介绍了一种以DSP和CPLD为核心的数字ADCP信号处理系统,阐述了系统工作原理、系统结构和软硬件设计。系统以TMS320C5410芯片作为系统控制和信号处理的核心,采用数字滤波和直接数字合成技术为接收和发射模块,提高系统的速度到10ns运算级,极大的降低了输入输出信号的漂移,水体空间分辨率达到1m。     

多波束测深波束脚印位置归算模型研究

推导了多波束测深脚印位置归算模型,通过与CARIS软件进行实例比对,验证了该模型的有效性。在数据处理过程中,采用时标序列检索的方式处理导航时间延迟,取得了良好的效果;采用条带姿态进行姿态改正避免了"杠杆"旋转对边缘波束深度的影响。实例比对表明,该模型结果与CARIS软件输出结果一致。     

基于AWAC型ADCP的波浪反演算法研究

简要介绍了挪威Nortek公司生产的AWAC(Acoustic Wave and Current)坐底式ADCP的结构以及利用AWAC测量波浪的特点,并介绍了一种基于AWAC的波浪方向谱反演方法——SUV法。利用SUV法对实测数据进行处理,给出了处理结果,验证了算法的有效性。     

船载ADCP测量误差的因素分析和校正方法

系统归纳和分析了引起船载ADCP测量误差的主要因素和校正方法。结合实际经验对ADCP资料后处理中的难点问题提出了解决方案,并且取得了良好的结果。     

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.     

深海锚系潜标ADCP数据处理的质量控制研究

基于2017年4月至2018年8月西太平洋深海潜标观测数据,本文开展了锚系式声学多普勒流速剖面仪数据处理的质量控制研究工作。本文总结了质量控制的基本方法,重点解决了ADCP在流速观测中普遍存在的条带状异常问题。研究结果表明,质量控制常用的良好率与姿态(横摇、纵摇)并不能有效去除异常数据。本文进一步通过流速误差与相关幅值对数据进行质量控制,发现可以有效地去除条带状的异常数据,显著地提高了数据质量水平。因此,该工作对开展海流的结构特征、变异规律和动力机制等研究工作有重要的意义。     

水利系统首台进口ADCP在长江口成功开发应用对国产ADCP推广应用的启示

声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,ADCP),是美国RD公司八十年代初研发生产,用于海洋海流调查的仪器,ADCP能同时采集流速、流向、水深、回波强度、航速等要素,在海洋调查中得到广泛应用。长江水利委员会水文局长江口水文实验站在1990年率先引进了美国RDI公司的窄带DR-600k ADCP,解决了长江口江面宽、风浪大、传统测验方式难以收集完整全潮潮流资料的难题。经过RD公司专家来现场安装、调试、培训等过程,历经两年在长江口徐六泾站及长江中游九江站、大通站进行专项比测试验,掌握了ADCP的操作方法,熟悉参数设置及优化,开发了ADCP数据处理软件,成功应用于长江口潮流测验。20纪90年代至今国产ADCP研制从诞生到产品不断出现,可以借鉴首台引进ADCP的成功经验。本文应与流速仪进行比测(比对),收集不同水文环境的资料样本进行分析研究,资料分析时宜与TRDI的WinRIver软件采集的船速、流速、水深等数据进行对比分析,优化国产ADCP软件的功能,提高国产ADCP软硬件的性能使用单位购买ADCP后应进行必要的外围设备配置如GNSS、外接罗经等,制定严格的操作规程、建立ADCP维护保养制度,以保证ADCP能正常收集资料。生产厂家要建立野外服务公告,对用户在使用过程中遇到的问题及处理方式方法进行公布,同时收集和分享用户的使用经验。     

基于ADCP的长江河口推移质运动特性研究

基于多普勒声学流速剖面仪(ADCP)在长江口6个测点(长兴岛北侧、南北槽分流口、崇明东滩南侧、横沙岛北侧、南汇南滩和横沙通道北侧)观测的数据,利用ADCP底跟踪功能观测底床推移质运动过程。结果表明:通过ADCP数据,在涨、落急时段可以清晰地看到是否存在推移质运动;直观表达了推移质运动速度在一个潮周期内的变化过程;推移质运动速度变化过程曲线与潮流流速变化过程曲线呈现"对应、不对称"的特征;推移质运动速度的日不等现象比潮流流速日不等现象更加显著。     

台湾海峡夏季走航ADCP资料的滤潮处理

运用Candela等1992年提出的潮流分离方法,采用台湾海峡2006年夏季走航ADCP和潜标资料,对台湾海峡15个断面走航资料进行潮流分离计算.通过对15个断面的无加入潜标资料计算的方法和加入潜标资料计算的方法的结果分析比较发现,后者比前者的效果要好,通过与潜标1个月的潮流资料相比较发现,后者潮流流速、流向的相对误差...     

两种型号RDIADCP测速精度分析

关于多普勒海流剖面仪（ADCP）测速精度一直没有明确认识,基于差分ADCP底跟踪船速与差分GPS测量船速进行比较,统计分析了ADCP测速精度,并利用直线拟合的方法,给出了两种型号RDIADCP的测速误差。结果表明,不同航速下38kHzADCP测速精度较高,且不受船速影响;300kHzADCP底跟踪船速始终大于GPS船速,误差随船速呈线性增加。     

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。     

长江口南港底部边界层特征的观测与分析

对长江口2002年和2003年共4个潮周期的数据进行了分析,通过流速对数剖面公式计算边界层参数,并对各个潮周期内的边界层参数的变化规律进行了分析,同时也对悬沙输送可能对垂向水流结构以及边界层参数造成的影响进行了探讨。结果表明,悬沙的时间分布特征对温度、盐度、水体密度的分布格局有重要影响,主要表现在水体的Rf值普遍较高,分层稳定。此外,悬沙也可影响边界层参数,从而对水流结构产生影响。由于水体的层化作用,使层间的摩擦阻力增大,相当于在垂向上产生不同内边界层,因而影响了流速在垂向上的变化。     

Volume transport of the Soya Warm Current revealed by bottom-mounted ADCP and ocean-radar measurement

The vertical structure of the Soya Warm Current (SWC) was observed by a bottom-mounted acoustic Doppler current profiler (ADCP) in the region of the SWC axis near the Soya Strait during a 1-year period from May 2004. The ADCP data revealed a marked seasonal variability in the vertical structure, with positive (negative) vertical shear in summer and fall (winter and spring). The volume transport of the SWC is estimated on the basis of both the vertical structure observed by the ADCP and horizontal structure observed by the ocean radars near the strait. The transport estimates have a minimum in winter and a maximum in fall, with the yearly-averaged values in the range of 0.94–1.04 Sv (1 Sv = 10⁶ m³ s⁻¹). These lie within a reasonable range in comparison to those through other straits in the Japan Sea.     

声学多普勒流速剖面仪原理及其在长江中下游的应用

介绍了声学多普勒流速剖面仪(ADP)的原理及2002年5-6月在长江中下游的应用。测量采用走航方式,获得了重庆至江阴水域和徐六泾段流速剖面大范围观测资料,对测量结果和数据处理方法做了探讨,给在复杂地形的水文条件下使用ADP技术提供了应用前景。     

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。     

南海西边界ADCP观测海流的垂直结构

采用多种数据处理方法,分析了南海西南陆架西边界处定点连续观测站上的海流记录。正压潮流的调和分析结果表明该海域以日周期潮流为主,潮流椭圆随深度旋转。去潮后流速垂直结构的奇异值分解(SVD)证实观测点的流速结构存在不同的垂向模态,第一模态对应平均流的变化部分,第二模态含有倾向性变化部分,双日周期变化在各个模态中均较明显。对各观测层流速进行小波分析,进一步发现观测流的频率构成具有垂向变频和同一层次频率漂移的特征。     

一种推导Timoshenko梁频率方程的新方法

在Timoshenko梁横向弯曲自由振动方程的基础上,首次推导建立两端受弹性约束梁的频率方程,通过此方程,研究两端受弹性约束梁的性质,并通过简支梁模型,初步估计剪切变形与转动惯量对Timoshenko梁频率的影响,估算Timoshenko梁与Euler梁频率之间的关系,给出估算公式,并用数值算例进行验证,结果表明数值法解Timoshenko频率方程的可靠性.     

2008年8-9月份吕宋海峡西南侧锚定ADCP的斜压海流观测

2008年8月份在吕宋海峡西侧大约4000m深的海域首次布放了两套深水潜标,对上层海洋进行了为期一个月的高频率ADCP海流采样。对数据进行了多重处理,分解得到平均流和逐层潮流,并分析了具有斜压性海流的频率分布。调和分析结果表明,该海域以不规则日周期潮流为主,潮流椭圆随深度旋转。海流的功率谱分析表明,内潮能量在温跃层附近最大,并随深度减小,同时海流有明显的近惯性振荡信号。该观测为了解吕宋海峡深层海洋的潮流、近惯性运动以及海峡水交换提供了第一手的资料。