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7 v7 ~' g. D0 U3 W 无人机雷达波测流 0 k. A# c4 g! e2 v9 n9 l6 ?
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无人机雷达波测流方案 ( q: L- m0 O4 p; Q
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1 概况
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随着现代科技发展，近年来江河测流方式呈现出多样化，传统测流手段和设备，已不能满足河道信息化发展以及应急需求。当突发水情时，传统测流设备缆道铅鱼，无法下水作业。另外，当流速大于2m/s时，走航式ADCP遥控船基本无法航行，同时也无法保障应急巡测人员人身安全。无人机机载雷达测流应运而生，几乎不受外界环境影响，随时待命准备测流，应对突发状况。
$ d v) D" h0 a) H; R/ z3 E% e1 Q 无人机机载的雷达测流设备，采用无线雷达流速仪。当无人机悬停之后，雷达流速仪采集水流流速数据，并通过雷达流速仪内嵌的无线模块将所测流速数据传输至地面接收设备。
: m4 g. N1 ?2 v; ], ] 2 雷达测速测量原理
/ H& S x( c: j' R9 n; c 雷达流速测量原理基于无线电波的多普勒效应。雷达按照一定倾角向水体发射无线电波，反射回来的无线电波频率会因为反射点水体的移动而发生变化。譬如水流远离传感器时频率降低，靠近时则升高。流速仪就是根据无线电波频率的变化来推算出水流速度。
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图1 测量原理图解
& n2 `* E6 a' f/ ]; D+ p8 g* [! [. { 3 无人机雷达波测流特点
6 O$ Y6 d5 a5 U9 v2 T8 \ 无人机测流设备是由海川博通自主研发的一种新式测流设备，有别于常见旋桨、旋杯、水下超声波等设备，无人机操控简单快捷，工作时不受地形和环境制约，工作覆盖半径大，很多人迹罕至等恶劣地形下工作起来得心应手，我公司自主研发的雷达测流设备结合无人机，能将我公司的无线测流系统各项核心功能发挥的淋漓尽致，能快速便捷测量出中小河流、大江大河等水文水利测验对象的流速数据，同时还可以回送经过区域的图像信息，提供周围环境信息给测验人员，保证了测验人员的人身安全，省时省力，也为上级的水情指挥与决策提供可靠的支撑和保障。 ) [. N' B! @5 ]$ Y6 }
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无人机雷达波测流优势： 1 o8 r. w" e% W, s' x
· 自主飞行，无需建站、无需缆道，从空中就可以把水面流速测量出来。
+ H2 a5 o6 R- x" r · 软硬件一体化，携带方便，一架飞机可以巡测多个洪水易发区。 : h* g: q5 E' {
· 操作便捷，应急性强，可以边测流边拍摄现场画面。
) Q* K a' v8 r+ x! ~ u · 测流成本低，可以不分白天、黑夜，不间断在测流断面测量水面流速。
3 |2 M0 J- c4 {% ]- W* n · 设备不受污水、泥沙的腐蚀和影响。 ( {# k' z$ Q8 V6 U! Y& L9 `! D1 q
· 测流地点灵活选择，相隔几百米，也可以远距离从空中飞到需测流断面进行测量。 3 R( \) C, i! \3 Q$ ?4 N
基于以上优点，无人机雷达波测流系统将是江河测流方式的首选。 - s# H, V/ q+ e$ f: m
4 无人机测速工作流程
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工作人员通过地面站控制无人机起飞，无人机按已规划好的航迹飞行，在到达每个设定好的测试点位上空悬停，地面操作人员启动测流软件，开始检测水流表面流速，历时10s~120s可选。如图，测完第一个点位流速数据，数据传输至PC端，同时无人机自动飞行至第二个点位并开始测量。直到测量完所有点位数据，无人机自动返航至起始地点并自动降落。检测结束，PC端自动生成流量报表。流量软件水位采取人工输入，流量计算采取垂线法，将测点表面流速转化为测点垂线流速，按水文规范分块计算流量。
" i# v+ t5 s7 D! P- | 5 相关设备外观及参数简介: h! [' X' I" W3 h* r$ v" [
无人机
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) _/ e+ p* M2 S* n) N 雷达流速仪/ k; e' E% X2 A' L) N3 t' a
6 测流系统构成$ b4 B# w6 X+ K0 ]9 D8 q
流量、流速、水位
/ U9 f+ l: d- ?4 x" o( b0 ? 等数据采集 4 K7 n/ o( C; F; S$ U2 B8 T
GPRS /北斗/3G无线网络
& j( w/ U& b% W INTERNET
4 ] E j' d* q% u9 K 公司专网
+ n e, ?2 h/ p. C 水文信息管理系统 ( z, [, V, q% I0 e8 q$ G5 K
路由器
9 B U r5 [7 u2 T, f 服务器
2 y* @) E0 f& L2 N 监控后台
( ~- S/ s8 ~" U+ q9 q1 F 地面流速流量监测软件
5 k' V+ i- @! S+ @) P 无人机地面控制系统
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% k$ i3 ]+ ^/ b# N 7 应用案例% O' N- O/ c( ^( w) N( a5 N# Y" b
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