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成为时空信息领域全球领先的高精度专业产品与服务提供商！  / d& K6 W- n! i8 F) K; p, F/ E
背景  / e8 P# z# k9 O' v, n
Application Background 5 t- C; t" G$ d+ d/ K
随着社会的发展进步，水文工作的重要性日益凸显。水文流量测验各种数据的获取对于水资源调度、防汛等工作至关重要。传统的河流流量测量方法主要包括流速仪法、浮标法等，人工船测、桥测、缆道测量和涉水测量等手段也常被使用。尽管这些方法原理简单明了，但费工费时，效率低下。因此，传统的测流方法已无法满足信息化时代对流量测量的需求。  
/ J @0 m7 H/ F& x& \ _/ [! ? 无人船搭载ADCP走航式测流应运而生，它具有精度高、测验时间短、分辨率高、资料完善、信息量大等特点，可满足河宽较大、泥沙等多因素影响较大的水文测量需要。这种方式的应用对于水文现代化和信息化具有重大意义，也将成为水利系统现代化建设的发展趋势。 Y, V% o0 y% |! u+ ?5 n
小科普-ADCP 8 N# ~% n* W# O2 i' Y+ v3 v
声学多普勒流速剖面仪（简称：ADCP）是一种融合水声物理、水声换能器设计、电子技术和信号处理等多学科而研制的测速声纳设备，利用声波的散射和回波延时来确定流速和方向。 $ H9 \; t! ]+ k
合众思壮UB115搭载ADCP系统组成  ! h# ~6 J m4 w: I' h
▲无人船搭载ADCP系统组成 1 ?. h+ C. r5 e3 I0 p5 S
合众思壮UB115无人船采用M体船型设计，船体小，重量轻，便于搬运携带。其任务载荷系统采用模块化设计，核心部件及搭载设备可灵活更换，使其在野外复杂水域中具有极强的适应性。可搭载多款ADCP进行走航测量，并能够外接罗经、北斗/GNSS和无线电台等多种设备，能直接测出断面的流速剖面，不扰动流场，测验历时短，测速范围大。ADCP分别记录下底跟踪速度和断面水流速度信息，用测流软件可以分析得到水流速度及流速在整个断面的分布情况，进而计算出整个断面的流量。
& ~8 x5 H' n4 e0 K# c: _9 l2 R0 v6 w 项目应用 * x- ~! s) ]& E; Q! u6 u
Project Application ! Q1 ~4 m' b$ N& k' O, h$ x
项目地点：广西壮族自治区某水文站 5 A- N: y) o" P# Y6 l
项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP # y/ G7 O! _+ a& }( o" a
项目要求：采集河道断面流速流量数据，船速小于流速，速度均匀横渡 ' Z& p% I2 q" P& U1 e$ l& j
项目过程：
% c1 l2 V1 h1 `7 p! p 首先，向水文站工作人员介绍无人船搭载ADCP的工作原理、操作流程，展示无人船搭载ADCP参数性能。
6 Z1 b( T3 w: L1 r( \ 然后，在水文站采集河道断面流速流量数据，与水文站传统的缆线测量数据进行对比。
$ ]& d+ @) j1 S; D 最后，论证无人船搭载ADCP用于流速流量测量的实用性与可行性，可提高水文测验能力，助力水文行业装备技术发展。 8 }4 [7 d& ~ n: U8 I3 x
合众思壮UB115无人船+ADCP 智能无人船测量系统下水后，由于船体小，吃水浅，对水体扰动极小，并且船速可人为设置，以较小的速度匀速横渡断面，船体通过设置的计划线导航，实时调整自身姿态，严格按照断面线航行。不但保障了过程中航行的稳定性，也更好地满足了“船速小于流速，速度均匀横渡”的项目要求。  ; V0 E2 T2 J( V1 P8 |: b# I
▲水文站工作人员操控无人船 ; P7 |* c' k- g5 s6 P4 d
Performance Comparison
% t4 L+ R" o8 ^5 x. M4 z! o7 z 传统缆测 VS 搭载ADCP / `$ ~- k4 h, d0 k; w8 q
传统的断面测量需要借助桥梁对固定断面进行测量，或者以租用有人船的方式在河流断面上测量。   K/ H' Q b, B" w/ G3 V
而运用全自动测量无人船搭载相应的ADCP，即可无须局限于固定位置，不用人工进行测量，借助全自动、高精度的导航系统，可实现比人工测量更笔直的断面测线，确保每次的测量都是同一个断面测线，使数据准确性大大提高。
6 l9 z$ U' e7 ~2 ?* J# } Project Achievements 1 ]1 q6 E5 W$ Y6 [: @6 W9 X% p
项目成果
0 @. X+ X7 p$ ]/ f0 @5 ?4 E 规划好无人船作业航线后，利用UB115无人船自动巡航功能，来回往返2趟，共采集4组数据。采集数据后，对数据进行分析、剪切，实现单次数据图。  . N( j, f( W6 ?. v% U; {) {" O, `
▲测量数据 / d3 a4 x0 f. _- f# `
与传统缆测数据对比，无人船测量更加便捷高效，两个测回即可满足测量精度，测量人员只需在岸边进行操作，以更少的时间精力轻松完成测量，降低了测量人员劳动强度。 / c, f1 ]4 C/ [& s7 g
经过多次实测，无人船系统采集的测景数据准确、可靠，稳定性高。经济价值显著，过去的水上测量，除了费时费力，船只等物资的维护还需要不菲的开支，无人船的出现，可以在保障更高效率作业的基础上，减少人力物力的投入，运作成本更低，一举两得。
, k* c# ~% k! n7 o. Q S 优势总结
A- D+ N: v& v G' S2 t, t Summary of Advantages 
) A. z0 {+ F8 G8 w/ J4 X# f 从理论上讲，无人船搭载ADCP流量测验原理与传统的人工船测、桥测、缆道测量和涉水测量的基本原理一样，都是在测流断面上布设多条测速垂线，在每条测速垂线处测量水深并测量多点的流速，经计算得到垂线平均流速。但与传统测流方式相比，无人船搭载ADCP走航式测流，其优势也很明显：
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! m; Y: M6 T* g: Q 传统流速仪是静态方法，流速仪固定于水中不同深度逐点施测。而无人船搭载ADCP测流方法是动态方法，其在随测船移动过程中持续发射脉冲波进行测量。
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; f5 K- J# t" H1 k5 m 传统流速仪测量方法一个断面只能布设若干个测点，且需要进行人工计算流量值，而无人船搭载ADCP走航式测流方法相当于再断面上布设了密度更大的测点，由于采集率更高，获得的流量数据自然精度更高。 , A+ q. N: K0 p3 k1 g- R ?- c
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3 Y: m6 X, L3 E& z" y 传统方式中，通常都是将测流断面于河岸垂直。而采用无人船搭载ADCP进行测量时，其测量结果并未与船只至河流此岸到彼岸间航线存在联系，无论是斜线或者是曲线的轨迹都可以，从而将测量工作进一步简化。
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4 X- q8 _4 N7 w) ? 可根据无人船设置航线，按照既定航线进行数据采集，走航式ADCP测量船易于保养，且故障率低，可靠性好。  0 M' F4 N; \7 L, |: m& z% Z
▲无人船走航测量示意图 $ m1 R# l: e0 L# ~1 Y$ e* Q M
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