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背景 
2 Z4 @2 i7 c0 ]! K& G6 @ Application Background & q1 R2 f& E& b5 P1 l+ Z3 t
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。   - R/ _6 ]% ?* f0 w
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。
" e- L; ]( n2 c1 B6 T0 D8 i% K 小科普-ADCP ' }( C7 V4 {) y
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。
* {5 M. R: ~( R r: ]/ A 合众思壮UB115搭载ADCP系统组成 
' ~% N- w/ [1 h; y/ c0 v4 H ▲无人船搭载ADCP系统组成
4 N) n8 n' c' V8 B5 b* y 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。 ! H" n6 I6 U D2 c" H) N R
项目应用
# y0 U/ @9 l; Q8 d$ q+ o2 z+ l Project Application
+ ?; N; e; V* d+ P9 P 项目地点：广西壮族自治区某水文站
8 ^. Y0 {8 x7 H, j3 r3 Q" P 项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP 6 J7 ?$ g3 q; W1 w% R+ J# x
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 7 U3 o: g L) @6 S! B* Q; d
项目过程：
& \/ S- G- U7 U+ ] 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。 $ M R8 ^3 M7 ^$ G) z' D* v
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。
) J4 `1 C9 B0 ?) O1 R 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。
, H, {0 d" x5 c3 C8 k/ {& O6 \: | 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。 
% P/ ~: |) g* H; z ▲水文站工作人员操控无人船
& ?' y( j6 Q$ K7 k* ~! Z- j( \ Performance Comparison , f) o6 I8 D! D2 Q) {/ v( _
传统缆测 VS 搭载ADCP 8 k" J) S( o2 M, Y! B
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。  
% P0 q. I3 h& z 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。 ; I: {0 _+ I L5 V4 O
Project Achievements 0 [2 I8 \8 y# T* T; w
项目成果 ; q& z1 s1 | S4 ]' v% `* L
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。 
: t6 @- Z' p! a6 W Q ▲测量数据 9 t7 X" K3 k! X8 a
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。
; q8 l, _0 I7 g" P k. f, z 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。 0 ]$ I3 |4 ?# h
优势总结 1 p- v( I& O7 g) W6 v5 {" e# e
Summary of Advantages  2 L. F; U- G5 E% r7 k' [3 X
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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X( K1 N, T1 T0 D7 U 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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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。 % j5 `& C+ O2 {3 O
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1 o$ W" G: R! x- H+ D1 F" }# j) h 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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: l" d6 e8 F$ R, K( s 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。  4 G. P% T; e. l) A1 u
▲无人船走航测量示意图 # f# a/ V( a' a; C
敬请期待：
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