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2 ]/ I* F3 ]3 h" |, \ 背景  + I$ f: j* i. v) y. \4 s
Application Background
: _4 k! Y( d$ s' ]7 s 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。  
+ ~+ S: r2 d8 b/ F 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。 Q+ G/ i: P, t9 G- T( ~
小科普-ADCP ( o& n0 H A, @& d
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。 $ q* Z' T# l# X$ [5 z# p4 ?/ X( ?
合众思壮UB115搭载ADCP系统组成  & ]3 b6 j* H) T! d% q, R9 u
▲无人船搭载ADCP系统组成
) L( ~+ [3 u6 C% g8 A% }" 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。 % f Y) \* o; l S
项目应用
' b, d6 C2 N8 ?5 ^, H/ { Project Application
2 r# E% P; V- o, j" f7 m 项目地点：广西壮族自治区某水文站
$ ~' h' A* P) Y/ [' w. I' K6 v 项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP 3 r* C0 m p) U 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 $ S4 m4 [. G% C5 E7 c! s3 o* B" w
项目过程：
7 O$ a3 ^, P( [6 n2 F: f, i3 J9 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。
( k& L L) r; _* j5 l7 `* c" I 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。 - a- g3 m0 g' e6 s2 V
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。 / a5 l9 L t* ?
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。 
; C; t& h* D7 H5 }) f7 ^ ▲水文站工作人员操控无人船 " T% b8 A# i( _. s: T
Performance Comparison
: @/ J4 A1 x& F4 v 传统缆测 VS 搭载ADCP
! Q2 I$ S! e0 S 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。   4 {$ L& i5 N; q8 ^) Q% x% m( U
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。
5 j z/ t% o& P: K- w }6 a- i& D Project Achievements
) n; @3 Q9 k& M. S& ?; n3 |0 T 项目成果 , R- g4 U/ _. D4 [% U1 o& B
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。 
; O& g, Q0 b+ d! I B ▲测量数据
0 U/ B5 y+ |' _" W4 H( } 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。
+ Y9 Y( V \' l1 A+ G/ O 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。
. u5 D& M2 V" w) { 优势总结 6 z4 I# T2 l U! c
Summary of Advantages 
* z$ m0 y! G- a' f) h 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： $ h5 X6 s' E, H- j9 j
1
- C6 T! b8 }6 O) R8 u! B5 g 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。 8 }$ x& [- Y0 D0 a A; _; d4 |
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+ }3 Z) i! f8 l( e: v5 P 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。 ( ^7 |9 g+ [: Y- r: t
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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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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。  ; x. ^+ ]2 [7 y, L" {7 ]; G% f
▲无人船走航测量示意图
( O7 ~: K% j! ~ 敬请期待：
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