ADCP中剖面流速數(shù)據(jù)處理及誤差控制.pdf

1、聲學(xué)多普勒流速剖面儀（Acoustic Doppler Current Profiler，簡稱ADCP）是一種基于水聲多普勒原理進(jìn)行工作的測速聲吶設(shè)備，在現(xiàn)代水文測驗(yàn)中得到越來越多的應(yīng)用，對其技術(shù)的研究也日益受到人們的關(guān)注。在ADCP測量過程中，復(fù)雜的水流環(huán)境以及測驗(yàn)作業(yè)上的誤差會給流速數(shù)據(jù)的質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響，如何精確獲得剖面流速和流量數(shù)據(jù)的研究便至關(guān)重要。因此本論文將對ADCP流速數(shù)據(jù)處理過程中遇到的各類誤差源進(jìn)行分析，通過選用和設(shè)計(jì)

2、合理的算法修正各類誤差，進(jìn)而提高流速流量數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量。具體的研究內(nèi)容如下:
　　首先，對ADCP流速數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)處理過程進(jìn)行描述，給出了從多普勒頻移數(shù)據(jù)到斷面流量的完整處理流程，詳細(xì)分析了處理過程中所需要的各種參數(shù)。
　　其次，分析了測流過程中對準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性等造成影響的誤差來源和因素。其中系統(tǒng)誤差主要涉及聲速計(jì)算引入的徑向流速誤差、載體搖擺引入的誤差、ADCP換能器安裝偏角引入的誤差、盲區(qū)和旁瓣導(dǎo)致的頂層和底層

3、流速流量誤差;隨機(jī)誤差主要是外界輔助設(shè)備（溫度傳感器、壓力傳感器、姿態(tài)傳感器、GPS等）本身的隨機(jī)誤差。詳細(xì)探討了各種誤差對測流性能的影響。
　　然后，針對各種系統(tǒng)誤差，選用和設(shè)計(jì)合理的修正算法，對其進(jìn)行補(bǔ)償，以降低誤差對測流性能的影響。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，各修正算法有效減小了誤差源引入的系統(tǒng)誤差，使測流精度顯著提高。在以上修正算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了一套適用于多種誤差源的系統(tǒng)誤差校準(zhǔn)方案，并通過待傳輸流速數(shù)據(jù)平均處理降低了隨機(jī)誤