/ W; ^1 n0 f1 v8 E: j, ^/ Q4 ] 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！  8 g3 g S$ N- o% P9 @ y# C
背景  : E: M, r# I1 {- I! |2 ]: v8 S
Application Background
0 d, C& @ R; D- H! n l 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。  
* E; j9 i4 P% J$ q 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。
& p; b9 Y) a8 u9 I7 ~ 小科普-ADCP / |7 x1 A' f* L
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。
2 ]3 @; w: c2 c2 M" k% F3 ` 合众思壮UB115搭载ADCP系统组成 
3 Z+ ?, y- A3 P" `+ X1 m3 H ▲无人船搭载ADCP系统组成 1 I* u8 Q" M* e' Q' 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。 ; j: w; G! G: p9 b3 O* z
项目应用 5 `0 H& a! a" f/ \9 _1 t
Project Application
5 f/ G& U) \# r7 p 项目地点：广西壮族自治区某水文站 ( e, d: _; ^8 z; C( K
项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP ' x# f" u7 I: j; f' @# n
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 , E! m/ O/ @( i6 d: {8 n
项目过程：
) K/ \3 ]3 | h 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。 $ ^5 _/ T" P' p+ T1 U5 Q
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。 ; l- T, P4 I* l: ]$ q
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。
- D2 j3 g8 f4 H" }& d. M9 w 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。 
0 n; S$ X- e" z ▲水文站工作人员操控无人船 A% V+ t( l# N* h, ?
Performance Comparison
* t3 G. k5 _/ ]2 A8 K* A+ u) P6 u" p 传统缆测 VS 搭载ADCP 2 x% S8 I" d1 }) V
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。   X J2 N/ [* E* {
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。
2 E# O, W6 {/ {( h7 a3 u0 s9 J Project Achievements ! O' y0 W- }+ L6 s. G# M6 X9 n) K( q
项目成果
( B6 ]8 n; B1 F* l+ 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。 
: i# `6 F* U4 t. A, y4 E ▲测量数据 7 d8 W# V4 A% Y* V" i: l0 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。 % _1 T$ q! [* P _" G, l
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。
d( c" @; q$ ?5 p; w6 v; [ m 优势总结 1 V1 G+ ]0 {' v/ ]
Summary of Advantages  * E' S; [* k' h r) D, Q
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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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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# y- q; M6 ~5 V 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。 ' b( \: M/ R+ ]. n, u
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# p8 I" C8 e; Q( i' ^# u/ C5 d 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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# X# v6 _, ^3 A7 q3 h9 S8 u 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。  + r) F3 y1 |- C/ x4 ?: ~* u! L
▲无人船走航测量示意图
6 y/ P$ h' H6 ~% ]" K* s7 X) Y9 R1 q 敬请期待： 6 M, I+ c( H& M
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