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/ K l) O" S- ?- c8 {" `% w+ \ 背景 
6 j+ g' v4 V) a1 m Application Background ( l& c6 x+ V$ {, A# J7 f' x
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。   1 P1 u6 Z/ a/ m+ n7 t
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。 ' f2 t4 _8 Q/ l [, n' Y
小科普-ADCP 9 c; P6 e; g# ~3 I
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。
6 ~7 U+ s! |% V 合众思壮UB115搭载ADCP系统组成  9 U/ `# p4 d5 _% b( ]
▲无人船搭载ADCP系统组成 ' n9 H. k0 t9 Q* e$ 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。 ( G/ a n( a3 E0 n0 ^/ l9 W9 t5 L2 R9 V
项目应用 4 z' d6 d2 f# X3 H8 P2 l
Project Application
# Y }4 @. p7 ?' u) Q3 D 项目地点：广西壮族自治区某水文站
+ N& I+ a# m) x1 c& | 项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP
1 G. |, z% _9 j# n+ D3 q 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 ; Q2 l) h# L# j2 i; O$ `
项目过程：
) L5 S( t' l, C2 ?3 f. e. x7 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。
; i% X% |8 S8 \4 I, S7 \- | 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。
) |5 c9 J4 j" W) F) \; O5 a 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。 & o9 H: z: N+ @9 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。 
& }6 P& E: s- A0 U S' N- a! T1 V ▲水文站工作人员操控无人船
; H- f4 H6 \2 f I' @ Performance Comparison
1 S6 H2 y% |1 A 传统缆测 VS 搭载ADCP
0 t6 ~, i/ ?; | 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。  
) ~# E, b" i3 e5 x: M: s! U9 N/ ~6 ^ 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。 . B+ T8 c" ]0 Z) \% B
Project Achievements
# {. w+ m, N0 ^5 @7 l 项目成果
0 O9 h$ W* o# { 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。  % d- ~ J: c4 o, S4 \
▲测量数据 3 l4 G2 P: _2 W5 Y
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。
# V/ `7 Y4 S0 J* _ 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 S9 K e. ~3 s8 y 优势总结
9 Y Q9 j: }) S3 ?% I6 F1 U Summary of Advantages 
9 Q6 l z& m4 U8 G+ U 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。 * V- D8 }: S; a7 T" J% p
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" Y0 j m, v" u) [' F. `( X 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。
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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。  $ J0 F7 q& f' k7 J8 _: g
▲无人船走航测量示意图 6 u0 y" p& `& S$ |/ R! f
敬请期待：
2 d9 n: J8 W4 O# F4 X$ ?7 U. _ 更多无人船实用案例
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