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$ L( r% P, Z0 {, [ 背景  4 ~# D! L& F: O
Application Background
, `9 ~7 |/ S8 b; {, F8 g) E 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。   ; t8 u. C5 I( G1 e* ^$ a0 [
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。 $ ^7 \ q( n/ {9 r' X6 S8 q
小科普-ADCP
8 B& G/ L5 G8 b0 j2 k5 D1 n- P 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。
8 a- T0 l* c# G 合众思壮UB115搭载ADCP系统组成 
6 x' t z. x0 n9 B+ `) \! m( f8 a ▲无人船搭载ADCP系统组成 . s: z. N1 n! }6 B* P% U8 `* t
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。 * m: }# _, i! n7 V
项目应用
6 O' j l. S6 M( f C Project Application ! D s# ^4 M: e1 F8 b
项目地点：广西壮族自治区某水文站 $ {* o1 Z$ Z$ D8 ]7 W! g/ t
项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP . f9 }0 F. p2 D* B( m
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
$ F1 o8 o6 L2 @. b5 Y6 c 项目过程：
0 M; d! a1 W4 d/ ?9 i 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。 % D- D( S( q9 G' n1 j' S! X 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。 8 B7 u- [# z8 i. t1 Q- m
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。
9 g3 i+ ?. F& q! f8 }2 n$ \ 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。  * x9 A0 t7 Z2 h5 q6 P; V% @5 K x* ~
▲水文站工作人员操控无人船 2 r8 S- D7 L$ t: S" v2 K
Performance Comparison + \3 J. B. |! L) ] d$ Y
传统缆测 VS 搭载ADCP
# Y1 |/ `/ n) P# y! W; {+ D 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。  
* v8 @7 J2 p( d, e8 I4 \7 a5 Y* l 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 i6 t3 T4 _$ k Project Achievements 9 W" T$ L# f$ z. x% ]1 X( V
项目成果
4 [+ \& r( i# d8 A! C 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。 
3 Y. w- Z) j; M8 V! X9 q ▲测量数据 ! i! d+ h6 B0 M8 K0 `5 N, s3 k
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。
" d& B9 c0 J$ g& [0 i 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。 / P# K5 s- ?! e" s$ {2 K5 f. k9 S
优势总结
" O$ }9 Z" @7 ~9 a E4 ?+ m Summary of Advantages  + g0 F' R* _+ W
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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h+ C- _* K" N9 C, T$ @ 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。 / O2 |: p) A0 A- q
3
9 U t. c, y; x& K 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。
2 @) H- l/ X& \2 S0 ] 4 3 l! g. A8 K$ d% ?& P. f/ u% c
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。 
, D! p' D) G t; `, ?) v ▲无人船走航测量示意图
`1 } b2 ?) K) S 敬请期待：
# w V a' }6 m7 T! e2 @ 更多无人船实用案例 ! a6 J6 l, r/ B) o
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