ADCP水池校准方法研究

提出一种在实验室消声水池环境下对声学多普勒流速剖面仪(ADCP)进行校准的方法。通过发射仿真回波信号,利用频率和延时时间实现量值溯源,进而实现对流速和深度的校准。研制了一套ADCP水池校准系统,以2波束614.4 kHz ADCP为校准对象,设计不同的流速分布实现对水层流速校准,探究底跟踪信号非限幅下的校准,设计多波束和单波束对比实验。对底跟踪速度进行不确定度评定,结果表明,在0~2.5 m/s速度下,不确定度最大为2.30 mm/s,验证了该校准方法的可行性。

基于回波模型仿真的ADCP实验室校准中波束间干扰研究

针对声学多普勒流速剖面仪(ADCP)水域环境校准效率低下的问题,提出了一种实验室水池环境下多个波束同时校准方案。通过建立一种精准的仿真回波模型,并进行湖试实验验证了模型的准确性,经由换能器对回波模型在实验室消声水池中进行回发,可以实现对ADCP多个波束同时校准,同时利用回波模型探究校准时波束间的干扰误差。在底跟踪校准模式中,波束间的干扰误差与底速度成正相关,在速度1.6 m/s以下,相对误差在0.5%以下,超过1.6 m/s时,误差超出实验ADCP的测量精度;水跟踪校准模式下波束间的干扰误差呈现高斯噪声的特性,其相对误差集中在0%附近。实验与仿真的结果证明了ADCP实验室多个波束同时校准方案的可行性,其误差经过有效屏蔽能控制在测量精度范围内。