国产走航式声学海流剖面仪的应用分析

针对国产走航式声学海流剖面仪的应用性能进行评价,为用户及生产厂家提供借鉴。首先,就国产走航式声学海流剖面仪的实际数据,从不同角度和层面,全面分析和考察了其测量数据的各项性能,有针对性地绘制了各类图件,并通过数据质量、数据有效性、测流精度、测流深度等各方面的分析比对,对国产走航式声学海流剖面仪做出定性评价。其次,通过与国外同类仪器的以往应用情况进行对比分析,发现在船只转向和往复航行、加速和减速航行、高速航行时,国产走航式声学海流剖面仪表现更佳。最后,基于应用中的不足给出相关建议。

适应于声相关海流剖面仪的单脉冲发射信号设计

声相关海流剖面仪(ACCP)利用“波形不变性原理”进行测速,能够测得相对海底的绝对速度。相对于多脉冲发射体制,文章采用脉宽足够长的单脉冲进行发射,既增加了发射能量,提高了海底探测的深度,又保证了系统带宽的要求。单脉冲脉内采用相位编码,减少了测速噪声的影响,通过一个满足相关寻优准则的编码搜寻程序进行伪随机编码,编码长度与声相关延迟时间相一致,所产生编码的自相关函数具有双相关峰特性,这与双脉冲发射的测速体制相对应,解决了双脉冲发射体制测速中脉冲宽度和脉冲间隔时间之间的矛盾。

声学多普勒海流剖面仪误差源分析

介绍了声学多普勒海流剖面仪的测速原理,推导了多普勒海流剖面仪的速度解算方法,同时指出测量中存在的误差源并对其进行分析,研究了消除或减小误差的方法,为提高多普勒海流剖面仪的测量精度提供了理论依据和可行的方法。

声相关海流剖面仪测速研究

声相关海流剖面仪(ACCP)适合深海测速,能够测得相对海底的绝对速度。文章在前人工作基础上,以声纳方程为基础,构造海底混响回波仿真模型,并对基于K irchhoff近似和利用微扰法的R ay le igh-R ice近似相结合的散射模型赋予新的物理意义,并将其应用到声相关测速仿真研究过程中,使仿真更加接近于海洋的实际环境。文章利用H ilbert变换进行包络检波来减小测速误差,并且根据接收信噪比得到了不同航速时能够达到最大底跟踪的距离,这与参考文献给出的结果是一致的。

基于ARM的声学海流剖面仪信号模拟器的设计与实现

根据声学海流剖面仪接收的单频脉冲信号和M序列编码的信号形式,设计了一种S3C2410芯片下基于SPI总线接口技术的声学海流剖面仪信号模拟器。该信号模拟器即能够产生单频脉冲信号又可以产生M序列编码信号,以便提供给声学剖面仪调试使用。模拟器的设计包括了硬件电路设计和软件设计。其中主要完成了SPI接口部分电路设计,编写了LINUX操作系统下SPI驱动程序及上层应用程序。最终设计出来的信号模拟器可以顺利产生这两类信号,从而达到了调试模拟声学海流剖面仪的目的。

声学多普勒海流剖面仪

本文介绍ＡＤＣＰ发展概况、测量原理、系统设计、系统组成、信号处理方法及误差分析等。

声学多普勒海流剖面仪（ADCP）微机软件系统设计

本文介绍了声学多普勒海流剖面仪的微机软件系统，包括人机界面、数据处理、数据通信、计算、存储、回放等技术，该系统用Ｃ语言编制，１６点阵和２４点阵全汉字菜单，具有速度快。

远距离声学相关（ACCP）海流剖面仪（S．E．Bradly与S．Y．Kuo）

远距离声学相关海流剖面仪（ＡＣＣＰ）已研制成功，并进行了试验。试验结果表明，已成功地测得近１２００ｍ水深处的海流剖面，而记录到的海底回波信号深度达５０００ｍ，ＡＣＣＰ海流剖面仪与ＡＤＣＰ多普勒海流仪的测量结果一致，同时也符合信噪比和方差的理论预期值。

投弃式海流电场剖面仪中模拟电路的研制

投弃式海流电场剖面仪(XCP)是利用海流切割地磁场产生感生电场的原理进行快速测量海流的观测仪器,在地磁场稳定的情况下,感生电场的大小主要取决于海流的速度。因此,通过测量海流产生的感生电场便可以研究海流的运动特征。本文研制了用于XCP中的模拟电路,实现了对XCP中电极信号、罗盘线圈信号及温度信号的采集预处理。所设计模拟电路主要实现以下功能:(1)通过INA128放大电路实现对电极信号与罗盘线圈信号的多级放大处理;(2)考虑到电极信号与罗盘线圈信号均为频率16 Hz左右的信号,在电路中加入中心频率点为16 Hz的二阶带通滤波电路以提取有效信号;(3)进行硬件电路补偿,在一定程度上克服XCP探头下沉引起感生电场的强干扰。实验测试结果表明,所设计模拟电路稳定可靠,可以实现滤除噪声,提取前端微弱信号并进行多级放大,满足实际应用需求。

投弃式海流电场剖面仪研制

本文分析了投弃式海流电场剖面仪的发展,简介了海流感生电场的基本原理,提出了投弃式海流电场剖面仪的技术方案.根据投弃式海流电场剖面仪的实际需求,研发了XCP海流电场传感器,并通过XCP探头的自旋转(16r/s),实现了将海流电场信号AM调制并频移至海流电场传感器的超低噪声频段,解决了在高噪声背景下快速测量纳伏级微弱海流电场信号.设计实现了XCP探头前端弱信号处理电路,对海流电场微弱信号进行滤波提取的同时可实现对海流电场同向分量进行硬件电路补偿,在一定程度上克服了XCP探头下沉引起感生电场的强干扰.在XCP探头内部采用SoPC技术实现对海流电场信号、罗盘线圈信号和温度信息的快速测量及其数字化处理,并将数字信息以UART协议及LVDS物理层数传方式发送到XCP浮筒端.开创了长度2km、直径0.1mm漆包线动态数据传输技术,解决了XCP探头和XCP浮筒之间的数字化数据传输问题.根据XCP探头所采集的海流电场信号与罗盘线圈信号的同相分量In、正交分量Qn、基线量Bn数据,研究了XCP探测方法,从而计算出了海流的东向与北向相对速度分量VEr、VNr.采用所研发的XCP,在我国南海海域首次采集到海面至海下千米深度的XCP海流电场信息和海洋温度信息.

大深度声相关计程及海流剖面仪

大深度声相关计程及海流剖面仪（简称相关声纳）对军事活动需要和海洋科学研究、海洋监测、海洋探测等多方面有十分重要的意义。相关声纳及其系列化具有广泛的应用前景。声相关计程仪和惯导组成的深水远程导航系统是海军急需的水下潜器导航系统，ACL和罗经组成的导航系统适用于水下无人自治潜器（UUV）、智能鱼水雷等各种小型水下平台；声相关海流剖面仪为我国深海流场的测量提供了有力的手段，可为各类水下平台提供战区的流场流速信息。具有测流功能的ACL在为水下载体提供导航信息的同时获得载体附近的流场信息。目前国外仅美国RDI公司研制成功大深度相关声纳样机并装船试用。

ADCP坐底验潮数据在海上油气田开发中的应用

在海上油气田开发过程中,海洋环境贯穿勘探、开发、钻井、工程、生产及弃置全部环节,海洋水文信息对场址勘察、平台建设和后期运营均有重要意义。采用坐底式声学多普勒海流剖面仪(ADCP)对拟建海底设施区域进行了为期31 d的全剖面海流观测,基于数据分析结果,获得了不同层位潮流流速、流向等水文信息,切实提供了有效的环境参数支持。

基于PAADCP的海流流速的误差分析及校正方法

为了更加合理、有效地利用海流测速数据,必须进行误差分解和校正。通过分析相控阵声学多普勒海流剖面仪(PAADCP)测试海流流速的原理,提出了海试数据粗差区别与动态校正的算法,采用小波多尺度分析方法,降低了系统误差和随机误差,建立了海流流速的误差分析与校正方法。利用海试实测的垂向流速数据,分析了一般情况下的海流流速的误差,得到垂向流速的均值±0.02 m/s,误差精确度小于0.23 m/s,验证了方法的有效性及合理性。所得算法和方法对于海流测速数据的实时处理和后处理具有实用价值。

ADP和S4海流计测量结果比较分析

声学多普勒海流剖面仪(以下简称ADP)和S4海流计是靶场水文测量的重要设备。根据某型试验任务水文测量的实际,简要介绍设备工作原理和测量方法,通过流速测量结果,验证了两型设备的测流性能,并从设备载体、安装条件等方面分析了造成测量误差的原因。

海流测量技术综述

简单介绍了海洋流场及测量方法,阐述了海流测量设备的分类、原理和应用的局限性,最后简单介绍了我国目前海流测量设备的研究现状。

一种针对ADCP单ping流速数据的质量控制方法研究

针对TRDI公司生产的ADCP数据后处理问题,以转换至大地坐标系的.ENX格式原始数据文件为对象,提出了直接对单ping流速数据进行质量控制的处理思路。选择具有代表性的样本数据,经对比发现VTG格式的GPS地面速度信息质量优于GGA格式信息。利用VTG船速计算绝对流速,通过对比处理效果与进行显著性检验,发现箱线图法对异常值的判别效果最好。将箱线图法处理后数据按照时间间隔进行平均,并与同样本的平均数据文件比对流速的平滑性,结果表明前者的数据质量优于后者。

声相关流体速度测量理论和信号处理方法

研究了测量流体速度的声相关测速理论和信号处理方法。获得了在声呐阵夫琅和费区域内适用的声呐阵时空相关函数,它是指数函数,这是相关测流速的理论模型。重点研究了时空声相关函数最大值附近的特性,它包含流速的主要信息。提出了局域最小二乘估计作为速度估计准则,采用序列二次规划作为最优化的方法,由此建立了声相关流速测量的信号处理方法。进行多次海上系统试验,验证了理论模型；给出了声相关海流剖面仪测得的流速、流向和流速剖面,与声多普勒海流剖面仪进行了对比,结果符合；最后给出了声相关海流剖面仪的测速均方差,稍大于理论值。

ADCP对悬浮沉积物浓度的测量及其误差分析研究

为实时、连续地测量海水中悬浮沉积物 ,利用声学多普勒海流剖面仪(ADCP),可以在测流的同时 ,测量海洋悬浮沉积物浓度。描述了利用后散射强度 ,估计悬浮沉积物浓度的原理。在现场测试中 ,利用采水器采集水样 ,通过水样分析并结合声信号的衰减特征对ADCP的测量结果进行修正。作者还结合现场测试结果 ,对这一测量方法的精度进行了分析。现场实验表明 ,经公式校正后 ,ADCP测得的后散射强度与实测水样所获得的悬浮沉积物浓度之间有很好的相关性 ,相关系数达0.88,由此证明 ,此测量方法具有很好的实用价值和应用前景。

ADCP资料处理中的船速计算

船载ADCP具有走航测流的特点,弥补了传统测流仪器只有停船才能观测的不足。它可以同时观测多层海流数据,获取连续性资料。ADCP测得流速是海水相对于船体的速度,在正常观测条件下,船速远大于海水流速,因而船速计算是ADCP资料处理的关键。本文对不同的船速计算方法进行了比较,对使用参考层法计算船速的原理、特点和效果进行了论述。

一种解决BBADCP测速模糊的方法

宽带声学多普勒海流剖面仪采用重复相位编码信号和复协方差方法进行频移量的估计。具有较高的测速精度,但是在测速上具有速度模糊,在不改变原有的系统结构的基础上对宽带多普勒海流剖面仪的信号处理方法进行改进,提出采用回波自相关的第一个旁瓣的位置解决测速模糊的方法,并推导了计算公式,最后进行了数字计算和仿真,结果证明了这种方法的正确性和可行性。