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ADCP“动底”测量的流量补偿算法

声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)对河流进行流量测量时,ADCP一般采用底跟踪模式(以河底为参考系)获得流速、断面面积,进而获得当前流域的流量,但当河流存在大量走沙(“动底”)情况时,底跟踪速度缺少顺水流分量,致使底跟踪轨迹向上游偏移底跟踪速度偏小,进而导致流量偏小。文章通过对动底原理进行分析、对动底测量方法中的回路法进行研究,提出一种基于GGA的全球定位信息系统(Global Positioning System,GPS)模式下平均动底速度测量方法以及两种动底流量补偿方法,并利用实测数据进行分析验证,结果表明本文提出的动底速度测量方法及动底流量补偿方法对“动底”检测与补偿有显著的效果。

船载ADCP测量误差的因素分析和校正方法

系统归纳和分析了引起船载ADCP测量误差的主要因素和校正方法。结合实际经验对ADCP资料后处理中的难点问题提出了解决方案,并且取得了良好的结果。

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。

海洋内波ADCP监测技术研究

海洋内波与声场的相互关系是一个十分重要的研究课题。内波是影响声信道特征的重要因素;反之,受内波影响的声场也包含着海洋内波动力过程的信息。针对二者之间的关系,从工程的角度上介绍了利用声学多普勒海流剖面仪(ADCP)对海洋内波进行监测的原理和方法,并结合实际的海试情况给出声学多普勒海流剖面仪对海洋内波的监测结果,验证了方法的有效性。

ADCP在海洋技术实验教学中的应用研究

根据上海海洋大学"空间信息与数字技术"专业的特点和定位,把声学多普勒流速剖面仪(ADCP)引入海洋技术课程的实验教学中,在水中模拟真实的海洋水文测量的场景。在ADCP测量水文要素实验中,将课程中的理论原理与实际应用技术相结合,弥补了海洋技术课程理论教学的不足,让学生真实体验如何将海洋技术应用于海洋研究中,加深了学生对海洋技术的理解,提升了学生的学习热情和学习主动性。

台湾东北黑潮入侵东海陆架强度的变化规律:持续一年的ADCP现场流速观测

本文利用台湾东北陆坡附近海域持续一年的多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,ADCP)定点深水测流数据提取了观测站点处黑潮跨陆坡入侵强度的时间序列,并与美国海军混合坐标海洋模式(Hybrid Coordinate Ocean Model,HYCOM)分析数据中提取的观测站点处以及台湾东北陆坡东西区段黑潮入侵强度的时间序列进行了对比研究。研究结果显示黑潮在观测站点处的跨陆坡入侵强度存在显著的季节和季节内变化特征,并且与台湾东北黑潮主轴位置的摆动有较好的对应关系,黑潮主轴东(西)移,则黑潮在台湾东北陆坡西段及观测站点处的入侵显著减弱(增强),而在台湾东北陆坡东段的入侵显著增强(减弱)。此外,观测站点处黑潮跨陆坡入侵强度的时间序列还显示出较强的10d和20d左右的短周期信号,其中10d的周期信号对应着东海黑潮斜压不稳定波动的特征周期,而20d的周期信号则体现了台湾东北附近海域局地涡旋的短期变化。

船载ADCP资料处理

通过对大量走航ADCP观测资料的分析,提出一整套的ADCP资料质量控制和预处理方法,并对提出的ADCP"基准流速控制"的处理方法与传统的"选取参考层法"进行了比较,证明此方法不但可有效提高ADCP资料的处理精度,并可提高资料的处理效率,减少人为的干预因素。

相控阵ADCP编码信号相移波束形成

相对于活塞式声学多普勒流速剖面仪,相控阵声学多普勒流速剖面仪的换能器体积大大缩小,并且依托相控阵本身的物理特性,无需进行声速补偿。利用窄带相控阵声学多普勒流速剖面仪系统进行编码信号的发射与接收,从而提高相控阵声学多普勒流速剖面仪的设备性能。首先介绍了相控阵ADCP的波束形成方法,然后分别介绍了相控阵的相移波束形成和时延波束形成原理,对编码信号相移相控波束形成情况下,相控阵发射和接收信号波束开角进行了对比,并对作用距离、测量精度、系统复杂度等系统性能进行了分析。分析结果表明:窄带相控阵声学多普勒流速剖面仪可以进行编码信号的发射和接收,能够提高系统的空间分辨率和测量精度,从而提高相控阵声学多普勒流速剖面仪的性能。

通用型高频宽带ADCP信号处理系统设计与实现

文章介绍了一种高频采集、数字解调滤波的通用型高频宽带声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers,ADCP)信号处理系统的设计和实现过程。该系统以现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)+数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)+低功耗单片机(Mixed Signal Processor 430,MSP430)为架构平台,利用三者在信号处理领域的不同优势,采用软硬件协同设计的方式,解决了高频ADCP高采样率、高数据处理能力及低功耗的应用需求,在保证数据处理速度的基础上实现了相位的严格正交,且通过参数化配置实现了多频段、多功能的通用性设计,可适用于不同频段的走航式及自容式ADCP中。经湖上试验验证,该系统测速精度高,性能稳定可靠,达到了预期的设计指标。该系统的软硬件划分方式对其他高频海洋设备的研制具有一定的参考价值。

基于CIC滤波器组的宽带ADCP数字回波处理（英文）

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)作为一种新兴的测流设备,可以直接测量河面剖面流速,具有测量时间、范围广等优点。传统的ADCP处理系统在模拟解调滤波处理的过程中会引入额外误差,而数字的处理系统会大幅加大运算量,影响数据处理速度。在低运算量的CIC级联及ISOP滤波器组的基础上,提出了高效的实时宽带ADCP数字回波处理系统。系统将IQ解调、 CIC滤波器组和复自相关运算步骤采用流水线的方式级联,大幅提升了系统运行速度的同时避免了非实时系统的大量FIFO占用。

Analysis on the Circulation of the Yangtze River Estuary Based on ADCP Measurements

According to analysis on field data obtained by ADCP （Acoustic Doppler Current Profiler）, the flow regime of the Yangtze River Estuary is studied by use of a 3-D numerical model. The flow field characteristics, under the influence of Coriolis force, saltwater intrusion and freshwater inflow and tidal current interaction, are depicted in details. The main driving forces and some important effective factors of lateral, longitudinal and horizontal circulation are also analyzed.

ADCP测量水深的过滤与插值方法

声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)对河道流量进行测量有赖于准确的深度测量,在遇到错误的深度测量时应采用合理的数值对错误帧进行深度插值,以增加计算准确度。文章分析了ADCP在斜坡河底环境下进行深度测量的理论标准差,在此基础上提出了使用四波束深度标准差与平均值的比值来进行深度过滤的新方法,并采用对历史保存的深度测量值进行拟合预测计算,为无效帧进行更为准确的深度插值。该方法相对于以往的水深过滤方法,进一步的增加了对水深异常值的过滤能力,提高了流量的计算精度。

基于DSP-FPGA平台的ADCP高沙流量测量系统

基于TMS320C6748与Spartan-6平台完成声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)的设计,并实现高含沙量情况下的水流流量精确测量。数字信号处理模块(Digital Signal Processing, DSP)完成上位机通信、系统控制、现场可编程门阵列模块(Field Programmable Gate Array, FPGA)交互、外设数据接入、信号数据处理等功能,FPGA完成发射信号调制、接收信号采集等功能。利用测量船搭载ADCP高沙流量测量系统在黄河流域进行测量,ADCP接入全球定位系统(Global Positioning System, GPS)和测深仪数据,在高含沙量水域进行断面流量测试,验证系统的可行性及测量精度。结果显示,在含沙量达到15.5 kg·m^(-3)的水文环境下,ADCP系统可正常稳定地完成测量作业,测量得到的流量相对误差为1.01%,满足高精度流量测量系统的要求。

基于声学多普勒流速剖面仪(ADCP)的应用研究

本文通过声学多普勒流速剖面仪(ADCP)在江西省吉安水文站开展的流量比测试验研究,探讨并解决该仪器在赣江测流中遇到的技术问题.

声学多普勒流速剖面仪(ADCP)试验观测及应用初探

以崇左水文站ADCP试验情况为例,介绍了ADCP的特点:在正常情况下测验的效率较高,安全性比较可靠,但存在故障维修成本高、受含沙量影响比较明显、易受水下外来电波干扰、推算实时流量不稳定等问题。提出了ADCP测验工作中如何确保稳定性、降低维护成本、提高效率的建议。

南宁站定点式ADCP指标流速与断面平均流速关系模型的建立和应用

南宁站通过定点式与走航式声学多普勒流速仪(ADCP)比测,经率定后,建立定点式H-ADCP指标流速与断面平均流速关系模型,以此关系模型应用到流量自动监测,实现南宁水文站定点式H-ADCP流量自动监测。

ADCP在感潮河段水文测验中的应用

简介声学多普勒剖面流速仪(ADCP)的工作原理、配置与功能,通过黄屋屯水文站感潮河段的应用实践,以及ADCP与常规流速仪流量比测分析,结果表明:用ADCP水文测验,达到了国家二类水文站的流量测验精度,满足推算水量的要求。

船载走航式多种频率ADCP显控软件设计与实现

设计一种适用于船载走航式多种频率声学多普勒海流剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP)显示控制软件,针对ADCP显控软件功能单一、兼容性差等缺陷,对软件进行模块化设计,构建设备参数配置模块、数据采集处理模块、数据通信模块及用户界面图形信息显示模块,实现测流测底数据实时处理解析、数据图形显示、数据接收与上传以及设备自检等功能。走航式38K型与150K型ADCP海中探测作业结果表明,设计的显控软件能够满足深海中海流观测分析、流速流向剖面绘制、采集数据历史回放以及ADCP参数配置等多种工作模式的要求,可靠性与稳定性良好。

吉首站水平ADCP测验方法应用研究

针对湖南吉首站水流条件复杂的实际情况,对水平ADCP的合理安装、流量计算可靠性和流速回归方程优化等进行了探讨,分析了影响水平ADCP测速的主要因素,通过吉首站两种测流方法定线整编精度对比,说明了吉首站3年来使用ADCP测流的精度较高,最后提出了需要进一步研究的主要问题。