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1、現(xiàn)代海洋測(cè)繪PPTby陳志高ADCP流速及流量測(cè)量原理聲學(xué)多普勒流速剖面儀AcousticDopplerCurrentProfiler起源：1980s四大海洋觀測(cè)儀器之一：海洋湖泊河口2ADCP是用于采集流速大小和方向的聲學(xué)設(shè)備流速剖面視為不同水層(Bin)或深度單元（BepthCell）的流速基本概念3AcousticDopplerCurrentProfiler基本概念4聲波發(fā)射ADCP的換能器以固定頻率向水體和水底分別發(fā)射一個(gè)短脈沖和長(zhǎng)脈沖聲波聲脈沖由于水里顆粒物存在反射并被換能器接收5聲波發(fā)射6聲波發(fā)射ADCP收到懸浮顆粒物反射
2、回來(lái)的聲波由于懸浮顆粒物的相對(duì)速度而產(chǎn)生頻移這就是多普勒效應(yīng)7多普勒效應(yīng)AcousticDopplerCurrentProfiler8多普勒頻移9相對(duì)速度懸浮顆粒物與換能器有相對(duì)運(yùn)動(dòng)才存在“多普勒效應(yīng)”如果懸浮顆粒物運(yùn)動(dòng)垂直于（90度）換能器則沒(méi)有“多普勒效應(yīng)”知道了懸浮顆粒物與換能器發(fā)聲方向的角度就可以通過(guò)“多普勒”頻移推算出懸浮顆粒物的運(yùn)動(dòng)速度10相對(duì)速度?8WavesMeasured11流速測(cè)量AcousticDopplerCurrentProfiler12流速測(cè)量ADCP通常具有3個(gè)以上換能器，同時(shí)發(fā)射和接受3個(gè)波束以上的聲信
3、號(hào)，獲得3個(gè)以上的相對(duì)速度信號(hào)按波束獨(dú)立處理并轉(zhuǎn)換成波束向相對(duì)速度利用波速間的角度，將波束向（波束坐標(biāo)）的相對(duì)速度轉(zhuǎn)換為水平和垂向速度（地球坐標(biāo)）13坐標(biāo)關(guān)系和速度轉(zhuǎn)換波束坐標(biāo)系：V1、V2、V3、V4儀器坐標(biāo)系：U、V、W、e14地球坐標(biāo)系：如果存在安裝誤差或羅經(jīng)誤差坐標(biāo)關(guān)系和速度轉(zhuǎn)換15流速剖面AcousticDopplerCurrentProfiler16傳統(tǒng)流速儀法起點(diǎn)樁水面f0D1f2f3fnfn-1d1D2d2d3D3f1D4A1A2A3V1V2V3V4流速測(cè)量流量測(cè)量V—流速（m/s）n—旋槳回轉(zhuǎn)率，n=N/T(1/s)
4、K—水力螺距（m）C為儀器常數(shù)（m/s）流速面積法17實(shí)時(shí)多垂線(xiàn)多水深單元效率高量程大傳統(tǒng)流速儀ADCP水深單元流速剖面ADCP測(cè)流回顧Acoustic–以固定頻率發(fā)射聲波脈沖.Doppler–接受反射回來(lái)有“多普勒”頻移的聲波，通過(guò)頻移計(jì)算波束向的相對(duì)速度Current–應(yīng)用4波速向相對(duì)速度、波速間夾角、姿態(tài)數(shù)據(jù)（首向heading,縱搖pitch,橫搖roll）Profiler–測(cè)量不同層次（depthcell）的流速19走航式ADCP流速測(cè)量Water-trackBottom-track20盲區(qū)上下盲區(qū)：左右盲區(qū)：?為流速系數(shù)：
5、0.67~0.7521Distance=3mDepth0.20.20.1流量測(cè)量QENSEMBLE=1.5m3/sSQ=1.5m3/sDistance=9mDepth流量測(cè)量0.20.20.10.30.30.30.20.3QENSEMBLE=4.2m3/sSQ=5.7m3/sDistance=15mDepth流量測(cè)量0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.5QENSEMBLE=12.3m3/sSQ=18m3/sDistance=21mDepth流量測(cè)量0.20.2
6、0.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.50.60.70.60.60.60.50.50.40.40.30.30.2QENSEMBLE=17.1m3/sSQ=35.1m3/sDistance=27mDepth流量測(cè)量0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.50.60.70.60.60.60.50.50.40.40.30.30.20.80.80.80.80.70.70.50.50.40.40.30.30.2Q
7、ENSEMBLE=21.6m3/sSQ=56.7m3/sDistance=33mDepth流量測(cè)量0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.50.60.70.60.60.60.50.50.40.40.30.30.20.80.80.80.80.70.70.50.50.40.40.30.30.21.01.01.00.91.00.90.70.70.50.50.40.40.20.2QENSEMBLE=28.2m3/sSQ=84.9m3/sDistance=39mDepth流
8、量測(cè)量0.20.20.10.30.30.30.20.30.40.40.50.40.50.40.30.30.20.30.50.60.70.60.60.60.50.50.40.40.30.30.20.80.80.80.80.
