基于频偏应答的ADCP流速现场校准方法研究

郭世旭， 杨枭杰， 王月兵， 叶晓同， 赵 鹏

(中国计量大学 计量测试工程学院，浙江 杭州 310018)

1 引 言

声学多普勒流速剖面仪(acoustic doppler current profiler, ADCP)是20世纪80年代初发展起来的一种新型测流设备[1，2]。它利用多普勒效应原理进行流速测量，是目前国内外测量多层剖面海流的最有效方法，在海洋科学研究和水资源的应用开发方面得到了广泛应用。其性能好坏直接影响流速测量的准确性，因此对其进行校准工作尤为重要。而目前普遍使用的性能校准标准对校准环境要求严格、历时长、成本高,且均无法实现现场校准[3，4]。

2002年，加里·默多克提出了DGPS检测法，此方法仅是针对底跟踪进行检测，无法对剖面测量进行有效分析；李占桥等通过将基于差分ADCP底跟踪船速与差分GPS测量船速进行比较，统计分析了ADCP测速精度，结果表明300 kHz ADCP误差随船速呈线性增加[5]；吴炳昭等在某海域针对水下移动平台安装的ADCP和船载ADCP进行了比测试验，通过误差计算，试验结果合格[6]；姜松燕等进行了试验水槽检测ADCP方法理论研究，证明了水槽拖车试验的可行性[7]；易志强等提出了一种可代替ADCP实测信号的球面散射水层回波模型[8]；马龙等提出了一种测试ADCP的声学仿真方法，模拟ADCP接收到的实际后向散射信号，对ADCP进行了标定[9]；申连洋等进行了ADCP陆上检测装置的设计与研究，通过对接阵模拟深度和速度信息，对比ADCP的返回值和ADCP陆上检测装置设定值达到检测的目的，结果表明该模拟装置使用效果良好[10]；陶乐文提出了一套基于任意波发生器的ADCP对接式陆上检测装置方案，进行了实验室内无水环境下与ADCP的对接，对ADCP的流速剖面测量、深度测量和流向测量进行了检测，验证了ADCP的流速测量能力[11]。……