聲學(xué)多普勒流速剖面儀(Acoustic Doppler Current Profiler,簡稱ADCP)是一種基于水聲多普勒原理進行工作的測速聲吶設(shè)備,在現(xiàn)代水文測驗中得到越來越多的應(yīng)用,對其技術(shù)的研究也日益受到人們的關(guān)注。在ADCP測量過程中,復(fù)雜的水流環(huán)境以及測驗作業(yè)上的誤差會給流速數(shù)據(jù)的質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響,如何精確獲得剖面流速和流量數(shù)據(jù)的研究便至關(guān)重要。因此本論文將對ADCP流速數(shù)據(jù)處理過程中遇到的各類誤差源進行分析,通過選用和設(shè)計合理的算法修正各類誤差,進而提高流速流量數(shù)據(jù)的精度和質(zhì)量。具體的研究內(nèi)容如下：首先,對ADCP流速數(shù)據(jù)處理模塊中的數(shù)據(jù)處理過程進行描述,給出了從多普勒頻移數(shù)據(jù)到斷面流量的完整處理流程,詳細(xì)分析了處理過程中所需要的各種參數(shù)。其次,分析了測流過程中對準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性等造成影響的誤差來源和因素。其中系統(tǒng)誤差主要涉及聲速計算引入的徑向流速誤差、載體搖擺引入的誤差、ADCP換能器安裝偏角引入的誤差、盲區(qū)和旁瓣導(dǎo)致的頂層和底層流速流量誤差；隨機誤差主要是外界輔助設(shè)備(溫度傳感器、壓力傳感器、姿態(tài)傳感器、GPS等)本身的隨機誤差。詳細(xì)探討了各種誤差對測流性能的影響。然后...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文背景和意義
    1.2 國內(nèi)外ADCP研究概況
        1.2.1 國外ADCP研究概況
        1.2.2 國內(nèi)ADCP研究概況
        1.2.3 ADCP流速數(shù)據(jù)處理誤差控制技術(shù)研究概況
    1.3 研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)
第二章 ADCP流速數(shù)據(jù)處理
    2.1 ADCP流速數(shù)據(jù)處理的過程
    2.2 多普勒測流公式
    2.3 ADCP的換能器陣型結(jié)構(gòu)
    2.4 波束坐標(biāo)系到儀器坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換
    2.5 儀器坐標(biāo)系到大地坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換
    2.6 底跟蹤算法計算船速與水深
    2.7 斷面流量計算
    2.8 本章小結(jié)
第三章 ADCP流速數(shù)據(jù)處理中的誤差來源及特性分析
    3.1 徑向流速的誤差分析
        3.1.1 徑向流速誤差公式
        3.1.2 聲速分析
    3.2 波束傾斜誤差分析
        3.2.1 波束傾斜引入的誤差
        3.2.2 仿真實驗與結(jié)果分析
    3.3 姿態(tài)數(shù)據(jù)誤差分析
        3.3.1 誤差傳遞公式
        3.3.2 姿態(tài)測量誤差
        3.3.3 仿真實驗與結(jié)果分析
    3.4 流量誤差分析
    3.5 振幅誤差和安裝偏角誤差分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 ADCP數(shù)據(jù)處理中的誤差修正
    4.1 ADCP測量數(shù)據(jù)的預(yù)處理
        4.1.1 粗大誤差的判別和剔除
        4.1.2 數(shù)據(jù)的內(nèi)插
        4.1.3 數(shù)據(jù)的平滑
        4.1.4 仿真實驗
    4.2 ADCP中徑向流速誤差校準(zhǔn)
        4.2.1 校準(zhǔn)原理
        4.2.2 仿真實驗
    4.3 波束傾斜誤差校準(zhǔn)
        4.3.1 校準(zhǔn)原理
        4.3.2 仿真實驗
    4.4 表層及底層盲區(qū)流速插補建模
        4.4.1 非實測區(qū)分析
        4.4.2 實測區(qū)流量計算
        4.4.3 流速插補基本原理
        4.4.4 仿真實驗與結(jié)果分析
    4.5 ADCP流速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)總體修正方案
    4.6 本章小結(jié)
第五章 ADCP流速數(shù)據(jù)處理軟件設(shè)計及硬件調(diào)試
    5.1 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
        5.1.1 DSP端軟件設(shè)計
        5.1.2 ARM端軟件設(shè)計
        5.1.3 PC端軟件設(shè)計
    5.2 系統(tǒng)的硬件調(diào)試
        5.2.1 溫度傳感器調(diào)試
        5.2.2 姿態(tài)傳感器調(diào)試
    5.3 實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻



本文編號：3960854