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# R. m8 a$ G5 r8 a, X4 { 背景  ! S8 @$ z: p- b7 s+ O+ \/ D( r E
Application Background
1 c! y: } M: p5 M- D& X: ~ 随着社会的发展进步，水文工作的重要性日益凸显。水文流量测验各种数据的获取对于水资源调度、防汛等工作至关重要。传统的河流流量测量方法主要包括流速仪法、浮标法等，人工船测、桥测、缆道测量和涉水测量等手段也常被使用。尽管这些方法原理简单明了，但费工费时，效率低下。因此，传统的测流方法已无法满足信息化时代对流量测量的需求。  
* n4 X& ?3 g- r/ A: g 无人船搭载ADCP走航式测流应运而生，它具有精度高、测验时间短、分辨率高、资料完善、信息量大等特点，可满足河宽较大、泥沙等多因素影响较大的水文测量需要。这种方式的应用对于水文现代化和信息化具有重大意义，也将成为水利系统现代化建设的发展趋势。 " R- w+ j5 }2 v& W4 u5 E L; s
小科普-ADCP ) d% A, Z$ ]( o/ x, Z3 O0 Q, h
声学多普勒流速剖面仪（简称：ADCP）是一种融合水声物理、水声换能器设计、电子技术和信号处理等多学科而研制的测速声纳设备，利用声波的散射和回波延时来确定流速和方向。
s- I d1 Y0 r' }+ {% Y; _% F 合众思壮UB115搭载ADCP系统组成 
8 h5 z1 D9 D( u# o) T$ _0 ~$ ?. @ ▲无人船搭载ADCP系统组成
! t$ _! }) L8 b# n1 Y+ x 合众思壮UB115无人船采用M体船型设计，船体小，重量轻，便于搬运携带。其任务载荷系统采用模块化设计，核心部件及搭载设备可灵活更换，使其在野外复杂水域中具有极强的适应性。可搭载多款ADCP进行走航测量，并能够外接罗经、北斗/GNSS和无线电台等多种设备，能直接测出断面的流速剖面，不扰动流场，测验历时短，测速范围大。ADCP分别记录下底跟踪速度和断面水流速度信息，用测流软件可以分析得到水流速度及流速在整个断面的分布情况，进而计算出整个断面的流量。 5 g) B; ^) w/ ]' o* k' @
项目应用 ; s" W4 h& `& c8 i l5 P
Project Application / O. p7 N: e# z
项目地点：广西壮族自治区某水文站
7 P7 @& F9 i! a) t& j8 p 项目设备：合众思壮UB115无人船+ADCP 7 H# g1 ], i% p9 T y
项目要求：采集河道断面流速流量数据，船速小于流速，速度均匀横渡
\; m& Z! A) D, S 项目过程： 7 u. i! k3 [+ g f( d: q! ]. g
首先，向水文站工作人员介绍无人船搭载ADCP的工作原理、操作流程，展示无人船搭载ADCP参数性能。
4 i' l# P- w6 R- J' D$ [8 F 然后，在水文站采集河道断面流速流量数据，与水文站传统的缆线测量数据进行对比。
+ Z X; m3 I( D W4 V2 c$ w 最后，论证无人船搭载ADCP用于流速流量测量的实用性与可行性，可提高水文测验能力，助力水文行业装备技术发展。 . {4 q& o0 A& i2 n$ D
合众思壮UB115无人船+ADCP 智能无人船测量系统下水后，由于船体小，吃水浅，对水体扰动极小，并且船速可人为设置，以较小的速度匀速横渡断面，船体通过设置的计划线导航，实时调整自身姿态，严格按照断面线航行。不但保障了过程中航行的稳定性，也更好地满足了“船速小于流速，速度均匀横渡”的项目要求。  7 y+ L- |9 g7 P; g! X4 x
▲水文站工作人员操控无人船
$ L# z! a' `& Z$ I; q( {" }7 A Performance Comparison ( z$ n4 j [: u3 }7 l) Y$ P, p
传统缆测 VS 搭载ADCP
/ Y! i3 d* H# v7 l4 L z' \, j 传统的断面测量需要借助桥梁对固定断面进行测量，或者以租用有人船的方式在河流断面上测量。   h, z# E. G. N3 B' ~
而运用全自动测量无人船搭载相应的ADCP，即可无须局限于固定位置，不用人工进行测量，借助全自动、高精度的导航系统，可实现比人工测量更笔直的断面测线，确保每次的测量都是同一个断面测线，使数据准确性大大提高。
- Y4 R) E( t3 X5 K0 S6 c/ @$ s3 F Project Achievements
+ x$ ` Y9 d/ V0 V5 @ 项目成果 : c% r( V+ y' Y! @1 E/ [0 v
规划好无人船作业航线后，利用UB115无人船自动巡航功能，来回往返2趟，共采集4组数据。采集数据后，对数据进行分析、剪切，实现单次数据图。 
% v9 q7 D- x- r6 L7 T2 {; L ▲测量数据
) B% m/ ?0 m' B1 r/ ~' x4 K 与传统缆测数据对比，无人船测量更加便捷高效，两个测回即可满足测量精度，测量人员只需在岸边进行操作，以更少的时间精力轻松完成测量，降低了测量人员劳动强度。
% |$ Q* A# M0 Z# s1 | 经过多次实测，无人船系统采集的测景数据准确、可靠，稳定性高。经济价值显著，过去的水上测量，除了费时费力，船只等物资的维护还需要不菲的开支，无人船的出现，可以在保障更高效率作业的基础上，减少人力物力的投入，运作成本更低，一举两得。 9 u* {! ]9 h/ A: N3 B! Y6 o2 _, P* ~
优势总结
, i0 a K9 q1 T9 t, V# h- b2 g* o& f Summary of Advantages 
8 b/ s2 F' ~5 D 从理论上讲，无人船搭载ADCP流量测验原理与传统的人工船测、桥测、缆道测量和涉水测量的基本原理一样，都是在测流断面上布设多条测速垂线，在每条测速垂线处测量水深并测量多点的流速，经计算得到垂线平均流速。但与传统测流方式相比，无人船搭载ADCP走航式测流，其优势也很明显： 3 o: | V3 I: D9 M- {
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3 C) U% S+ E9 W) O0 x& o" t" O2 @ 传统流速仪是静态方法，流速仪固定于水中不同深度逐点施测。而无人船搭载ADCP测流方法是动态方法，其在随测船移动过程中持续发射脉冲波进行测量。 @% F2 M3 @6 Y! ?
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传统流速仪测量方法一个断面只能布设若干个测点，且需要进行人工计算流量值，而无人船搭载ADCP走航式测流方法相当于再断面上布设了密度更大的测点，由于采集率更高，获得的流量数据自然精度更高。
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& r4 A, d5 J) d' j0 t% [ 传统方式中，通常都是将测流断面于河岸垂直。而采用无人船搭载ADCP进行测量时，其测量结果并未与船只至河流此岸到彼岸间航线存在联系，无论是斜线或者是曲线的轨迹都可以，从而将测量工作进一步简化。 6 W) t/ G! w. i6 Z' I
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$ @" ^7 N' {9 E) ^2 ]' p 可根据无人船设置航线，按照既定航线进行数据采集，走航式ADCP测量船易于保养，且故障率低，可靠性好。 
: l+ e5 Q1 M, }, D# t ▲无人船走航测量示意图
2 Q4 T1 Y; @: D }8 j 敬请期待： ' l4 s8 I; {: {. j/ Q9 c9 |& g
更多无人船实用案例
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