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有没有人解释一下adcp与dvl的区别?

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从OOI海底观测网到雪龙号海洋考察船,从11000米的海神号ARV到7000米的蛟龙号HOV,作为海洋学研究的关键性设备,ADCP和DVL 是同一种技术的两种应用,很多时候是同一的电子平台的针对两种工作模式的不同优化配置。

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1,ADCP acoustic doppler current profiler 声学多普勒流速剖面仪,四个换能器波束垂向倾角20°,针对测流优化。

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固定模式下利用水剖面工作模式的短脉冲测量不同距离上水流相对于仪器的三维速度,获得同一地点的时间序列流场变化,


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走航模试下还需要同步的底跟踪工作模式长脉冲测量仪器相对于水底的三维速度,两者矢量差得到相对于地球的绝对速度流场剖面,

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以及回波强度,相关度等信息,用于波浪潮流等物理海洋学或者其他海洋科学的物理过程研究。

2,DVL doppler velocity log多普勒速度计程仪,四个换能器波束垂向倾角30°,针对导航优化。


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缺省只利用长脉冲测量仪器相对于水底的三维速度,用于水面和水下平台的高精度导航和姿态控制,作为一阶导航数据传感器(速度)与零阶(位置)的GPS 和USBL,二阶(加速度)的惯导和陀螺仪相互补充形成高精度的组合导航系统,支持包括AUV/ROV/HOV的水下探索。

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DVL在开放大洋中不能打到水底的时候可以选择特定范围的水层作为导航参照,如果需要也可以打开流速剖面模式。

3,换能器倾角的差异使得ADCP 测流精度高而导航稳定性低,DVL导航稳定性高而测流精度低。如有需求可以后续专门讲解。

4,以Teledyne RD Instruments九十年代广泛应用至今的Workhorse 系列为例,DVL 与ADCP 使用相同电子平台,换能器倾角分别为30°和20°,涉及工作流程的固件和各项缺省参数有所不同。

5,有四个甚至多个换能器的是活塞式换能器,一个大换能器的是相控阵换能器,工作原理相同,差别在于同等频率和量程下,相控阵换能器的ADCP/DVL 体积更小,适装性更好,波束更窄,指向性和空间分辨率更好。

6,除了TRDI 之外,Sonardyne,Sontek,Nortek,Linkquest,RTI,杭州瑞声,锦州航星,中海达等公司也有相同原理各有优势的ADCP/DVL产品,如有遗漏欢迎补充。

7,作为一种物理海洋学和水下导航的关键型传感器,与平台和应用策略的优化组合,是ADCP/DVL发挥用处的关键。

8,所有的传感器都不是数据黑箱,都有自身的科学假设前提和性能包线,一有机会就会撒谎,但却会引出更多的迷人未知。边界之内的是工程与科学应用,边界之外的是广阔未知,边界之上的是新发现的契机。

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从OOI海底观测网到雪龙号海洋考察船,从11000米的海神号ARV到7000米的蛟龙号HOV,作为海洋学研究的关键性设备,ADCP和DVL 是同一种技术的两种应用,很多时候是同一的电子平台的针对两种工作模式的不同优化配置。
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1,ADCP  acoustic doppler current  profiler 声学多普勒流速剖面仪,四个换能器波束垂向倾角20°,针对测流优化。
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固定模式下利用水剖面工作模式的短脉冲测量不同距离上水流相对于仪器的三维速度,获得同一地点的时间序列流场变化,5 g; c' s: T9 x+ |

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走航模试下还需要同步的底跟踪工作模式长脉冲测量仪器相对于水底的三维速度,两者矢量差得到相对于地球的绝对速度流场剖面,9 l) R( z4 v2 }0 Q1 f- r
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以及回波强度,相关度等信息,用于波浪潮流等物理海洋学或者其他海洋科学的物理过程研究。
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缺省只利用长脉冲测量仪器相对于水底的三维速度,用于水面和水下平台的高精度导航和姿态控制,作为一阶导航数据传感器(速度)与零阶(位置)的GPS 和USBL,二阶(加速度)的惯导和陀螺仪相互补充形成高精度的组合导航系统,支持包括AUV/ROV/HOV的水下探索。
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6 U' W7 Z9 ]4 p. F) C2 M! G0 LDVL在开放大洋中不能打到水底的时候可以选择特定范围的水层作为导航参照,如果需要也可以打开流速剖面模式。
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2 O9 J+ c/ c3 J; V, k) \' w4,以Teledyne RD Instruments九十年代广泛应用至今的Workhorse 系列为例,DVL 与ADCP 使用相同电子平台,换能器倾角分别为30°和20°,涉及工作流程的固件和各项缺省参数有所不同。
* m1 d2 M! s0 B5,有四个甚至多个换能器的是活塞式换能器,一个大换能器的是相控阵换能器,工作原理相同,差别在于同等频率和量程下,相控阵换能器的ADCP/DVL 体积更小,适装性更好,波束更窄,指向性和空间分辨率更好。
: M. z2 @* E+ G* g) q6,除了TRDI 之外,Sonardyne,Sontek,Nortek,Linkquest,RTI,杭州瑞声,锦州航星,中海达等公司也有相同原理各有优势的ADCP/DVL产品,如有遗漏欢迎补充。8 H0 G9 s2 J. R0 [3 ^  ]! K
7,作为一种物理海洋学和水下导航的关键型传感器,与平台和应用策略的优化组合,是ADCP/DVL发挥用处的关键。
. c" x0 ^% ~; S4 I8,所有的传感器都不是数据黑箱,都有自身的科学假设前提和性能包线,一有机会就会撒谎,但却会引出更多的迷人未知。边界之内的是工程与科学应用,边界之外的是广阔未知,边界之上的是新发现的契机。
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发表于 2021-12-4 00:01:44

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ADCP,Acoustic Doppler Current Profiler简称,中文名声学多普勒流速剖面仪,利用声学方式发射声波脉冲,通过多普勒原理进行流速剖面测量的仪器。ADCP在运动中测量流速时,需要同时测量水流剖面相对于仪器的运动速度(水剖面功能)和仪器相对于河底运动的速度(底跟踪功能),两者相减就是流速剖面的绝对速度。
7 P6 ~0 S* @  Y8 e( N' RDVL, Doppler Velocity Log,中文名计程仪。DVL与ADCP,两者在硬件上几乎无任何区别,DVL主要使用ADCP的底跟踪功能,测量水下潜器(AUV,ROV......)相对于海底的运动速度,结合惯导系统和相关滤波算法进行潜器在水下航行的航迹推算,进行水下导航。
发表于 2021-12-4 00:21:44

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ADCP就如大家周知的,多普勒流速仪,是近年来最常用的测量流速的仪器,原理是通过声学多普勒原理测量水体中粒子的运动速度来代表水体运动速度。而DVL是最近刚刚推出的,基于ADCP平台用于水下无GPS信号情况下的导航仪器,它是通过底跟踪技术结合高精度姿态,通过卡尔曼滤波等处理之后用于水下移动平台导航,它可以算是ADCP仪器功能上的延伸,但要求信号处理的技术更加高。目前国际上水下设备的广泛使用,使得DVL为ADCP这一类仪器注入了新的活力,国内目前随着水下设备的开发和使用,也逐步开始接触,但仍然处于起步阶段。DVL主要供货商除了美国还有挪威,美国对DVL进口的精度有限制,也说明了这个技术对于海洋开发的重要性,挪威目前还没有进口限制。
发表于 2021-12-4 00:41:44

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jnsbmj
活跃在2022-11-6
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