利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020107767344
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种简便的ADCP流量校准方法,其特征在于:包括以下步骤,

步骤1,计算由底跟踪船速推导的坐标矢量差ΔPBT和由GPS定位信息推导的坐标矢量差ΔPGPS之间的差值ΔP,包括以下子步骤,步骤1.1,利用各历元的底跟踪船速计算ADCP走航过程中的航迹终点和航迹起点的坐标矢量差ΔPBT,步骤1.2,利用各历元的GPS定位信息计算ADCP走航过程中的航迹终点和航迹起点的坐标矢量差ΔPGPS,步骤1.3,利用步骤1.1所得ΔPBT和步骤1.2所得ΔPGPS,得到二者的矢量差ΔP,实现如下:ΔPx=ΔPx,BT-ΔPx,GPS,ΔPy=ΔPy,BT-ΔPy,GPS其中,ΔPx/ΔPy为矢量差ΔP的东/北分量,ΔPx,BT/ΔPy,BT为坐标差ΔPBT的东/北分量,ΔPx,GPS/ΔPy,GPS为坐标矢量差ΔPGPS的东/北分量;

步骤2,根据各历元底跟踪船速的大小,将ΔP分配到各历元的底跟踪船速中,实现由底质流动引起的底跟踪船速偏差改正,包括以下子步骤,步骤2.1,将ΔP和各历元底跟踪船速VBT建立联系,实现如下,

设V’BT为改正后的底跟踪船速,N为历元总个数,i为历元标号,由ΔP=ΔPBT-ΔPGPS,得到 进而得到其中,VBT,i为第i个历元的底跟踪船速,V’BT,i为改正后第i个历元的底跟踪船速,Δti为第i个历元和第i-1个历元间的时间间隔;

步骤2.2,设DBT,i为基于底跟踪船速计算的第i个历元和第i-1个历元间的距离间隔,DGPS,i为基于底跟踪船速计算的历元i和i-1间的距离间隔,由于ADCP走航过程中船速基本保持均速,根据各历元的航迹长度,按比例将ΔP分配到各历元的底跟踪船速VBT中,实现如下:步骤2.3,计算改正后的底跟踪船速V’BT,实现如下:

其中,Vx,BT,i/Vy,BT,i为第i个历元的底跟踪船速的东/北分量,V′x,BT,i/V′y,BT,i为第i个历元的改正后的底跟踪船速的东/北分量;

步骤3,对断面流量Q进行校准,包括以下子步骤,

步骤3.1,利用ADCP水跟踪获得的相对流速VWT和改正后的底跟踪船速V’BT,计算改正后的绝对流速VWS,VWS=VWT-V’BT;

步骤3.2,根据改正后的底跟踪船速V’BT和改正后的绝对流速VWS,计算校准后的断面流量,实现ADCP流量校准。

2.根据权利要求1所述简便的ADCP流量校准方法,其特征在于:步骤1.1,利用各历元的底跟踪船速计算ADCP走航过程中的航迹终点和航迹起点的坐标矢量差ΔPBT,实现方式如下,设N为走航过程的总的历元数,Δt为前后两个历元的时间间隔,Vx,BT/Vy,BT为底跟踪船速VBT的东/北分量,利用底跟踪船速VBT计算最后一个历元到第一个历元的坐标差ΔPBT,其中,ΔPx,BT/ΔPy,BT为坐标差ΔPBT的东/北分量。

3.根据权利要求1所述简便的ADCP流量校准方法,其特征在于:步骤1.2,利用各历元的GPS定位信息计算ADCP走航过程中的航迹终点和航迹起点的坐标矢量差ΔPGPS,实现如下:设Be为最后一个历元的大地纬度,Bs为第一个历元的大地纬度,Le为最后一个历元的大地经度,Ls为第一个历元的大地经度;E是地球的平均半径,ε是地球的扁率,得到航迹终点和航迹起点的坐标矢量差ΔPGPS,其中,ΔPx,GPS/ΔPy,GPS为坐标矢量差ΔPGPS的东/北分量。

4.根据权利要求1或2或3所述简便的ADCP流量校准方法,其特征在于:步骤3.2,根据改正后的底跟踪船速V’BT和改正后的绝对流速VWS,计算校准后的断面流量,实现如下:设k为垂直方向上的单位向量,T为断面走航的总时间,zL(t)和zU(t)分别为各历元获得的流速剖面的底部和顶部深度,t为观测时间,dz为沿水深方向上的微分,dt为时间上的微分,得到校准后的断面流量Q,其中,Vx,WS/Vy,WS为绝对船速的东/北分量,V′x,BT/V′y,BT为改正后的底跟踪船速的东/北分量。

5.一种简便的ADCP流量校准系统,其特征在于:用于如权利要求1至4所述一种简便的ADCP流量校准方法。