无人机测流系统在铜仁水文的应用探索

无人机测流系统是将雷达波流速仪集成在无人机上的一种非接触式河道流量测验方法。针对铜仁水文监测工作在遇超标准大洪水或恶劣环境下水文应急监测手段单一、数据精准度不高的问题,采用无人机测流系统在铜仁市茅溪水文站与水文缆道流速仪法进行 22 次实测数据对比试验,分析无人机测流系统实测的水面流速及流量测验误差。结果表明：无人机测流系统在水面流速超过 0.50 m/s、运行高度在 10~30 m、风力小于 7 级时,测流数据的合格率达到相关要求。无人机测流系统在贵州省铜仁市山区性河流应急监测时适应性良好,可作为铜仁水文应急监测一种安全便捷有效的方法进行推广。     

移动雷达波测流系统在松柏水文站的运用

针对松柏水文站在发生暴雨洪水时河流陡涨陡落,高洪时漂浮物多,采用流速仪或ADCP测流不安全的问题,应用移动雷达波测流系统进行流量测验。在分析测流系统组成、工作原理、管理软件的基础上,按照不同水位级布置测次,采用同期测流系统施测流量与转子式流速仪人工实测流量进行比测,建立2种流量相关关系,率定测流系统流量系数,并进行误差分析评判,验证移动雷达波测流系统测流精度。比测率定结果表明:两者相关关系良好,移动雷达波测流系统测得的水面流速经率定后,推算的断面流量精度较高,满足水文资料整编精度及水资源管理要求,可提高水文资料时效性和准确性,解决山溪性河流流量测验安全问题。     

侧扫雷达的流速测验不确定度分析与研究

针对提高侧扫雷达测流系统河流表面流速测验精度,关键在于确定影响侧扫雷达流速测验不确定度因素的情况,结合雷达系统理论设计,分析侧扫雷达产生不确定性的理论原因,包括收发宽波束带来的天线方向展宽效应、河面随机起伏及系统参数设计引起的不确定度等。对侧扫雷达实测数据进行分析,证实系统不确定度的产生对雷达数据频谱的影响,验证不确定度在测流时对测量信号谱宽的影响效应。针对采样不确定度,采用基于点模式的数据采集方法和分析策略,通过配置不同采样的数据集,有效降低测流不确定度,提高雷达数据质量。测站侧扫雷达系统的实测流速数据分析表明：按照相关理论对应要求设置参数,侧扫雷达可取得较好的表面流速测验精度和稳定性,能够满足水文测验的要求,更好地服务于水文测报工作。     

雷达波实时在线测流系统在丽江市的应用

针对传统的河道流量测验方式自动化水平低,难以适应当前水文测验点多面广、任务繁重的新形势,丽江市水文水资源局在仁里水文站等12个站点安装非接触式雷达波流量测量设备(RQ-30),建成丽江市河道水位流量实时在线监测系统。通过分析设备的工作原理,性能特点,对比分析实测资料,在线测流设备各项指标符合《河流流量测验规范》要求,改善水文测验人员的工作条件,减轻劳动强度,提高预警预报的时效,可以作为中小河流水位流量自动监测的主要设备。     

流速分布规律在横向声学多普勒流量测验系统中的应用

横向声学多普勒剖面流速仪(H-ADCP)因其测验的自动高效和信息传输的快捷在流量测验中得到广泛应用.针对现状代表流速选取存在水文物理含义不明的缺点,根据垂线流速分布理论模型,结合实测垂线流速资料,提出平原区不同类型河道指数、一元多项式流速分布模型,并实际应用于百渎口站H-ADCP测验系统的单断关系率定.应用结果表明:基...     

平原区河道流速分布规律及其在横向声学多普勒流量测验系统中的应用

横向声学多普勒流速仪(H-ADCP)因其测验的自动高效和信息传输的快捷在流量测验中得到广泛应用。针对现状代表流速选取存在水文物理含义不明的缺点,根据垂线流速分布理论模型,并结合实测垂线流速资料,提出了平原区不同类型河道流速分布拟合模型,并实际引用。应用结果表明：基于幂指数函数和一元多项式函数拟合的流速分布模型能够用于H-ADCP层流速到垂线流速的转化,率定的单断关系精度可靠,可为H-ADCP测流系统流速率定单断关系提供新的方法。     

通用雷达数据采集系统研制与实验数据分析

研制了一种适用于雷达中频/视频信号采集的通用雷达数据采集系统.系统以计算机作为采集主控设备,雷达数据的采集由自行研制的雷达采集接口卡与通用雷达数据采集卡来完成,接口卡和采集卡被封装于一个小型的屏蔽盒内,非常便于携带.采集卡与计算机接口采用USB2.0接口,以FPGA为采集的核心控制芯片.采用数据抽取、坐标查表映射和DirectDraw等技术在计算机显示器上以P显和A显方式进行实时显示.显示过程中可对任意区域设置采集方位、仰角和距离波门,对采集的数据进行实时存储.外场采集实验数据表明,该系统能够满足目前多种型号雷达的采集任务.     

RQ30D多传感器雷达在线测流系统数据可靠度分析

为分析RQ30D(多传感器雷达在线测流系统)数据的可靠度,在自然环境下,选择尽可能满足重复性条件的监测数据,根据《河道流量测验规范》中流量测验成果精度评定的方法,对数据的随机误差分布形态及95%置信水平下的随机不确定度进行分析。分析结果表明,该系统数据在高、中、低各水位级的随机误差呈正态分布,不确定度也满足单次流量测验允许误差的要求。     

OSMAR波束中心区域的定向误差分析

高频地波雷达探测海流的过程中,产生海流测量误差的影响因素有很多;文中提出了定向误差系数的概念,通过实测数据计算和分析了定点OSMAR的流速测量误差与该点定向误差系数的相关性,结果表明雷达的定向误差是雷达海流测量误差的重要来源;并计算出了OSMAR波束覆盖的中心区域上,雷达的定向偏差在10左右;该结论对于提高高频地波雷达测量准确度具有直接的指导意义.     

基于波动方程的近场目标成像算法

雷达对近场目标的探测成像是探地雷达成像和微波医学成像的基本模型.为得到高分辨的近场目标雷达图像,论文从标量波动方程出发通过波散关系导出了目标散射信号和目标函数之间的对应关系,得到了谱域和时域的多种成像算法并分析了它们之间的联系.通过对实测雷达数据的成像处理,结果显示了近场成像算法的有效性.     

单波束声学多普勒流速仪垂向在线测流应用研究

通过应用单波束垂向式声学多普勒流速仪(V-ADCP)进行在线流量测验,探索单波速V-ADCP的安装和流速数据处理计算方法。采用转子式流速仪对V-ADCP进行比测,分析V-ADCP采用相对水深某个区间范围内的单元流速计算垂线平均流速的方法,率定符合水文相关规范的V-ADCP测流的单断速关系,并确定单断速关系可生产应用的范围。通过对V-ADCP在线测流的应用,得到精度较高的单断关系,实现流量在线监测,可为进一步推广V-ADCP在线测流的应用进行探索。     

微波暗室中两种RCS测量系统的比较

目标散射截面的测量对雷达目标识别、微波成像等研究领域都至关重要;在分析目标RCS测量原理的基础上,对暗室中RCS测量的两种方法---连续波测试体制和扫频测试体制进行了比较,给出了具体测量步骤,并通过实际测试进行了结果比对,最后说明了两种方法的使用范围.     

非接触式雷达波流量自动在线监测设备安装平台研究

宁夏水网具有流量变化级差大、含沙量高、风期长、风速大等区域特点,流量在线设备安装平台方面缺乏系统性的研究与实践.针对宁夏水网特点和流域特性,分析各类非接触式流量自动在线监测设备安装现状及建设需求,提出安装平台设计思路,重点研究不同断面跨度、环境影响条件下的河(沟、渠)非接触式雷达波流量自动在线设备安装平台设计,并在4处...     

Ocean wave parameter measurement using a dual-radar system A simulation study

Abstract

The accurate measurement of ocean wave parameters using a single narrow-beam HF radar has been shown to be limited to particular wave field/radar beam configurations. In addition, because of symmetries in the scattering process, it is not possible to determine whether estimated wave directions are to the left or right of the radar beam. Measurement of the long-wave directional spectrum has also been limited by a requirement for at least 50 dB dynamic range in the Doppler spectrum of the backscattered radar signal. This paper describes the application of a model-fitting technique to a dual-radar system which overcomes the limitations found for a single system.     

A coastal radar system for tsunami warning

A high-frequency radar system which has been used at coastal locations for measurement of surface current and wave fields is suggested and analyzed as a tsunami detection and warning system. This system would detect the presence and magnitude of a tsunami as it approaches the shore by observing the to-fro current pattern produced by the orbital velocity of the tsunami wave. For the radar system presently in existence, typical warning times exceeding 45 min are shown to be possible for Pacific United States coastal locations.     

导波雷达液位计的回波信号处理电路设计

该文简要地介绍了雷达液位计的分类和导波雷达液位计的测量原理,在此基础上设计出导波雷达液位计的回波信号处理电路,并详细地分析了回波信号的处理过程。所设计的电路简单实用,而且系统运行稳定,能满足工业测量要求。     

导波雷达液位计检测单元的研究与设计

针对现代工业的测量要求,提出了一种导波雷达液位计的硬件设计方案。考虑到液位测量死区比较小、测量精度比较高,且安装环境比较恶劣等因素,采用超宽带雷达脉冲作为脉冲发射源,并以双杆作为传播介质。同时,为了解决因传播距离比较短而造成的测量时间和回波幅值较小这一问题,引入了基于等效时间采样和相干测量方法的接收系统。仿真结果表明,该设计可用于导波雷达液位计,满足测量要求,并具有良好的性能。