声学多普勒流速剖面仪.ppt

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1、SonTek RiverSurveyorM9 和 S5,全新河流流量测量系统,多种频率换能器的配置 新结构 外形采样单元大小、工作频率、采样频率、工作模式的自动转换和信号处理独有的垂直波束8G内存，内部计算流量，数据不会丢失RiverSurveypr Live!软件用于计算机 手机高分辨率 RTK GPS 选项多种通讯 蓝牙 无线电台 手机新的走航船体,新产品亮点,全新电子电路 硬软件 数据通讯 船体，专为河流流量测验设计,多种频率换能器的配置 1,整合多种声波发射频率M9 9 个探头S5 5 个探头垂直发射声波换能器 专用测量水深大大提高超声波发射频率（34倍）提高测量精度更改了换能器的结构

2、 4个对称的测速探头外形更小巧,自动转换功能 2,测量单元大小的自动转换M9 0.02 4 米S5 0.02 0.5 米声波工作频率的自动转换采样频率的自动转换 最高可达 70 Hz工作模式的自动转换 脉冲相关 PC 模式窄带模式,垂直声波探头 3,垂直波束专用于测深M9 0.5 MHz 最大可达 80 米S5 1.0 MHz 最大可达 15 米直接测量水深与河床断面实测水深功能，极大地扩展了测深范围，超过其流速测量的范围 梯形、或不规则深度的河道条件下，更能充分地体现出其优越性 提高了水深的测量精度,也提高了流量的测验精度,垂直波束实测水深(红色轨迹),4波束实测水深(绿色轨迹)斜坡实测水深

3、偏大,在灌溉渠道中的比测,内部流量计算 4,内置微处理器直接计算流量数据不再依赖于要求外部的应用软件进行实测数据的处理和计算通讯中断，不会影响到测量的过程，更不会因此而丢失数据运行时可以关闭通讯用的手机或计算机,开机通讯后可获得全部数据 8G的内存用于保存实测的流速、水深流量等数据,多版本的软件 5,RiverSurveyor Live!软件有二种的不同版本用于计算机的版本 显示更多的信息量用于手机的版本 适用于摩托罗拉 Q型手机 分别安装了二个软件的电脑或手机之间都可以独立操作、运行、交换软件用于控制、下载、查看、分析数据计算机软件兼容 Windows 的 XP 或 Vista 操作系统,G

4、PS 多种选项 6,完全集成在仪器系统内部的不同 GPS 选项GGA/VTG DGPS 系统 测量精度 亚米级RTK GPS 系统 测量精度 0.03 米走底河床（洪水），或底跟踪失效时，GPS精确定位，可采集有效数据RTK GPS 完全可以替代底跟踪，而获得高精度的实时动态大地坐标位置采用 GPS 而不是底跟踪测量船速，可以扩大流量的测量范围,多种通讯方式 7,基本配置采用电缆线，计算机与仪器的有线通讯蓝牙配置手机与仪器的通讯通讯距离 60米计算机与仪器之间的通讯通讯距离 200米900 MHz 扩频无线电台配置计算机与仪器之间的通讯 通讯距离 2000米仪器与 RTK GPS 之间的通讯

5、通讯距离 2000米手机配置 带蓝牙和软件,多种船体形式 8,SonTek 自行设计和制造的 Hydroboard 单体船Ocean Science 的三体船仪器也可以安装在其它航船的船舷，基本配置 直接电缆连接,“M9”中等水深测量系统,9 波束系统，三频率，二组对称阵列探头4 个对称波束探头用于测速(3.0 MHz)4 个对称波束探头用于测速(1.0 MHz)1 个垂直波束探头用于测深(0.5 MHz)主机直径仅为 12.8 厘米,*最大剖面测量范围视河道的条件而定,M9 技术指标,流速 测量范围 流速 20 米/秒 距离 0.06 40 米 准确度 0.25%；0.002 米/秒 分辨率

6、 0.001 米/秒 单元大小 0.02 4 米（最多 128个单元）水深 测量范围 0.2 80 米 准确度 1 分辨率 0.001 米流量 测量范围（底跟踪）0.3 40 米（VTG/RTK GPS）0.3 80 米 流量计算 内部完成,“S5”浅水测量系统,5 波束系统，双频率4 个对称波束探头用于测速(3.0MHz)1 个垂直波束探头用于测深(1.0 MHz)探头部分的直径仅为 6 厘米大大减小对水流的扰动,*最大剖面测量范围视河道的条件而定,S5 技术指标,流速 测量范围 流速 20 米/秒 距离 0.06 5 米 准确度 0.25%；0.002 米/秒 分辨率 0.001 米/秒

7、单元大小 0.02 0.5 米（最多 128个单元）水深 测量范围 0.2 15 米 准确度 1 分辨率 0.001 米流量 测量范围（底跟踪）0.3 5 米（VTG/RTK GPS）0.3 15 米 流量计算 内部完成,生产 S5 的原因,仪器尺寸 S5 换能器头部的直径为6厘米，而 M9 为12厘米这就意味着在非常浅的明渠断面，S5 所引起的紊流会小于 M9 仪器性能 S5 垂直波束的工作频率更高（S5 1.0 MHz，M9为 0.5 MHz），可以工作在更浅的水中 仪器价格 S5 的价格比 M9 更低，这是专门设计用于水深小于 5 米 的河流/明渠中的应用。,使用 4 波束的原因,Son

8、Tek原使用三波束用于速度测量。RiverSurveyor M9/S5 则使用4个对称探头的设计用于流速测量。基于以下原因：,在使用定点测流方法测量时，对于处理陡岸或垂直河岸接近边界处的流速，会更有利 这种对称设计对流速计算的精度确实会有一些帮助（从4个 25倾角波束的几何形状与3个25倾角波束几何形状的角度进行比较）对于用户来说，4对称波束的双面布置更容易被接受,电源/通讯 模块(PCM),电池仓,开/关 按钮(状态灯),与 M9/S5 连接,与电源/通讯电缆线相连或连接堵头,系统/状态 指示灯,可更换或可充电的 14.4v 电池组电池充电器蓝牙或 FreeWave 900-MHz 无线通讯

9、电台内置天线可湿插拔的连接头10 m 电缆线和交流供电，用于直接显示和外部电源模块与采用的工作频率无关，因此可以直接用于 M9 或 S5,电源/通讯 模块(PCM),基本配置 PCM仅采用无线通讯200 m 通讯距离,基本配置蓝牙狗*200 m 通讯距离,基本配置带蓝牙的手机60 m 通讯距离,与 S5 或 M9 直接连接无线电台或蓝牙内置天线,遥控型 PCM,遥控型 PCM 及相应的配置由厂家出厂前完成不再需要数据的下载 ADP 内置的处理器进行数据计算和处理,*与计算机连接,电源/通讯 模块(PCM)不同通讯配置,RiverSurveyor Live!PC 软件,全新界面，操作简单初始发布

10、的版本支持走航测量的计算以后发布的版本会支持定点测量方式GIS 文件以 UTM 形式显示自动生成报告和汇总表格MATLAB 和 ASCII 的输出格式同时显示以 测速 或测深 为参考的数据,RiverSurveyor Live!软件,5 个基本功能：,系统设置信息,采样数据信息,断面信息,岸边部分信息,走航轨迹信息(GIS),Live!软件 全自动的流量测验,流速单元大小自动调整 在浅水时获得最大的分辨率在深水时增加最大的剖面测量范围自动调整和采用 PC 工作模式或窄带模式 使仪器的性能最优化自动调整和采用高频或低频的探头采集数据 最优化仪器的性能和增加剖面的测量范围,注意：当仪器航行靠近岸边

11、时，采样单元大小会自动变小,RiverSurveyor Live!,采用 M9 蓝牙 和 RTK GPSRTK 和 底跟踪作航行参考的轨迹垂直波束测深 和 底跟踪测深的轨迹测量断面的剖面轨迹,密西西比河,RiverSurveyor Live!,独立的采样样本数据 可显示每个采样样本的每一个数据开始/结束 岸边剖面 与中间部分的采样剖面可分开显示,RiverSurveyor Live!,垂直波束实测的河床断面比采用 3/4 波束的平均值更精确对于梯形河道更为明显,RiverSurveyor Live!,当使用 GPS 时，自动生成 GIS 文件,RiverSurveyor Live!手机操作平台

12、,手机的 Windows 操作系统利用 摩托罗拉 Q 型手机蓝牙的通讯方式 60 m 通讯距离非常简易和可靠在测量过程中完成数据的计算数据采集的过程中进行质量分析检验2009年以后生产的摩托罗拉 Q 型手机包括了 RiverSurveyor 蓝牙通讯配置,单人操作!（包括拖拉仪器和软件的操作）,手机的保护套可在恶劣天气下安全使用,RiverSurveyor Live!手机操作平台,S5 M9 GPS 选项,用户自行提供的 GPS需要提供 亚米级的测量精度需要有10 Hz 的采样频率RS-232 串口输出的是 10 Hz GGA 和 VTG 数据链(NMEA-183)数据传输速率的波特率是 38

13、400 比特/秒（bit/s）SonTek DGPS(亚米级的测量精度)GGA 和 VTG(NMEA 183)数据链10 Hz 的采样频率采用 WAAS,SBASS,或 EGNOSS 进行差分修正GPS 安装在仪器的内部SonTek RTK(0.03 m 的测量精度)包括 SonTek RTK 的基站(含 电源/通讯 模块)GGA 和 VTG 差分信号(亚米级)GGA RTK(0.03 m 测量精度)GPS 安装在仪器的 模块内，RTK 安装在基站的 模块内,NMEA National Marine Electronics Association 美国航海电子协会NMEA-183 用于GPS

14、等通讯设备的通讯标准协议,GGA/VTG DGPS,GGA Global Positioning System Fix Data GPS定位信息VTG Track Made Good and Ground Speed 地面速度信息NMEA 0183 协议 GGA、VTG（GLL、GSA、GSV、RMC）GPS 定位分为单点定位和相对定位（差分定位）单点定位：根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位相对定位（差分定位）：根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法SonTek 的GGA/VTG GPS 是采用 WAAS,SB

15、ASS,或 EGNOSS 进行差分修正,RTK GPS,RTK 载波相位动态实时差分技术（Real time kinematic）常规GPS测量：静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度RTK只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形，则流动站能够在野外实时得到厘米级定位精度RTK模式：基准站通过数据链将观测值和测站坐标信息传送给流动站流动站接收来自基准站数据的同时，还采集GPS观测数据，在系统内组成差分观测值进行实时处理，并给出厘米级定位结果，历时不到一秒钟流动站可处于静止状态，也可处于运动状态；可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业，也可在动态条件下直接

16、开机，并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解,用户自行提供 GPS 的连接GPS 信号直接进入 M9 或 S5(通过电源/通讯电缆线的串口)GPS 的数据与 ADP 的数据结合成一个数据链保存在 M9/S5 内部的存储器内，然后在计算机中显示,GPS,流速/流量数据与 GPS 数据结合成数据链,S5 M9 GPS 选项,SonTek DGPS 解决方案(参考有关 VTG 的资料),GPS 电子部分安装在船体 PCM 中SonTek 提供天线、安装架、电缆线和固定在 S5/M9 ADP 顶部的支杆以 10 Hz 对采样频率输出 VTG 和 GGA(NMEA 183)的数据链在有信号的地区，若使用

17、WAAS,SBAAS,或 EGNOSS 差分校正，可达到亚米级的精度,S5 M9 GPS 选项,SonTek RTK(实时、动态)解决方案,RTK 基站的 电源/通讯模块三脚架、无线通讯电台,GPS 安装在船体的电源/通讯模块中，并带有与 RTK 基站进行无线通讯的电台，典型通讯距离 1 英里,独特的一键设置三脚架固定方式，但不需要精确地安置和固定0.03 m 测量精度10 Hz 采样频率消除走底河床引起测量偏差甚至可用于小于 1m 河宽的小溪中测流,S5 M9 GPS 选项,SonTek 自制的 RTK/DGPS,简单、性价比极高的 RTK 解决方案RTK 比 DGPS 有更高的性能 300

18、 秒典型的自锁时间若 RTK 的自校失败，系统会采用差分信号进行自校（长达 45 分钟）和 VTG 信号最小为 1 米的通道宽度可提高测量精度暂时的采样输出频率可高达 20 Hz内置 GPS 安装在船体 电源/通讯模块中，并与声学多普勒剖面仪相连天线（含天线杆）直接安装在 ADP 传感器探头的正上方RTK 基站的 电源/通讯模块采用高增益的天线带三脚架与 ADP 天线的无线电台 2 公里可视的直线距离18 伏可充电的电源电池防水的外壳盒,蓄电池,回声测深仪,测深仪探头,计算机,300 kHz ADCP,水质监测仪,差分 GPS,太阳能板,原来的ADCP,全配置 M 9,配置双频率测速换能器，满

19、足从浅水到深水的连续测量，相当于配备了 2 台 ADCP配置 垂直波束测量水深，提高了水深的测量精度和流量测量精度，相当于配备了 1 台超声波测深仪配置了 GPS 解决走底河床断面的测量，相当于配备了外置 GPS配备了内置电池组，相当于省掉了外置蓄电池,M9/S5 的报价,新的 09.2 Rev 1 版本的报价单 价格上不同于以前的报价目前公布的只是水文产品的列表价表达的方式已经与过去的不同对产品的描述和说明已经集中在描述栏中,通讯方式和路径,RTK GPS基站,主机,手机,计算机,蓝牙或电台,卫星,蓝牙,蓝牙或电台,基本配置 M9(STD)/S5(STD),主机 电缆线 M9 S5主机：含探

20、头、罗盘、温度传感器、内存、底跟踪10 米电缆线软件、电源、运输箱、（无工具盒）,选配件 1 28-0031,900MHz通讯电台/电源 PCM 模块 主机端 含：1个电台、2个充电电池、1米电缆线 电脑端 含：1个电台、2个充电电池、1个充电器,选配件 2 28-0030,蓝牙/电源 PCM 模块 主机端 含：1个蓝牙、2个充电电池、1米电缆线 电脑端 含：1个蓝牙（USB接口,天线）、1个充电器,选配件 3 28-0003,蓝牙/电源/DGPS PCM 模块 主机端 含：1个蓝牙、VTG GPS、GPS天线、2个充电电池、1米电缆线 电脑端 含：1个蓝牙（USB接口,天线）、1个充电器,选

21、配件 4 28-0019,900MHz电台/电源/DGPS PCM 模块 主机端 含：1个电台、VTG GPS、GPS天线、2个充电电池、1米电缆线 电脑端 含：1个电台、2个充电电池、1个充电器,选配件 5 28-0024,蓝牙/电源/RTK GPS PCM 模块 主机端 含：蓝牙（200米)、RTK GPS、GPS天线、1个电台、2个充电电池、1米电缆线 RTK GPS基站 含：1个电台、RTK GPS、GPS天线、2个充电电池、三脚架 电脑端 含：蓝牙、1个充电器,选配件 6 28-0025,电台/电源/RTK GPS PCM 模块 主机端 含：、RTK GPS、GPS天线、2个电台、电

22、台天线、4个充电电池、1米电缆线 RTK GPS基站 含：1个电台、电台天线、RTK GPS、GPS天线、2个充电电池、三脚架 电脑端 含：1个电台、1个充电器,选配件 7 24-0008-02 6051-40382,Oceanscience公司 三体船牛津材料软运输袋（带拖轮）国产玻璃钢二体船 国产玻璃钢三体船 SonTek Hydroboard 单体船,应用案例,发生在 2008年6月密西西比河的一场洪水,100 年一遇的大洪水,第一次在洪水中的测量，包括漫滩部分的水域采用 RTK GPS 解决了走底河床引起的测量误差实测数据由伊利诺斯州立大学评估,主河道,洪水的漫滩部分,2008年6月密

23、西西比河洪水,广西玉林 大湟江口水文站,广西玉林 大湟江口水文站水位流量过程线查得 8500 m3/s,在灌溉渠道中的测量,采用手机蓝牙通讯方式进行测量 单人操作即可完成流量的测验 分别从 ADP，RTK-GPS，和回声测深仪采集数据 垂直波束实测的数据“真实”地显示了梯形渠道断面形状,简单 轻松 精确,应用案例,费汛流域的圣地亚哥河洪水2008 年12月,应用案例,12月17日，由 M9 实测的流量超过平时流量的 200 倍,费汛流域的圣地亚哥河洪水2008 年12月,暴雨中单人操作 M9 测流与其它测量仪器相比.？,在那天的测量过程中，唯一保持干燥的，就是这个手机,费汛流域的圣地亚哥河洪水

24、2008 年12月,.无需解释了，他们多么盼望有一台 M9!,USGS 传统测量方法“A”型测量绞车 Price“AA”型转子流速仪 30 磅测量铅鱼.2/.8 二点法测流,费汛流域的圣地亚哥河洪水2008 年12月,GPS VTG,GPS-RTK 和底跟踪的实测数据完全同步，而且非常接近在洪水期间，由于走底河床的影响，用底跟踪测量的流量偏小，是无用的数据由于树木遮盖的影响，可以接收到的卫星信号数量可能会在最低限度以下，RTK-GPS 的数据会变得不可靠利用有限的几颗卫星信号，采用GPS VTG 解决方案，可以获得非常满意的结果实测的水深范围 0.25 cm 4 m垂直波束实测的数据显示了真实的河道断面形状和断面面积,USGS 流量过程线查得的数据=1,260 cfs M9 实测的流量=1,243 cfs,费汛流域的圣地亚哥河洪水2008 年12月,M9 实测成果,RiverSurveyor M9 S5总结,多个新的功能 覆盖了整个测流系统，特别是操作软件系统具有非常高的性能，使用非常简单，单人即可操作大大提高了在大洪水发生时的测流能力垂直波束的水深测量功能，可以作为河床勘测的工具,