[发明专利]一种简便的ADCP流量校准方法及系统

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ΔP_BT和由GPS定位信息推导的坐标矢量差ΔP_GPS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ΔP_BT，

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ΔP_GPS，

步骤1.3，利用步骤1.1所得ΔP_BT和步骤1.2所得ΔP_GPS，得到二者的矢量差ΔP，实现如下：

ΔP_x＝ΔP_x,BT-ΔP_x,GPS，ΔP_y＝ΔP_y,BT-ΔP_y,GPS

其中，ΔP_x/ΔP_y为矢量差ΔP的东/北分量，ΔP_x,BT/ΔP_y,BT为坐标差ΔP_BT的东/北分量，ΔP_x,GPS/ΔP_y,GPS为坐标矢量差ΔP_GPS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V_BT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＝ΔP_BT-ΔP_GPS，得到进而得到

其中，V_BT,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，Δt_i为第i个历元和第i-1个历元间的时间间隔；

步骤2.2，设D_BT,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，D_GPS,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V_BT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，V_x,BT,i/V_y,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V_WT和改正后的底跟踪船速V’_BT，计算改正后的绝对流速V_WS，V_WS＝V_WT-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V_WS，计算校准后的断面流量，实现ADCP流量校准，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，z_L(t)和z_U(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，V_x,WS/V_y,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。