雷达测流仪比测分析.pdf

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1、第３８卷第５期人民黄河Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．５２０１６年５月ＹＥＬＬＯＷＲＩＶＥＲＭａｙ，２０１６【水文泥沙】雷达测流仪比测分析王文华（甘肃省临洮水文水资源勘测局，甘肃临洮７３０５００）摘要：Ｓ３－ＳＶＲⅡ型无线遥控雷达波数字化测流系统是一种新型的非接触式河道流量测验系统，分析了雷达施测水面流速和流量的测验误差，并与转子流速仪进行了比测。结果表明：雷达测流系统误差可以控制在±１％以内，随机不确定度超出了规范要求，但雷达测流精度满足中小河流水文监测要求。关键词：比测分析；测流；转子流速仪；雷达测流仪中图分类号：Ｐ３３３文

2、献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００⁃１３７９．２０１６．０５．００２中小河流水文监测系统项目建设要求新设水文站１．３流速测量与计算测报工作要由固守断面向无人职守、有人看护、自动测在设定时段内，雷达向水面发射并接收反射波，取报、巡测管理的方式转变，因此水文测报工作中必然要得一组数据。数据个数与水面波浪和漂浮物有关，流采用新技术、新仪器。随着多普勒雷达测速技术的不速高、波浪大、强反射多，数据个数就多；流速低、水面断成熟和造价的不断降低，雷达测速技术在各领域得平静、强反射少，数据个数就少。在数据组中

3、去掉到了广泛应用。Ｓ３－ＳＶＲⅡ型无线遥控雷达波数字化１０％的最大值和最小值，计算剩余数据的算术平均值测流系统（简称“雷达测流仪”）的研发推出及不断完作为流速值。善，为水文流量测验工作提供了一种新的方法和设备。１．４流量测验方法雷达测流仪流量测验采用的是流速—面积法原１雷达测流仪简介理，即利用雷达测得水面流速，然后结合断面资料计算断面流量。具体做法：在计算机中录入水文站近期断１．１组成部分面资料，计算机遥控步进电机定位测速垂线，雷达测量雷达测流仪由雷达测速仪（包括雷达波探头、传水体表面流速，测流软件根据水位及断面资料

4、计算断动滑轮、信号传输天线、平衡球、内置ＰＬＣ和锂电池面面积，用平均分割法计算出河道断面流量。等）和无线遥控数据处理器（包括便携式计算机、信号接收天线、测流专用软件等）组成，见图１。２雷达测流比测试验为了积极、稳妥地在水文工作中推广雷达测流系统，笔者于２０１４年７—８月就雷达测流仪的使用方法、流量测验精度、测验过程中存在的问题等进行了比测试验。为了达到试验目的并考虑到比测试验能代表不同河流的特性，选择在洮河红旗站（一类精度站）、冶木河冶力关站（二类精度站）、漫坝河王家磨站（三类精度站）３个水文站进行。比测试验期间区域

5、内总体降水量偏小，河道没有发生较大洪水，没有收集到高水图１无线遥控雷达数字化测流系统组成位比测试验数据。根据《河流流量测验规范》［１］１．２雷达测速原理（ＧＢ５０１７９—２０１５）（以下称《规范》）中的规定，笔者雷达测速采用无线电多普勒效应。雷达发射的无以转子流速仪法流量测验结果为标准，分析了雷达测线电波在行进过程中遇到物体时会发生反射，且反射流仪实测水面流速及流量的误差，估算了测验总不确的无线电波频率及波幅都会随着物体的移动状态而改定度，试验了摆动等因素对雷达测流精度的影响。变。雷达测速原理是根据发射及反射的无线电

6、波频率收稿日期：２０１５０９２７的变化，依特定的比例关系计算出物体的运动速度。作者简介：王文华（１９６２—），男，甘肃临夏人，高级工程师，研多普勒频率的测量准确度由测流仪中的石英晶体振荡究方向为水文水资源。Ｅ⁃ｍａｉｌ：１１６９５６４４４０＠ｑｑ．ｃｏｍ器保证，由计算机进行速度换算并送至显示屏显示。·６·人民黄河２０１６年第５期［２］２．１起点距定位剔除。使用雷达测流仪测流时，必须在测验河段能获得２．４．１水面流速测量误差分析断面资料的地方架设好钢丝绳（直径为４．２ｍｍ）专用在红旗站、冶力关站、王家磨站用转子流速仪与

7、雷缆道，钢丝绳要有比较大的张力，垂度要控制在一定范达测流仪进行水面定点流速比测，取得样本数分别为围内。起点距定位要在已经收集的断面资料基础上由３８个、４４个、２５个。以流速仪法水面测速值为标准，计算机遥控步进电机自动完成。通过经纬仪岸上交会计算比测点误差。结果表明，点距最大正误差为校检，测宽比测率定结果符合《规范》要求。１８．０％，最大负误差为－３１．５％。计算样本中误差为２．２垂线水深的获取６．９８％，取２．５倍（一般取２～３倍）中误差为限差雷达流量测验与流速仪借用断面资料多线水面一１７．５％，将样本中误差大于１７

8、．５％的点据定为伪误差点法测速完成流量测验类似，不同之处是测速所用仪点据。从样本中剔除伪误差点据后进行频率计算，结器一个使用雷达，另一个使用转子流速仪。断面资料果表明比测点系统误差为２．２％，频率５０％误差为测量精度由大断面测量方法保证。雷达测流试验在水３．４％，最正大误差为１２．７％，最大负误差为－１４．７％。文缆道流速仪测流断面上进行，流量