ADCP的操作流程.ppt

ADCP的操作流程 水利部南京水利水文自動化研究所唐躍平電話 025 52898357手機一 ADCP的安裝 儀器安裝及連接 將儀器按圖示安裝在測桿上 要求3 波束對船頭方向 插ADCP上的插頭時 要抹一點硅脂 插好后要鎖好鎖圈 在拔下插頭前 一定要先松開鎖圈 電纜出線首先要用線卡固定 再用扎帶捆在測桿上 引入船上 12V電源正負極切勿接反 紅正黑負 另一九針插頭插入計算機串口 如沒有串口則需要采用USB轉(zhuǎn)232連接線來擴展 同時要安裝好驅(qū)動軟件 無線方式的安裝和連接 首先把三體船安裝好 并把ADCP安裝在三體船上 在密封倉內(nèi)安裝好無線數(shù)傳電臺和蓄電池 并用泡沫固定好 連接好通訊電纜和天線 蓋好密封蓋子 在岸上架好無線數(shù)傳電臺和天線 同時接上電池電源 連接通訊線至計算機的串行口上 打開二臺數(shù)傳電臺的電源 當電臺上的綠燈亮時就表示電臺連上了 需要注意的是測船上的數(shù)傳電臺不要與岸上的數(shù)傳電臺用錯 另外每組電臺的頻率有差異 千萬不能混淆使用 二 BBTalk的操作 BBTalk一種超級終端軟件 可以利用直接指令來操作ADCP 主要用于設定ADCP 例如波特率 時鐘和用于系統(tǒng)檢測 問題診斷 一般要求在每次測量前 下水前 都要運行BBTalk軟件來對ADCP進行檢測 從而保證設備的正?？煽窟\行 運行BBTalk軟件后屏幕上會顯示以下內(nèi)容 ADCP類型選擇 WorkHorse 駿馬系列BroadBand 寬帶型NarrowBand 窄帶型ChannelMaster 水平ADCP ADCP通訊口設置 通過下拉箭頭可選擇與ADCP所聯(lián)接的通訊口 ADCP通訊口設置補充說明 由于目前的筆計本電腦大部分都沒有專用串行口 需要通過外接USB轉(zhuǎn)232擴展線來擴充串行口 此時的通訊口所對應的值不一樣 一般情況下需要通過查看設備管理器來得到 其方法見下圖所示 在桌面上選擇到我的電腦后按鼠標右鍵后選擇屬性 即可進入設備管理器 也可通過控制面板來查看 ADCP通訊口設置補充說明 點擊設備管理器后 再點擊端口即可查看到擴展串行口的是幾號口了 如下圖中的擴展口為COM4 USB轉(zhuǎn)串口 ADCP類型和通訊口設置完成后按下一步即可進入通訊參數(shù)設置功能 通訊參數(shù)設置 波特率設置可通過下拉菜單來進行 在有線方式時選擇9600 無線方式時選擇115200 其他三項參數(shù)則不需要設置 選用默認值即可 按下一步后進入操作設置 此項主要是設置操作方式 如下所示 在有線方式時選擇第一項和最后一項 第一項為發(fā)送 Break 喚醒ADCP 最后一項為當改變波特時則自動發(fā)送 CK 保存數(shù)據(jù) 操作設置 無線方式時則選擇第二項和最后一項 第二項為通過軟件 Break 來喚醒ADCP 設置完成后按 Finish 即進入下一步操作 BBTalk主畫面 喚醒后會出現(xiàn) 符號 如果顯示以下畫面則為通訊不通或設置不正確 通訊不通的主要原因是波特率設置不對 波特率修改 通過鍵入命令可查看和修改波特率 CB 為查看命令 CB411為設置9600波特率 CB811為設置115200波特率 所有設置完成后按F2鍵運行 script 文件 屏幕出現(xiàn)以下畫面 TestWH rds ADCP要求選擇的測試文件為TestWH rds 可以通過下拉菜單來進行選擇 按Browse 鍵來操作 此文件一般都在子目錄RDITools下 選擇好后按OK鍵來運行 系統(tǒng)主要檢測命令主要包括以下幾個 PS0 系統(tǒng)基本資料 包括序列號PS3 聲束坐標轉(zhuǎn)換矩陣PA 系統(tǒng)基本自檢PC2 內(nèi)置探頭測試PC1 傳感器探頭測試 PS0命令 PS0命令 PS3 PA命令 PA命令主要檢查內(nèi)置模塊的工作狀態(tài) 如果某項通過檢查會出現(xiàn)PASS字符 PS3命令 PA命令 PC2命令 此命令主要檢查內(nèi)置方位角 縱搖 橫搖 溫度及壓力等傳感器的工作狀態(tài) PC2命令 PC1命令 此命令主要檢查超聲波探頭的工作狀態(tài) 當出現(xiàn)RubBeam1 時需要用手快速去摩擦1號探頭表面 直到出現(xiàn)PASS字符后才行 以后依此摩擦2號 3號 4號探頭 PC1命令 需要說明的地方 采用無線傳輸方式時可能會不支持喚醒命令 此時可直接用命令對其操作 在用BBTalk軟件檢測時發(fā)現(xiàn)某個部件不能通過檢測時 此時需按操作規(guī)程多試幾次 如果出現(xiàn)的問題一樣則需要立即聯(lián)系廠家進行維修 在測量前后最好都要運行BBTalk軟件進行檢測 CB命令中后三位數(shù)表示方法 第一位為波特率 用0到8表示600 1200 2400 4800 9600 19200 38400 57600 115200 后二位表示停止位等信息 現(xiàn)不變 需要注意的地方 無線方式的波特率為115200 有線方式為9600 無線方式要設置為 End 鍵喚醒 有線方式設置為 Break 鍵喚醒 當用無線傳輸方式時且通訊不能連接時 需要先用有線方式 并用BBTalk軟件來設置波特率 用無線方式連接時需要雙邊都打開電源 且數(shù)字電臺的綠燈都亮時 表示已連通 在用手摩探頭時要快速且均勻 外接擴展串行口線 有的可能要裝驅(qū)動軟件 且要選擇性能較好的一種 部分電腦可能對擴展線有要求 需要實際測試 三 WinRiver軟件的操作 主畫面 首先需要從菜單文件中選擇采集模式 方法見下圖 采集模式 采集模式 點鍵采集模式后屏幕上會出現(xiàn)下面的畫面 要求是否載入配置文件 一般情況下是點鍵否 因為各地的測量條件是不一樣的 每處最好需要重新設置 參數(shù)設置 參數(shù)設置主要有通訊 用戶選項 單位 參考 配置向?qū)?配置設置等內(nèi)容 設置菜單 通訊設置 選擇設置菜單中的通訊選項后出現(xiàn)以下畫面 也可能在其有內(nèi)容 最好把其刪除 重新設置 此時可點擊增加按鈕來添加設備內(nèi)容 通訊設置 點擊增加按鈕后出現(xiàn)以下畫面 此時應選擇寬帶ADCP這項內(nèi)容 選中后按下一步則進行通訊口的選擇 通訊設置 點擊下一步后出現(xiàn)以下畫面 通訊口的選擇需要根據(jù)ADCP所連接在那個串口上來決定 處理方式按BBTalk的一樣 如果是擴展串行口 一般都要大于3 通訊設置 點擊下一步后出現(xiàn)以下畫面 通訊設置主要是設置波特率 奇偶校驗和停止位 其中波特率需進行設置 而后二部分則不需改變 通訊設置 點擊波特率的下拉按鈕后出現(xiàn)以下畫面 此時可根據(jù)不同的傳輸方式來選擇波特率參數(shù) 無線為115200 有線為9600 通訊設置 點擊下一步后出現(xiàn)以下畫面 在此畫面中當用無線方式時需要在使用軟件中斷前打勾 而采用有線方式時則不需要 設置完成后按完成即可 有線方式 無線方式 通訊設置 點擊完成鍵后出現(xiàn)以下畫面 此時按確定即完成全部的通訊設置 可進入下一個操作 用戶選項設置 用戶選項共有采集模式 顯示 普通和高級四項 采集模式就按上圖的設置就可以 一般情況不要進行修改 用戶選項設置 顯示設置也按上圖的設置就可以 一般情況不要進行修改 只有在數(shù)據(jù)查看時可改變部分設置 用戶選項設置 普通設置也按上圖的設置就行了 一般情況不要進行修改 用戶選項設置 高級設置就按缺省值就可以 一般情況不要進行修改 設置完成后按OK鍵即可 單位選擇公制 公制 參考選擇水底跟蹤 水底跟蹤 配置向?qū)е鳟嬅?配置向?qū)?配置向?qū)е饕捎涗?偏移量 設備 流量 ADCP配置等項目 對于記錄部分主要是設置數(shù)據(jù)存放的目錄和文件名前綴 對于目錄建議放在除C盤以外的其它硬盤分區(qū)中 目的是防止病毒破壞數(shù)據(jù) 文件前綴最好設置為站名加時間 以便即時查找到測量數(shù)據(jù) 但站名只能以漢語拼音輸入 偏移量主要設置傳感器的吃水深度 在進行測量前需要通過實測得到 對于無線方式一般設置為0 2米就行了 磁偏角設置為0度就可以了 配置向?qū)?設備部分主要是選擇ADCP 通過下拉按鈕來選擇同目前所使用相同的ADCP類型 可通過ADCP機身查看 波速角固定為20度 無線電調(diào)制解在有線方式時不打勾 但在無線方式時一定要在其前打勾 其它三項不用時都不要打勾 配置向?qū)?流量部分一般都不動 在這里上層和底層測量不到的部分則采用冪函數(shù)來處理 岸邊則采用規(guī)范要求的方法來處理 如果河床形式有不一樣時則需要進行設置 ADCP設置主要設置當前河床的最大水深 最大流速和最大船速 一般要求比實際大一些為好 但不能大很多 河床類型則可通過下拉按鈕來進行選擇 測流模式一般選擇自動 如有其它要求可在配置設置中進行命令修改 配置向?qū)?設置完成后按運行向?qū)О粹o 此時顯示如下畫面 在執(zhí)行運行向?qū)Э赡軙霈F(xiàn)如圖所示的畫面 此時只需按保留命令即可 此命令為用戶命令 但初次運行時可能沒有這種情況 配置向?qū)?運行向?qū)Ш笤谂渲孟驅(qū)Ь嫘畔谥袝霈F(xiàn)一些警告信息 此時需根據(jù)警告的情況來進行處理 如果是一些不太重要的警告信息可以不管它 如果是重要信息則需要進行重新設置 配置設置主畫面 配置設置 配置設置主要有偏移量 處理 流量 岸邊流量估算 測深儀 外部羅經(jīng) GPS 記錄 命令 圖形屬性1 圖形屬性2等項目 偏移量此項一般情況下都不要進行設置 配置設置 處理菜單一般也不要進行設置 選用默認值就可以了 要記住的是聲速選用使用ADCP 橫截面積選用與平均流向垂直即可 配置設置 流量菜單一般也不要進行設置 選用默認值就可以了 當河床不一致時可在這里進行參數(shù)設置 冪函數(shù)系數(shù)和邊坡系數(shù)都可以在這里進行修改 配置設置 岸邊流量估算菜單不需要進行設置 具體數(shù)據(jù)是在測量時才進行輸入 配置設置 測深儀 外部羅經(jīng) GPS菜單一般也不要進行設置 只有當使用測深儀 外部羅經(jīng)或GPS時才需要進行設置 配置設置 記錄菜單一般也不要進行設置 需要設置的內(nèi)容在前面配置向?qū)е幸言O置過了 如果需要對某項進行修改時可以進行此項操作 配置設置 命令菜單是配置設置中的重點 在此需要詳細進行介紹 命令菜單主要由固定命令 向?qū)詈陀脩裘罱M成 固定命令是機器固定的命令 是不能進行修改操作 向?qū)钍菆?zhí)行前面的配置向?qū)Ш笊傻拿?如要修改則需要重新配置向?qū)Р判?用戶命令是由用戶自行輸入的命令 常用用戶命令說明 WSnnn 深度單元長度 cm 命令 0 999 它控制著所測流速剖面的垂直分辯率 在大多數(shù)情況下 WS的值可通過使用下表來確定 ADCP測速最佳的測深單元大小 WSnnn 單位 cm 常用用戶命令說明 WNnnn 測深單元個數(shù)命令 它的數(shù)據(jù)區(qū)間為1 128 設置該參數(shù)時 應當使WS乘以WN所得的積大于斷面預計的最大深度 并具有一定的安全值 注意 如果不能正確設定該值 有可能導致測速精度損失 垂直分辯率損失以及流速剖面不全 該參數(shù)據(jù)也可以使用WinRiver軟件的配置向?qū)нM行設置 常用用戶命令說明 WPnnn 平均處理流速的脈沖個數(shù)命令 也就是使用多少個觀測 脈沖 來進行平均處理獲得一個數(shù)據(jù)群 該參數(shù)范圍為0 6384 此數(shù)應根據(jù)現(xiàn)場情況來決定 初始值為1 在低速時可以設置大一些 我們建議設置為4 WFnnnn 換能器盲區(qū)距離 0 9999cm 對于瑞江ADCP單元來說 建議所有模式下該值均設為25 建議的該參數(shù)的最小設定值也取決于工作頻率 在一般情況下此項內(nèi)容不需要設置 BAnnn 設定底跟蹤評定幅度最小值 1 255個計數(shù)脈沖數(shù) 的命令 該命令的缺省值為30 在懷疑有底部移動時也可以改變?yōu)?5 但不應當使用小于25的值 因為河底上部泥沙運動有可能使流速觀測出錯 在一般情況下此項內(nèi)容不需要設置 常用用戶命令說明 WCnnn 設定底跟蹤相關幅度最小值 1 255個計數(shù)脈沖數(shù) 的命令 當數(shù)據(jù)的相關幅度小于該值時BB ADCP就會將該值標識為壞數(shù)據(jù) 最佳相關 實體目標 為255個計數(shù)脈沖數(shù) 缺省值為220個計數(shù)脈沖數(shù) 當?shù)赘櫽欣щy時可將該值設置得稍微低一些 如BC210 BPnnn 用來設定示得每個群數(shù)據(jù)需要平均處理的底部脈沖個數(shù)的命令 1 999個脈沖 如果有不止1個的測速脈沖用于平均處理來獲得每個群數(shù)據(jù)的話 如BP01 該值應當設置成與WP命令相同的值 或者比WP命令的值小1 Rnn 這是一個標準的底跟蹤命令 但在BB ADCP中必須對其進行最優(yōu)化的設置 該值nn是底跟蹤脈沖的長度 為總深度的百分數(shù) 缺省值為30 30 建議使用20 20 更合適 常用用戶命令說明 WMn 水跟蹤 流速測量 模式設置命令 主要模式有以下幾種 模式1 WM1 標準模式 寬帶 模式5 WM5 高精度 高分辯率模式 脈沖相干 模式11 WM11 高精度 高分辯率模式 脈沖相干 模式12 WM12 快速呯模式 寬帶 模式4 WM4 不再應用模式8 WM8 不再應用BMn 底跟蹤模式設置命令 主要有以下二種 模式5 BM5 標準模式模式7 BM7 淺水模式ESnn 測算的含鹽量命令 以千分之幾表示 0 40 此值也可在配置向?qū)е性O置 水跟蹤模式性能一覽 1200kHzADCP 常用命令設置示意說明 水跟蹤呯的數(shù)目為4 底跟蹤呯的數(shù)目為4 設定高精模式11 設定肓區(qū)為25cm 設定單元尺寸為10cm 設定單元個數(shù)為52這里假設深度為5m 為何采用高精度 高分辨率模式 標準誤差低即短期精度高流量測驗重復精度高可以測量很低的流速適用于淺水河流WM5 WM11適用于低流速 淺水河流WM12適用于高流速 淺水河流一臺ADCP可用于多種水流條件 高精度 高分辨率模式優(yōu)點 括號外為600kHz 括號內(nèi)為1200kHz盲區(qū)假定為25cm和10cm 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 ft sec 600kHzWM5 1200kHzWM12 1200kHzWM1 OhioRiver 0 00 0 75 1 50 2 25 3 00 600kHzWM5 1200kHzWM5 1200kHzWM1 ft sec KankakeeatShelby Ind 流量測量精度舉例 1200kHzADCP USGS標準 四次測量中任一次與四次平均值之差需小于平均值的5 底跟蹤模式說明 模式5 BM5 標準模式1200kHz 最小底跟蹤深度0 6米 R20 默認 模式7 BM7 淺水模式1200kHz 最小底跟蹤深度0 3米 R30 必須注意 呯速率為BM5呯速率的1 3 美國河流測流斷面平均水深分布 Mode11 Mode5 Mode12 Mode1 Assumes1 200kHzRioGrande 根據(jù)USGS一年流量測驗數(shù)據(jù) Fulford 1992 0 5000 10000 15000 20000 25000 0 09 0 09 0 38 0 38 0 61 0 61 0 91 0 91 1 22 1 22 2 74 2 74 斷面水深 m 測驗次數(shù) 美國河流測流斷面平均流速 0 5000 10000 15000 20000 0 027 0 027 0 15 0 15 0 30 0 30 0 61 0 61 0 91 0 91 1 22 1 22 1 52 3 0 斷面平均流速 m s 測驗次數(shù) 根據(jù)USGS一年流量測驗數(shù)據(jù) Fulford 1992 Mode5 11 12 Mode1 12 ADCP流速 流量測量建議采用的參數(shù)設定值 參數(shù)設定值說明 以上參數(shù)可在WinRiver軟件中 用戶指令 欄內(nèi)鍵入 其它參數(shù)可采用系統(tǒng)默認值 注意 當最大相對流速 流速相對于船速 超過4米 秒時 應設定誤釋流速參數(shù)值 WVxxx 設誤釋流速 0 4 最大相對流速 如果在淺水 低流情況下可在WinRiver軟件中 用戶指令 欄內(nèi)設置水跟蹤模式11 WM11 如果是淺水 高流情況則設置水跟蹤模式12 WM12 設置儀器參數(shù) 圖形屬性1 設置儀器參數(shù) 圖形屬性2 保存 讀入 儀器設置 在 文件 菜單中選擇保存配置文件打開配置文件 設置ADCP時鐘 可以通過此菜單來設置ADCP的時鐘值 設置ADCP時鐘 執(zhí)行設置ADCP時鐘命令后出現(xiàn)以下畫面 數(shù)據(jù)采集 在 采集 菜單中選擇 開始 F4 停止 F5 發(fā)射聲波 數(shù)據(jù)采集 當執(zhí)行開始發(fā)射 F4 命令后 ADCP立即執(zhí)行各種命令 在執(zhí)行中可能會出現(xiàn)以下的錯誤信息 但沒有關系 按繼續(xù)就行了 這是由于漢化后造成的BIG 不影響測量進行 數(shù)據(jù)文件 數(shù)據(jù)文件名的格式為 ddddMMMx NNN其中 dddd 用戶指定的文件名前綴MMM 測量序號 從000開始自動增加x 自動添加的文件類型標志 有 r 原始數(shù)據(jù)w 參數(shù)設置文件n GPS數(shù)據(jù)文件d 測深儀數(shù)據(jù)文件t ASCII碼輸出文件h 外部羅經(jīng)數(shù)據(jù)文件NNN 文件序號 從000開始 自動增加 測量主畫面 測量記錄 當有效層數(shù)大于或等于2時才可以按開始記錄數(shù)據(jù) F5 進行數(shù)據(jù)記錄 此時要求輸入當前儀器離岸邊的距離值 并設置好左 右邊 按確定按鈕后計算機就開始進行記錄測量的數(shù)據(jù) 測量記錄過程 測量記錄 當一次測量結束后再按停止記錄數(shù)據(jù) F5 后即可停止計算機再記錄測量數(shù)據(jù) 此時要求輸入另一邊離岸邊的距離值 輸完后按確定就完成了一次測量過程 如果需要再從對岸測量回來 只需再次按記錄數(shù)據(jù)就行了 操作方法和前面一樣 結束測量 如果測量完成后 則需要按停止發(fā)射 F4 后才能停止ADCP的工作 否則ADCP一直處于發(fā)射狀態(tài) 此時會消耗蓄電池的能量 測量注意事項 船速越慢精度越高 一般船速不超過最大流速 在未知河段測量時 應先預測一次 然后將測得的河床深度 形狀及流速大小輸入到 設置向?qū)?中 以設置合適的測量參數(shù) 在開始及結束測量的岸邊 船應稍停留片刻 以便獲得用于計算岸邊流量的10個平均數(shù)據(jù) 應當用多次斷面測量的平均值 至少四次 即來回兩次 作為最后的河流流量測量結果 ADCP維護保養(yǎng)注意事項 換能器面不能壓在硬物上 也不能長期受太陽光照射 每次用完后要清洗擦干ADCP表面 每次插ADCP上的插頭時 要抹一點硅脂 插好ADCP上的插頭后 要鎖好鎖圈 而在拔下插頭前 一定要先松開鎖圈 ADCP不需標定 即使ADCP不在水中 也可以讓它發(fā)射聲波脈沖 即在空氣中可以檢測ADCP 而不會有任何損壞 這一點不同于許多其它的聲學設備 四 數(shù)據(jù)回放 通過文件菜單選擇回放模式 則可對已測量的數(shù)據(jù)進行回放和處理等操作 數(shù)據(jù)回放及處理功能 讀入ADCP原始數(shù)據(jù)文件顯示各種數(shù)據(jù)圖形重新計算盲區(qū)流量按新的參數(shù)計算平均值輸出ASCII碼的原始數(shù)據(jù)輸出平均數(shù)據(jù)文件輸出測流報告打印各種數(shù)據(jù)圖 常用報表內(nèi)容 各種顯示圖 在 查看 菜單中可選擇 剖面圖 流速 回波強度 流量等斷面圖等值線圖 流速 回波強度 相關性等等值圖航跡 流速矢量及航跡線圖時間序列 航向 縱橫搖 船速等剖面圖列表查看 GPS 底跟蹤 流量 流速等數(shù)據(jù)表 常用圖形內(nèi)容 回放示意圖 修改圖形顯示比例尺 在 設置 菜單中選 系統(tǒng)設置 數(shù)據(jù)處理 在 設置 選配置設定 修改盲區(qū)參數(shù)重新計算盲區(qū)流