基于回波模型仿真的ADCP实验室校准中波束间干扰研究

来源：计量学报杂志2023年第12期北京时间：

作者：刘建遥,焦君圣,郭世旭,张纪炜

单位：中国计量大学 计量测试工程学院,浙江 杭州 310018

摘要：针对声学多普勒流速剖面仪(ADCP)水域环境校准效率低下的问题,提出了一种实验室水池环境下多个波束同时校准方案。通过建立一种精准的仿真回波模型,并进行湖试实验验证了模型的准确性,经由换能器对回波模型在实验室消声水池中进行回发,可以实现对ADCP多个波束同时校准,同时利用回波模型探究校准时波束间的干扰误差。在底跟踪校准模式中,波束间的干扰误差与底速度成正相关,在速度1.6m/s以下,相对误差在0.5%以下,超过1.6m/s时,误差超出实验ADCP的测量精度;水跟踪校准模式下波束间的干扰误差呈现高斯噪声的特性,其相对误差集中在0%附近。实验与仿真的结果证明了ADCP实验室多个波束同时校准方案的可行性,其误差经过有效屏蔽能控制在测量精度范围内。

关键词：声学计量; 声学多普勒流速剖面仪; 波束间干扰; 回波模型; 校准

基金资助：国家重点研发计划(2022YFC3204504)