书籍详情
ADCP流速精确测量方法及应用
作者：陈志高，班亚，赵建虎，袁静，罗浩 著
出版社：中国地质大学出版社
出版时间：2020-09-01
ISBN：9787562548560
定价：¥68.00
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内容简介
本书通过基于多源信息融合的ADCP船速和方位基准精确确定以及基于流速垂向梯度变化的ADCP盲区流速精确估计等关键问题的研究，实现了ADCP流速的全剖面、高精度确定；在此基础上，对长江口感潮河段潮流垂直结构及季节性变化、局域时空流场构建以及实时流量精确估计进行研究，拓展了ADCP的应用范围，可更好地为水文科学研究及水利工程应用服务。
作者简介
陈志高，男，1987年生，湖南新宁人，东华理工大学副教授，硕士生导师。2015年毕业于武汉大学测绘学院大地测量学与测量工程专业，获工学博士学位。主要从事海洋测绘领域ADCP流速测量、流量估计及流场构建等方面的理论和方法研究；主持国家自然科学基金1项、江西省自然科学基金2项和其他市厅级项目多项；获中国测绘学会科技进步奖2项；以第一作者／通讯作者身份在水文测量领域发表论文10余篇，其中EI／SCI检索论文10篇。
目录
第一章 绪论
第一节 研究背景及意义
第二节 国内外研究现状
一、ADCP流速测量
二、ADCP盲区流速推算
三、潮流垂直结构观测
四、感潮河段时空流场构建
五、感潮河段流量实时估计
第三节 研究目标及章节安排
第二章 传统的流速及流量测量原理
第一节 基本原理
第二节 施测过程
第三节 流量计算
一、流速面积法
二、动船法
第三章 ADCP流速及流量测量原理
第一节 发展历史
第二节 多普勒效应
第三节 速度转换
一、波束坐标系
二、换能器坐标系
三、船只坐标系
四、地理坐标系
第四节 流速剖面
一、深度单元
二、计算平均值
三、距离选通与深度单元的关系
第五节 测量盲区
一、基本概念
二、上、下盲区流速推算
三、左、右岸盲区流速推算
第六节 作业方式
第七节 流量计算
一、基本原理
二、实测水深层流量计算
三、上、下盲区流量计算
四、岸边流量计算
五、总流量计算
第八节 小结
第四章 基于多源信息融合的ADCP流速精确获取
第一节 船速及方位对流速计算的影响
一、定性分析
二、定量分析
第二节 基于外部基准的流速确定
一、外部传感器布设
二、安装偏角探测
三、外部基准参数确定
四、船速的Kalman滤波
五、绝对流速计算
六、精度评定
第三节 实验及分析
一、姿态角计算
二、安装偏角计算
三、坐标方位角及测回方位角互差计算
四、GPS船速计算及滤波
五、绝对流速计算
六、流量计算
第四节 小结
第五章 ADCP盲区流速精确确定
第一节 经典流速分布模型
一、幂函数模型
二、对数模型
三、抛物线模型
四、常数模型
五、各流速模型特点
第二节 局部平均流速模型推导
一、幂函数模型
二、对数模型
三、抛物线模型
第三节 最优流速模型的自适应确定
第四节 实验及分析
一、实验数据
二、非同步流
三、流速模型确定
四、流量计算
第五节 小结
第六章 长江口潮流垂直结构的基本特征及季节变化规律
第一节 研究方法
一、传统的调和分析方法
二、潮流椭圆
三、摩擦模型及解算
四、代价函数
第二节 实验及结果
一、平均流速(余流)的垂直分布
二、潮流基本特征
三、潮流垂直结构
第三节 讨论及分析
一、摩擦模型
二、摩擦模型的局限性
三、垂直结构的解释
第四节 小结
第七章 基于走航式ADCP数据的感潮河段流场构建
第一节 潮流分离方法
一、基本原理
二、基函数
三、最小二乘法求解
第二节 参数选取方法
一、分潮选取
二、节点个数
三、节点位置
第三节 实验及分析
一、研究区域及数据
二、余流场
三、潮流场
四、节点选取
五、流场构建
六、流场时空变化规律分析
第四节 小结
第八章 大型感潮河段流量实时估计
第一节 水位-流量关系曲线法
一、稳定的水位-流量关系曲线
二、不稳定的水位-流量关系曲线
第二节 指标流速法
一、u-U关系模型构建
二、G-A关系模型构建
第三节 多垂线流量估计法
一、u-U关系模型构建
二、G-A关系模型构建
三、流量估计及精度评估
第四节 实验及分析
一、研究区域及数据获取
二、仪器布设及数据获取
三、潮汐潮流特征
四、面积估计
五、流速估计
六、流量估计及验证
七、日均流量计算
第五节 小结
第九章 结论
主要参考文献
第一节 研究背景及意义
第二节 国内外研究现状
一、ADCP流速测量
二、ADCP盲区流速推算
三、潮流垂直结构观测
四、感潮河段时空流场构建
五、感潮河段流量实时估计
第三节 研究目标及章节安排
第二章 传统的流速及流量测量原理
第一节 基本原理
第二节 施测过程
第三节 流量计算
一、流速面积法
二、动船法
第三章 ADCP流速及流量测量原理
第一节 发展历史
第二节 多普勒效应
第三节 速度转换
一、波束坐标系
二、换能器坐标系
三、船只坐标系
四、地理坐标系
第四节 流速剖面
一、深度单元
二、计算平均值
三、距离选通与深度单元的关系
第五节 测量盲区
一、基本概念
二、上、下盲区流速推算
三、左、右岸盲区流速推算
第六节 作业方式
第七节 流量计算
一、基本原理
二、实测水深层流量计算
三、上、下盲区流量计算
四、岸边流量计算
五、总流量计算
第八节 小结
第四章 基于多源信息融合的ADCP流速精确获取
第一节 船速及方位对流速计算的影响
一、定性分析
二、定量分析
第二节 基于外部基准的流速确定
一、外部传感器布设
二、安装偏角探测
三、外部基准参数确定
四、船速的Kalman滤波
五、绝对流速计算
六、精度评定
第三节 实验及分析
一、姿态角计算
二、安装偏角计算
三、坐标方位角及测回方位角互差计算
四、GPS船速计算及滤波
五、绝对流速计算
六、流量计算
第四节 小结
第五章 ADCP盲区流速精确确定
第一节 经典流速分布模型
一、幂函数模型
二、对数模型
三、抛物线模型
四、常数模型
五、各流速模型特点
第二节 局部平均流速模型推导
一、幂函数模型
二、对数模型
三、抛物线模型
第三节 最优流速模型的自适应确定
第四节 实验及分析
一、实验数据
二、非同步流
三、流速模型确定
四、流量计算
第五节 小结
第六章 长江口潮流垂直结构的基本特征及季节变化规律
第一节 研究方法
一、传统的调和分析方法
二、潮流椭圆
三、摩擦模型及解算
四、代价函数
第二节 实验及结果
一、平均流速(余流)的垂直分布
二、潮流基本特征
三、潮流垂直结构
第三节 讨论及分析
一、摩擦模型
二、摩擦模型的局限性
三、垂直结构的解释
第四节 小结
第七章 基于走航式ADCP数据的感潮河段流场构建
第一节 潮流分离方法
一、基本原理
二、基函数
三、最小二乘法求解
第二节 参数选取方法
一、分潮选取
二、节点个数
三、节点位置
第三节 实验及分析
一、研究区域及数据
二、余流场
三、潮流场
四、节点选取
五、流场构建
六、流场时空变化规律分析
第四节 小结
第八章 大型感潮河段流量实时估计
第一节 水位-流量关系曲线法
一、稳定的水位-流量关系曲线
二、不稳定的水位-流量关系曲线
第二节 指标流速法
一、u-U关系模型构建
二、G-A关系模型构建
第三节 多垂线流量估计法
一、u-U关系模型构建
二、G-A关系模型构建
三、流量估计及精度评估
第四节 实验及分析
一、研究区域及数据获取
二、仪器布设及数据获取
三、潮汐潮流特征
四、面积估计
五、流速估计
六、流量估计及验证
七、日均流量计算
第五节 小结
第九章 结论
主要参考文献
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