ADCP的操作流程.ppt

ADCP的操作流程 水利部南京水利水文自动化研究所唐跃平电话 025 52898357手机一 ADCP的安装 仪器安装及连接 将仪器按图示安装在测杆上 要求3 波束对船头方向 插ADCP上的插头时 要抹一点硅脂 插好后要锁好锁圈 在拔下插头前 一定要先松开锁圈 电缆出线首先要用线卡固定 再用扎带捆在测杆上 引入船上 12V电源正负极切勿接反 红正黑负 另一九针插头插入计算机串口 如没有串口则需要采用USB转232连接线来扩展 同时要安装好驱动软件 无线方式的安装和连接 首先把三体船安装好 并把ADCP安装在三体船上 在密封仓内安装好无线数传电台和蓄电池 并用泡沫固定好 连接好通讯电缆和天线 盖好密封盖子 在岸上架好无线数传电台和天线 同时接上电池电源 连接通讯线至计算机的串行口上 打开二台数传电台的电源 当电台上的绿灯亮时就表示电台连上了 需要注意的是测船上的数传电台不要与岸上的数传电台用错 另外每组电台的频率有差异 千万不能混淆使用 二 BBTalk的操作 BBTalk一种超级终端软件 可以利用直接指令来操作ADCP 主要用于设定ADCP 例如波特率 时钟和用于系统检测 问题诊断 一般要求在每次测量前 下水前 都要运行BBTalk软件来对ADCP进行检测 从而保证设备的正常可靠运行 运行BBTalk软件后屏幕上会显示以下内容 ADCP类型选择 WorkHorse 骏马系列BroadBand 宽带型NarrowBand 窄带型ChannelMaster 水平ADCP ADCP通讯口设置 通过下拉箭头可选择与ADCP所联接的通讯口 ADCP通讯口设置补充说明 由于目前的笔计本电脑大部分都没有专用串行口 需要通过外接USB转232扩展线来扩充串行口 此时的通讯口所对应的值不一样 一般情况下需要通过查看设备管理器来得到 其方法见下图所示 在桌面上选择到我的电脑后按鼠标右键后选择属性 即可进入设备管理器 也可通过控制面板来查看 ADCP通讯口设置补充说明 点击设备管理器后 再点击端口即可查看到扩展串行口的是几号口了 如下图中的扩展口为COM4 USB转串口 ADCP类型和通讯口设置完成后按下一步即可进入通讯参数设置功能 通讯参数设置 波特率设置可通过下拉菜单来进行 在有线方式时选择9600 无线方式时选择115200 其他三项参数则不需要设置 选用默认值即可 按下一步后进入操作设置 此项主要是设置操作方式 如下所示 在有线方式时选择第一项和最后一项 第一项为发送 Break 唤醒ADCP 最后一项为当改变波特时则自动发送 CK 保存数据 操作设置 无线方式时则选择第二项和最后一项 第二项为通过软件 Break 来唤醒ADCP 设置完成后按 Finish 即进入下一步操作 BBTalk主画面 唤醒后会出现 符号 如果显示以下画面则为通讯不通或设置不正确 通讯不通的主要原因是波特率设置不对 波特率修改 通过键入命令可查看和修改波特率 CB 为查看命令 CB411为设置9600波特率 CB811为设置115200波特率 所有设置完成后按F2键运行 script 文件 屏幕出现以下画面 TestWH rds ADCP要求选择的测试文件为TestWH rds 可以通过下拉菜单来进行选择 按Browse 键来操作 此文件一般都在子目录RDITools下 选择好后按OK键来运行 系统主要检测命令主要包括以下几个 PS0 系统基本资料 包括序列号PS3 声束坐标转换矩阵PA 系统基本自检PC2 内置探头测试PC1 传感器探头测试 PS0命令 PS0命令 PS3 PA命令 PA命令主要检查内置模块的工作状态 如果某项通过检查会出现PASS字符 PS3命令 PA命令 PC2命令 此命令主要检查内置方位角 纵摇 横摇 温度及压力等传感器的工作状态 PC2命令 PC1命令 此命令主要检查超声波探头的工作状态 当出现RubBeam1 时需要用手快速去摩擦1号探头表面 直到出现PASS字符后才行 以后依此摩擦2号 3号 4号探头 PC1命令 需要说明的地方 采用无线传输方式时可能会不支持唤醒命令 此时可直接用命令对其操作 在用BBTalk软件检测时发现某个部件不能通过检测时 此时需按操作规程多试几次 如果出现的问题一样则需要立即联系厂家进行维修 在测量前后最好都要运行BBTalk软件进行检测 CB命令中后三位数表示方法 第一位为波特率 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 现不变 需要注意的地方 无线方式的波特率为115200 有线方式为9600 无线方式要设置为 End 键唤醒 有线方式设置为 Break 键唤醒 当用无线传输方式时且通讯不能连接时 需要先用有线方式 并用BBTalk软件来设置波特率 用无线方式连接时需要双边都打开电源 且数字电台的绿灯都亮时 表示已连通 在用手摩探头时要快速且均匀 外接扩展串行口线 有的可能要装驱动软件 且要选择性能较好的一种 部分电脑可能对扩展线有要求 需要实际测试 三 WinRiver软件的操作 主画面 首先需要从菜单文件中选择采集模式 方法见下图 采集模式 采集模式 点键采集模式后屏幕上会出现下面的画面 要求是否载入配置文件 一般情况下是点键否 因为各地的测量条件是不一样的 每处最好需要重新设置 参数设置 参数设置主要有通讯 用户选项 单位 参考 配置向导 配置设置等内容 设置菜单 通讯设置 选择设置菜单中的通讯选项后出现以下画面 也可能在其有内容 最好把其删除 重新设置 此时可点击增加按钮来添加设备内容 通讯设置 点击增加按钮后出现以下画面 此时应选择宽带ADCP这项内容 选中后按下一步则进行通讯口的选择 通讯设置 点击下一步后出现以下画面 通讯口的选择需要根据ADCP所连接在那个串口上来决定 处理方式按BBTalk的一样 如果是扩展串行口 一般都要大于3 通讯设置 点击下一步后出现以下画面 通讯设置主要是设置波特率 奇偶校验和停止位 其中波特率需进行设置 而后二部分则不需改变 通讯设置 点击波特率的下拉按钮后出现以下画面 此时可根据不同的传输方式来选择波特率参数 无线为115200 有线为9600 通讯设置 点击下一步后出现以下画面 在此画面中当用无线方式时需要在使用软件中断前打勾 而采用有线方式时则不需要 设置完成后按完成即可 有线方式 无线方式 通讯设置 点击完成键后出现以下画面 此时按确定即完成全部的通讯设置 可进入下一个操作 用户选项设置 用户选项共有采集模式 显示 普通和高级四项 采集模式就按上图的设置就可以 一般情况不要进行修改 用户选项设置 显示设置也按上图的设置就可以 一般情况不要进行修改 只有在数据查看时可改变部分设置 用户选项设置 普通设置也按上图的设置就行了 一般情况不要进行修改 用户选项设置 高级设置就按缺省值就可以 一般情况不要进行修改 设置完成后按OK键即可 单位选择公制 公制 参考选择水底跟踪 水底跟踪 配置向导主画面 配置向导 配置向导主要由记录 偏移量 设备 流量 ADCP配置等项目 对于记录部分主要是设置数据存放的目录和文件名前缀 对于目录建议放在除C盘以外的其它硬盘分区中 目的是防止病毒破坏数据 文件前缀最好设置为站名加时间 以便即时查找到测量数据 但站名只能以汉语拼音输入 偏移量主要设置传感器的吃水深度 在进行测量前需要通过实测得到 对于无线方式一般设置为0 2米就行了 磁偏角设置为0度就可以了 配置向导 设备部分主要是选择ADCP 通过下拉按钮来选择同目前所使用相同的ADCP类型 可通过ADCP机身查看 波速角固定为20度 无线电调制解在有线方式时不打勾 但在无线方式时一定要在其前打勾 其它三项不用时都不要打勾 配置向导 流量部分一般都不动 在这里上层和底层测量不到的部分则采用幂函数来处理 岸边则采用规范要求的方法来处理 如果河床形式有不一样时则需要进行设置 ADCP设置主要设置当前河床的最大水深 最大流速和最大船速 一般要求比实际大一些为好 但不能大很多 河床类型则可通过下拉按钮来进行选择 测流模式一般选择自动 如有其它要求可在配置设置中进行命令修改 配置向导 设置完成后按运行向导按钮 此时显示如下画面 在执行运行向导可能会出现如图所示的画面 此时只需按保留命令即可 此命令为用户命令 但初次运行时可能没有这种情况 配置向导 运行向导后在配置向导警告信息栏中会出现一些警告信息 此时需根据警告的情况来进行处理 如果是一些不太重要的警告信息可以不管它 如果是重要信息则需要进行重新设置 配置设置主画面 配置设置 配置设置主要有偏移量 处理 流量 岸边流量估算 测深仪 外部罗经 GPS 记录 命令 图形属性1 图形属性2等项目 偏移量此项一般情况下都不要进行设置 配置设置 处理菜单一般也不要进行设置 选用默认值就可以了 要记住的是声速选用使用ADCP 横截面积选用与平均流向垂直即可 配置设置 流量菜单一般也不要进行设置 选用默认值就可以了 当河床不一致时可在这里进行参数设置 幂函数系数和边坡系数都可以在这里进行修改 配置设置 岸边流量估算菜单不需要进行设置 具体数据是在测量时才进行输入 配置设置 测深仪 外部罗经 GPS菜单一般也不要进行设置 只有当使用测深仪 外部罗经或GPS时才需要进行设置 配置设置 记录菜单一般也不要进行设置 需要设置的内容在前面配置向导中已设置过了 如果需要对某项进行修改时可以进行此项操作 配置设置 命令菜单是配置设置中的重点 在此需要详细进行介绍 命令菜单主要由固定命令 向导命令和用户命令组成 固定命令是机器固定的命令 是不能进行修改操作 向导命令是执行前面的配置向导后生成的命令 如要修改则需要重新配置向导才行 用户命令是由用户自行输入的命令 常用用户命令说明 WSnnn 深度单元长度 cm 命令 0 999 它控制着所测流速剖面的垂直分辩率 在大多数情况下 WS的值可通过使用下表来确定 ADCP测速最佳的测深单元大小 WSnnn 单位 cm 常用用户命令说明 WNnnn 测深单元个数命令 它的数据区间为1 128 设置该参数时 应当使WS乘以WN所得的积大于断面预计的最大深度 并具有一定的安全值 注意 如果不能正确设定该值 有可能导致测速精度损失 垂直分辩率损失以及流速剖面不全 该参数据也可以使用WinRiver软件的配置向导进行设置 常用用户命令说明 WPnnn 平均处理流速的脉冲个数命令 也就是使用多少个观测 脉冲 来进行平均处理获得一个数据群 该参数范围为0 6384 此数应根据现场情况来决定 初始值为1 在低速时可以设置大一些 我们建议设置为4 WFnnnn 换能器盲区距离 0 9999cm 对于瑞江ADCP单元来说 建议所有模式下该值均设为25 建议的该参数的最小设定值也取决于工作频率 在一般情况下此项内容不需要设置 BAnnn 设定底跟踪评定幅度最小值 1 255个计数脉冲数 的命令 该命令的缺省值为30 在怀疑有底部移动时也可以改变为25 但不应当使用小于25的值 因为河底上部泥沙运动有可能使流速观测出错 在一般情况下此项内容不需要设置 常用用户命令说明 WCnnn 设定底跟踪相关幅度最小值 1 255个计数脉冲数 的命令 当数据的相关幅度小于该值时BB ADCP就会将该值标识为坏数据 最佳相关 实体目标 为255个计数脉冲数 缺省值为220个计数脉冲数 当底跟踪有困难时可将该值设置得稍微低一些 如BC210 BPnnn 用来设定示得每个群数据需要平均处理的底部脉冲个数的命令 1 999个脉冲 如果有不止1个的测速脉冲用于平均处理来获得每个群数据的话 如BP01 该值应当设置成与WP命令相同的值 或者比WP命令的值小1 Rnn 这是一个标准的底跟踪命令 但在BB ADCP中必须对其进行最优化的设置 该值nn是底跟踪脉冲的长度 为总深度的百分数 缺省值为30 30 建议使用20 20 更合适 常用用户命令说明 WMn 水跟踪 流速测量 模式设置命令 主要模式有以下几种 模式1 WM1 标准模式 宽带 模式5 WM5 高精度 高分辩率模式 脉冲相干 模式11 WM11 高精度 高分辩率模式 脉冲相干 模式12 WM12 快速呯模式 宽带 模式4 WM4 不再应用模式8 WM8 不再应用BMn 底跟踪模式设置命令 主要有以下二种 模式5 BM5 标准模式模式7 BM7 浅水模式ESnn 测算的含盐量命令 以千分之几表示 0 40 此值也可在配置向导中设置 水跟踪模式性能一览 1200kHzADCP 常用命令设置示意说明 水跟踪呯的数目为4 底跟踪呯的数目为4 设定高精模式11 设定肓区为25cm 设定单元尺寸为10cm 设定单元个数为52这里假设深度为5m 为何采用高精度 高分辨率模式 标准误差低即短期精度高流量测验重复精度高可以测量很低的流速适用于浅水河流WM5 WM11适用于低流速 浅水河流WM12适用于高流速 浅水河流一台ADCP可用于多种水流条件 高精度 高分辨率模式优点 括号外为600kHz 括号内为1200kHz盲区假定为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 流量测量精度举例 1200kHzADCP USGS标准 四次测量中任一次与四次平均值之差需小于平均值的5 底跟踪模式说明 模式5 BM5 标准模式1200kHz 最小底跟踪深度0 6米 R20 默认 模式7 BM7 浅水模式1200kHz 最小底跟踪深度0 3米 R30 必须注意 呯速率为BM5呯速率的1 3 美国河流测流断面平均水深分布 Mode11 Mode5 Mode12 Mode1 Assumes1 200kHzRioGrande 根据USGS一年流量测验数据 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 断面水深 m 测验次数 美国河流测流断面平均流速 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 断面平均流速 m s 测验次数 根据USGS一年流量测验数据 Fulford 1992 Mode5 11 12 Mode1 12 ADCP流速 流量测量建议采用的参数设定值 参数设定值说明 以上参数可在WinRiver软件中 用户指令 栏内键入 其它参数可采用系统默认值 注意 当最大相对流速 流速相对于船速 超过4米 秒时 应设定误释流速参数值 WVxxx 设误释流速 0 4 最大相对流速 如果在浅水 低流情况下可在WinRiver软件中 用户指令 栏内设置水跟踪模式11 WM11 如果是浅水 高流情况则设置水跟踪模式12 WM12 设置仪器参数 图形属性1 设置仪器参数 图形属性2 保存 读入 仪器设置 在 文件 菜单中选择保存配置文件打开配置文件 设置ADCP时钟 可以通过此菜单来设置ADCP的时钟值 设置ADCP时钟 执行设置ADCP时钟命令后出现以下画面 数据采集 在 采集 菜单中选择 开始 F4 停止 F5 发射声波 数据采集 当执行开始发射 F4 命令后 ADCP立即执行各种命令 在执行中可能会出现以下的错误信息 但没有关系 按继续就行了 这是由于汉化后造成的BIG 不影响测量进行 数据文件 数据文件名的格式为 ddddMMMx NNN其中 dddd 用户指定的文件名前缀MMM 测量序号 从000开始自动增加x 自动添加的文件类型标志 有 r 原始数据w 参数设置文件n GPS数据文件d 测深仪数据文件t ASCII码输出文件h 外部罗经数据文件NNN 文件序号 从000开始 自动增加 测量主画面 测量记录 当有效层数大于或等于2时才可以按开始记录数据 F5 进行数据记录 此时要求输入当前仪器离岸边的距离值 并设置好左 右边 按确定按钮后计算机就开始进行记录测量的数据 测量记录过程 测量记录 当一次测量结束后再按停止记录数据 F5 后即可停止计算机再记录测量数据 此时要求输入另一边离岸边的距离值 输完后按确定就完成了一次测量过程 如果需要再从对岸测量回来 只需再次按记录数据就行了 操作方法和前面一样 结束测量 如果测量完成后 则需要按停止发射 F4 后才能停止ADCP的工作 否则ADCP一直处于发射状态 此时会消耗蓄电池的能量 测量注意事项 船速越慢精度越高 一般船速不超过最大流速 在未知河段测量时 应先预测一次 然后将测得的河床深度 形状及流速大小输入到 设置向导 中 以设置合适的测量参数 在开始及结束测量的岸边 船应稍停留片刻 以便获得用于计算岸边流量的10个平均数据 应当用多次断面测量的平均值 至少四次 即来回两次 作为最后的河流流量测量结果 ADCP维护保养注意事项 换能器面不能压在硬物上 也不能长期受太阳光照射 每次用完后要清洗擦干ADCP表面 每次插ADCP上的插头时 要抹一点硅脂 插好ADCP上的插头后 要锁好锁圈 而在拔下插头前 一定要先松开锁圈 ADCP不需标定 即使ADCP不在水中 也可以让它发射声波脉冲 即在空气中可以检测ADCP 而不会有任何损坏 这一点不同于许多其它的声学设备 四 数据回放 通过文件菜单选择回放模式 则可对已测量的数据进行回放和处理等操作 数据回放及处理功能 读入ADCP原始数据文件显示各种数据图形重新计算盲区流量按新的参数计算平均值输出ASCII码的原始数据输出平均数据文件输出测流报告打印各种数据图 常用报表内容 各种显示图 在 查看 菜单中可选择 剖面图 流速 回波强度 流量等断面图等值线图 流速 回波强度 相关性等等值图航迹 流速矢量及航迹线图时间序列 航向 纵横摇 船速等剖面图列表查看 GPS 底跟踪 流量 流速等数据表 常用图形内容 回放示意图 修改图形显示比例尺 在 设置 菜单中选 系统设置 数据处理 在 设置 选配置设定 修改盲区参数重新计算盲区流