浅谈ADCP测流时的误差及处理

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美国RDI公司生产的骏马”系列瑞江”牌河流ADCP是RDI公司的第三代声学多普勒河流流量测量系统。与第-代和第二代河流AD-CP相比，瑞江”ADCP的尺寸，重量，盲区都大大减小 ；价格也大幅度降低。美国国家地理调查局已接受瑞江”ADCP作为其河流流量测量的标准仪器之-。

瑞江”ADCP主要有以下优点：l、采用了RDI公司的宽带信号处理专利技术。该技术的应用，在保证精度的前提下，提高了流速测量的空间和时间分辨率。

2、测量剖面深度范围大。例如600kHzADCP，其测量剖面深度范围可以从0.7米至75米(注：剖面深度与含沙量及单元长度有关)。这样- 台600kHz ADCP即可以适用于大部分河流的水深情况。

3、对较高含沙量河流适用性较好。高含沙量意味着水体对声波能量的吸收增强。这时需要采用较低频率的系统才能达到较大的剖面深度和保持底跟踪。然而-般低频系统分辨率较低。由于采用了宽带信号处理专利技术，RDI较低频率的系统(600kHz和300kHz)在较高含沙量情况下具有较好的穿透性，并且分辨率较高。

4、瑞江”1200kHz和600kHz ADCP有两种工作模式：标准工作模式和浅水工作模式。标准工作模式适应范围大 ，应用于大多数情况。

然而在水很浅，流速很低情况下，采用浅水工作模式可以有效的提高测量精度。

5、最近 RDI公司开发出了零盲区”技术 ，首先应用于 1200kHzADCP。因此，瑞江”1200kHz ADCP可以用于更浅水深的河流和湖泊。

二、走航式ADCP介绍和工作原理1、仪器构成仪器主体是-个三声束或四声束换能器 ，电子部件 、磁通门罗盘、倾斜计、温度传感器、底跟踪固件都在此整体结构中。具有用来连接DGPS定位系统的DGPS接口、RS232或RS442数据通信接 口。-般都用个人计算机或便携机运行专用软件接收处理得到数据，生成测速测流结果，用通信电缆连接ADCP和计算机。

2、工作原理与传统的人T船测，桥测 ，缆道测量和涉水测量的基本原理-样：在测流断面上布设多条垂线；在每条垂线处测量水深并测量多点的流速从而得到垂线平均流速；但ADCP所测的垂线可以很多 ，每条垂线上的测点也很多。ADCP方法与传统方法的不同：传统方法是静态方法，ADCP方法是动态方法。ADCP在随测量船运动过程中进行测量；传统方法的测流断面通常要求垂直于河岸。ADCP方法不要求测流断面垂直于河岸。船航行的轨忌以是斜线或曲线。

测得流速分布的同时，利用ADCP内的回声测深仪测得各预定垂线的水深，利用河底跟踪或外接GPS测得各垂线的地理坐标。根据流量测验规范的规定，ADCP在计算机上直接显示记录断面流速分布和流量。水面、河底及近岸测不到的流速的盲区区域，将采用经比测验证的经验系数来计算这些区域的流量值。

三、ADCP测流时测验误差走航式ADCP在实际运用中也有不足之处：1)在含沙量较大 、流速较大的地点 ，使用效果不好，受影响的程度与仪器性能有关，在正式应用前，应进行在各种水文条件下的比测作用，确定能否应用；2)推移质问题。有推移质存在，就要用 GPS定位系统代替河底跟踪系统；3)盲区的存在有时很影响测流测验的准确性。

根据这些和我站在水文测验中的实际运用 ，发现在我站流量测验中，测验产生的误差主要来源于以下几个方面：l、-般说发射频率F与超声波速度c由于温度、盐度的变化导致超声波速度发生改变会引起水体流速误差，不过在我站测验中因为ADCP仪器内部得到补偿和校正，以及本身测验河段为淡水环境 ，盐度和温度变化不大，所以误差很小，可以忽略。

2、外界无线电、地磁异常、宇宙射线、GPS卫星置换等外部干扰产生的ADcP测验和GPS定位的偶然误差，对于我站来讲，因为我站采用的是仪器与电脑直接连接，且没有采用外接 GPS定位 ，所以这部分误差对我站测量没有影响。

3、ADCP、GPS、GPS罗经和超声波精密水深仪等设备内部的噪声干扰产生的ADCPt]验和GPS定位的偶然误差，我站只存在ADCP内部噪声干扰产生的偶然误差，不过通过多次测量是可以避免的。

4、ADCP流量计算原理公式中部分面积 、流速矢量 、船速矢量产生的误差，即ADCP内部磁罗经、底跟踪或者外部设备GPS导航、GPS罗经、超声波精密水深仪产生的测量系统误差。

5、ADCPtJ验程序WinRiver的命令参数不适合本地测量环境，导致测量数据产生的误差。

四、如何多方面消除ADCP测验的系统误差ADCP流量计算原理公式中部分面积、流速矢量 、船速矢量决定流· - - - 470---量的精度，针对这部分的测量系统误差，有必要从以下几方面控制测验误差，提高测验精度。

1、从使用电源着手降低设备噪声，降低测验误差我站采用稳定的 12V直流电源(蓄电池)输出，且具有过压 、过流、过温、短路等 自动保护功能，并能在恢复正常条件后正常工作，负载电流 15A，使ADCP和各种外接设备电噪声恒定，。1：作持续稳定 ，消除或降低噪声畸变给ADCP和外部设备在流量测验过程中产生的误差。

2、从仪器安装固定方式降低测验误差目前 ，我站用于固定 ADCP仪器的是随厂给的木质固定板，在测验时受风浪影响大，且入水深度得不到保证 ，后在固定板上增加救生圈，使风浪影响减小 ，入水深度有 了-定保证 ，但不能根本解决问题；现准备购置ADCP测量专用船，来减小风浪影响和保证入水深度。采用专用ADCPN量船可以保证走航ADCP设备安装在铅直线上 ；控制好AD-CP入水深度，保证 ADCP设备的四个超声波探头的波束没有被船体等遮挡；保证ADCP设备的3#超声波探头的指向、船舶船首指向和外接罗经指向绝对-致(三个指向相互平行 )；保证厘米级GPS定位设备天线安装在ADCP设备的铅直线上方 ，并且控制GPS天线的高度，使GPS天线周围没有任何遮挡；保证高精度的超声波精密水深仪外部仪器安装在铅直状态，使所测水深真实可靠。通过正确的仪器安装固定，使AD-CP设备的纵尧横邑制在允许范围内，使GPS定位数据能真实反映ADCP设备的位置，使GPS定向数据能真实反映ADCP设备的方位.这样流速矢量 、船速矢量的真实性和精度就得到大幅度的提升，流量的精度也就相应达到更高的要求。

3、从优化ADCP配置参数降低测验误差(1)运用相应专用软件，将ADCP、GPS、GPS罗经等设备的波特率统- 设置在 19200bps或者38400bps上，使ADCP、GPS、GPS罗经各种数据在WinRiver记录中同步 ，避免波特率不-致给ADCP程序带来乱码或导致程序呆滞。

(2)选择适合本地汛期与枯期的水跟踪模式 、底跟踪模式和其它ADCP命令。在WinRiver程序采集模式下 ，先使用测验配置向导 ，根据仪器安装、本地水情 、河道等实际情况，输入或选择当前测站准确的ADCP设备、ADCP吃水、磁偏角、当前断面最大水深(根据水情的涨落率，预置最大水深可适当增加0.5-lm)、预计断面最大流速(根据水位情况，查出推算的线上流量结合断面水流现状，估算断面最大流速)、预计最大船速 、河床类型等，由配置向导 自动生成基本适合本地的向导命令，其次在向导命令建立后，在用户命令中键人更加适合本地的专用命令 ，从而降低ADCP因为配置不合理产生的测验误差。每次测验都针对即时水情 、河床进行相应配置 ，有利于提高现场测验精度。

我站采用的是 1200kHz的ADCP，在应用ADCP进行流速、流量测量时，为保证最佳的测量数据，我站对常用参数采用如下设定：1)水深单元高度：WS即水层测量单元 ，我站采用WS26即单元高度设定为0.26米。

2)水深单元个数：WN即设定wNx (水流层数设置为XXX，XXX根据实际情况设置数值，水深单元个数：最大深度 m)÷WS(cm)2)。

3)水跟踪发射次数：WP设定为wP4，即每个数据ADCP发射4个水流跟踪脉冲。

4)底跟踪发射次数：BP设定为BP4，即每个数据ADCP发射4个底跟踪脉冲。

5)盲区：WF1200kHZ ADCP采用的是零盲区技术，所以我站设定为WF05，即零盲区换能器，盲区设定为0.05米。

6)盐度：ESESO，用来修正声速，淡水湖泊Es-般为0，海洋测验根据实际盐度填写命令，以修正声速，提高测验精度。

以上参数在WinRiver软件中设置”中寻配置设置”在命令”菜单中用户命令”栏中输入，注意：当最大相对流速(流速相对船速)超过4米甩p时，应设定误释流速参数值：WVxxx。误释流速0.4 X最大相对流速。

此外配置好-些固定参数也是减少误差的关键，如深度单元(水层)脉冲间隔时间：TP，1200kHz系统此值应设置为0.05秒(T1)0oooo5)；工作模式：WM(WM1，标准模式 ，当水较浅时，可根据流速设置不 同WM5、WM8、WM1 1、WM12模式)；最大底跟踪深度：Bx(Bx，按断面最大水深的 1.5倍计算，单位：din。)，水温为 lO。c、盐度为0.OPP，r时，底跟踪的最大范围：1200kHz是28m；底跟踪模式 ：BM5，默认底跟踪模式，适应系统所有频率，可提供良好性能，配合水跟踪模式 l 1，可测量水道浅水区；底跟踪模式BM7，充分利用成熟的低点底跟踪能力，浅水深可为30厘米。

4、从ADCP航迹和航速降低测验误差安装ADCP的船舶在进行流量测验时，严格按照 (下转第471页) 技小议工程量清单硇好处青海剩东公路工程建设公司 王永奎[摘 要]本文论述了工程量清单的涵义、作用、分类，以及与定额计价的区别及表现形式。

[关键词]工程量 清单1、工程量清单的涵义①工程量清单是把承包合同中规定的准备实施的全部工程项目和内容，按工程部位 、性质以及它们的数量、单价、合价等列表表示出来，用于投标报价和中标后计算工程价款的依据，工程量清单是承包合同的重要组成部分。

②工程量清单是按照招标要求和施工设计图纸要求 ，将拟建招标工程的全部项目和内容依据统-的工程量计算规则和子目分项要求，计算分部分项工程实物量，列在清单上作为招标文件的组成部分，供投标单位逐项填写单价用于投标报价。

③工程量清单，严格的说不单是工程量，工程量清单已超出了施工设计图纸量的范围，它是-个工程量清单的概念。

2、工程量清单的作用和要求①工程量清单是编制招标工程标底价，投标报价和工程结算时调整工程量的依据。

②工程量清单必须依据行政主管部门颁发的工程量计算规则 、分部分项工程项 目划分及计算单位的规定 ，施工设计图纸 、施工现场情况和招标文件中的有关要求进行编制。

3、工程量清单的分类工程量清单的分类，按分部分项工程单价组成来分有：①直接费单价(也称工料单价)直接费单价由人工、材料和机械费组成。我国目前的单价是按照现行预算定额的工 、料、机消耗标准及预算价格和可进人直接费的调价确定。其他直接费 、间接费、利润、材料差价、税金等按现行的计算方法计取列入其他相应价格计算其中，这是我国目前绝大部分地区采用的编制方式。

②部分费用单价(也称综合单价)部分费用单价只综合了直接费、管理费和利润，并依综合单价计算公式确定综合单价。该综合单价对应图纸分部分项工程量清单即分部分项同工程实物量计价表，-般这部分费用属于非竞争性费用。综合费用项目如脚手架工程费、高层建筑增加费、施工组织措施费 、履约担保手续费 、工程担保费、保险费等，这部分费用属于部分性费用。我国目前非竞争性费用采用定额预算编制方法套用定额及相应的调差文件计算，而竞争性费用由投标人依据工程实际情况和自己的能力自由报价。

③全费用单价(国际惯例)全费用单价由直接费 、非竞争性费用和竞争性费用组成。该工程量清单项 目由工程清单 、措施费和暂定金额组成。工程量清单由分部分项工程组成，措施费由各措施项 目费组成：暂定金额即不可预见费，它包括工程变更和零星工程(计 日工)。全费用单价合同是典型、完整的单价合同，单位工程能形成-个独立的子 目分项编制。对于该子目的工作内容和范围必须加之说明界定 。工程量清单不能单独使用 ，应与招标文件的招标须知、合同文件、技术规范和图纸等结合使用。

- 是有利于实现从政府定价到市场定价，从消极 自我保护向积极公平竞争的转变。工程量清单计价有利于实现从政府定价到市场定价，从消极 自我保护向积极公平竞争的转变，对计价依据改革具有推动作用。特别是对施工企业，通过采用工程量清单计价，有利于施工企业编制 自己的企业定额，从而改变了过去企业过分依赖国家发布定额的状况，通过市澈争 自主报价。

二是有利于公平竞争，避免暗箱操作。工程量清单计价，由招标人提供工程量，所有的投标人在同-工程量基础上 自主报价，充分体现了公平竞争的原则；工程量清单作为招标文件的-部分，从原来的事后算账转为事前算账，可以有效改变目前建设单位在招标中盲目压价和结算无依据的状况 ，同时可以避免工程招标中的弄虚作假、暗箱操作等不规范的招标行为。

三是有利于风险合理分担。投标单位只对自己所报的成本 、单价的合理性等负责 ，而对工程量的变更或计算错误等不负责任；相应的这- 部分风险则应由招标单位承担这种格局，符合风险合理分担与责权利关系对等的-般原则，同时也必将促进各方面的管理水平提高。

四是有利于工程拨付款和工程造价的最终确定。工程招投标中标后，建设单位与中标的施工企业签订合同，工程量清单报价基础上的中标价就成为合同价的基矗投标清单上的单价是拨付工程款的依据，建设单位根据施工企业完成的工程量可以确定进度款的拨付额。工程竣工后，依据设计变更 、工程量的增减和相应的单价；确定工程的最终造价。

五是有利于标底的管理和控制。在传统的招标投标方法中，标底- 直是个关键因素，标底的正确与否、保密程度如何-直是人们关注的焦点。而采用工程量清单计价方法，工程量是公开的，是招标文件内容的-部分，标底只起到-定的控制作用(即控制报价不能突破工程概算的约束)，仅仅是工程招标的参考价格，不是评标的关键因素，且与评标过程无关，标底的作用将逐步弱化。这就从根本上消除了标底准确性和标底泄漏所带来的负面影响。

六是有利于提高施工企业的技术和管理水平。中标企业可以根据中标价及投标文件中的承诺 ，通过对单位工程成本 、利润进行分析，统筹考虑、精心选择施工方案，合理确定人工、材料、施工机械要素的投入与配置，优化组合，合理控制现场费用和施工技术措施费用等，以便更好地履行承诺 ，保证工程质量和工期 ，促进技术进步，提高经营管理水平和劳动生产率。

七是有利于工程索赔的控制与合同价的管理。工程量清单计价可以加强工程实施阶段结算与合同价的管理和工程索赔的控制 ，强化合同履约意识和工程索赔意识。工程量清单作为工程结算的主要依据之-，在工程变更 、工程款支付与结算等方面的规范管理起到积极的作用，必将推动建设市场管理的全面改革。

八是有利于建设单位合理控制投资，提高资金使用效益。通过竞争，按照工程量招标确定的中标价格，在不提高设计标准情况下与最终结算价是基本-致的，这样可为建设单位的工程成本控制提供准确、可靠的依据，科学合理地控制投资，提高资金使用效益。

九是有利于招标投标节省时间，避免重复劳动。以往投标报价，各个投 标人 需计 算工 程量 ，计 算 工程量 约 占投 标报 价工 作量 的70%-80%。采用工程量清单计价则可以简化投标报价计算过程，有了招标人提供的工程量清单 ，投标人只需填报单价和计算合价，缩短投标单位投标报价时问，更有利于招投标工作的公开公平、科学合理；同时，避免了所有的投标人按照同-图纸计算工程数量的重复劳动，节省大量的社会财富和时间。

十是有利于工程造价计价人员素质的提高。推行工程量清单计价后，工程造价计价人员就不仅能看懂施工图、会计算工程量和套定额子目，而且要既懂经济又精通技术 、熟悉政策法规，向全面发展的复合型人才转变。

(上接第 470页) 断面计划线导航行驶，航行轨迹与断面计划线重合越高，流速矢量、船速矢量的测验精度就越高；ADCP每测回的开始和结束，WinRiver软件中尽量不出现测船转弯航迹，如果有此现象，在数据回放前，要截除弯头航迹数据。同时进行ADCP验时，测船速度应该低于水体流速，测船行驶中导致水体流场的改变就小，流速矢量和船速矢量不产生相互干扰，流速矢量、船速矢量的测验精度就越高。

5、从 ADCP测验数据的数据回放与后处理降低测验误差每次测验完成后，对相应数据进行回放，首先剔除航迹转弯 、流速矢量异常的垂线数据集合；然后通过WinRiver软件观察每个测回单位水层的流速数据块，如果存在白色空块，在测验配置的处理中适当增大wT流速误差阀值，使流速数据 白色空块最少，这样可以大大降低 AD-cP后处理软件提取流速出现较大误差；通过适当改变罗经偏角，使每个测回数据中的底跟踪(BTM)航迹和GGA航迹完全重合，同时使四个测回总流量的标准偏差尽量最小，这样测回间的系统误差就降低了。

WinRiver软件回放工作完成后，输出相应 BTM和 GGA状态下的T文件。在ADCP后处理程序中，对T文件中非盲区的数据进行数据检查 ，如果依然存在空数据，可以采取相邻数据插值，再次降低空数据带来的误差 ，最后将流速矢量投影到测验断面上，进行ADCP垂线流量提韧ADCP垂线流量计算。按垂线计算的ADCP流量，同时与WinRiver平均流量报告和流速仪法常规流量测验进行比测分析，可以再进行流量精度深分析。

五、ADCP测验总结通过多方面提高ADCP验精度，减少了测验误差，也提高了AD-cP的测验成果，在水文测验工作中，ADCP验方式相对于传统方式有着方便、快捷和省时等多方面的优势，同时，在实践操作、运用计算、比测分析中，深深体会到ADCP的确是世界上最先进的流量测验设备，值得广泛推广- 471-