ADCP比测实验的统计分析.pdf

第30卷第6期 2010年11月 海洋测绘 HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTING V01．30，No．6 Nov．，2010 ADCP比测试验的统计分析 吴炳昭1，李占桥2，孙 辉1 (1．海军司令部航海保证部，天津300042；2．海军海洋测绘研究所，天津300061) 摘要：比测试验是一种常用的海洋调查仪器综合检测方法，通过对移动载体ADCP的一次比测数据的统计与 分析，指出可以用标准差和超差点合格比例来评价ADCP观测数据的合理性。 关键词：比测试验；多普勒海流剖面仪；标准差 中图分类号：P204 文献标识码：B 文章编号：1671-3044(2010)06．(1074．03 如何对水面船载调查测量设备进行海试验收， 并作出合理的结论，依据目前已发布实施的标准规 范的相关条款，行业中有一系列常用的试验方法。 如对新的重力仪，按照文献[1]要求，应进行内符合 或者外符合的海上动态试验。一般来讲，仪器在出 厂前均进行了检定，并给出了误差限，该误差限不大 于规范、规程规定的允许误差。但是在实际使用条 件下，仪器是否能够达到室内检定的精度，则需要通 过对比观测来确定，简称比测。比测是对仪器的整 体检定，根据它的测量值和标准仪器的示值之差来 判定仪器的总误差是否超过允许值，依此来判定仪 器是否合格。如果两台同类测量设备的测量精度分 别为6。和岛，那么，其95％置信度的互差20应该满 足2(7．≤±2√6j+6i。 目前，对多普勒海流剖面仪(ADCP)来说，海上 试验时，通常采用同站或同船比测，而对不同移动载 体搭载的ADCP进行整体性能的海上试验检查，则 是一项全新的工作，有必要从安全高效的角度出发， 制定科学合理、简便可行的试验方法，通过统计计算 给出定量的测试结果。 2比测方案选择 在某海域，针对水下移动平台安装的ADCP和 船载ADCP进行了比测试验。在水文调查中常用 对比观测方法来确定被比测仪器的误差大小，以 判定被比测仪器能否使用或能否继续使用。文献 [3]中规定了GPS和同船ADCP两种比测方法，使 用部门常用GPs算法和底跟踪算法对船载ADCP 进行检查，由于移动载体的特殊性，无法使用HY／ T102规定的比测方法，因此，考虑用其他船载同类 型ADCP进行近距离同时段走航测流比测的外符 合检查方法。由于比测点的海流同时不同位，因 此，分析计算并恰当评定比测误差是对比观测的 重要环节。 设标准值和检测值分别为戈扑算扪i=l，2，?，rt， 比测偏差为di=％一石扪那么： 一 1 “ 比测偏差的平均值为：d=土∑di “l=1 几—■——_ 比测偏差的标准差为：s(d)=．／土∑(di-d)2 、『／Z口1 剔除粗差后的比测标准差记为矿，误差限记为 △(互差限则为2A)。 试验海区应选择水流速度无显著变化，海况不 大于3级，水深大于60m(最好能够覆盖平台的工作 深度和仪器的量程)，便于平台转向，无渔网和无水 下障碍物的海区。根据文献[4]中海洋水文观测的 要求，在走航测量中，调查船应尽可能保证匀速直线 航行，并保证航速不超过ADCP观测的临界速度。 由此可见，航行姿态的较大波动对ADCP测流准确 度有直接影响，因此，只要作业环境许可，应设计较 长的比测航行线，以确保有足够的样本数量，参照文 献[3]的规定，剔除粗差后，有效数据总量不应少于 100组，试验中取样本总量≥120组，那么，比测线路 的长短￡可用以下公式计算(单位：m)： L=k×T×V×(120÷m) (1) 式中，k为稳定测线长度调节系数，一条比测线时取 1．3，多条比测线时取1．4；T为测流数据平均周期， 单位：s；V为载体(测船)航速，单位：n∥s；m为有效 流速数据层数。 收稿日期：2010—08-23；修回日期：2010—09-26 作者简介：吴炳昭(1962．)，男，江苏盱眙人，高级工程师，主要从事海洋测绘仪器及测绘质量管理研究。 万方数据 第6期 吴炳昭，等ADCP比测试验的统计分析 通常，近岸浅海的海流受潮流的影响较大，就本 次试验数据来看，半小时的幅度变化就比较明显，统 计计算后，重合点的互差超出误差限，所以，不适合 作内符合比测，但可以通过往返测线的海流时间序 列矢量图进行定性分析，辅助判断测量结果的趋势 性好与不好。 参照文献[4]中海洋水文观测7．1．2海流观 测一测量的准确度指标(与IHO国际海道测量规范 中对海流的测量精度指标要求基本相同)：流速 lOOcm／s、水深。200m时，定点测流的流速准确度 为_+5cm／s、流向为±50，注意到原始记录中，层深有 0．8m的互差，进行内插调整后，平均修正流速 +0．52cm／s、修正流向+1．230，但不影响标准差计算 结果，而且比测线相隔距离在380