差别

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--- zh:hydrology:liquid_flow_measurement:acoustic_doppler_current_profiler:start [2026/10/25 14:48] – [Janus 配置] tom
+++ zh:hydrology:liquid_flow_measurement:acoustic_doppler_current_profiler:start [2026/10/25 15:16] (当前版本) – [质量控制] tom
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 那么在Janus配置下，第 1 对波束的水平速度和竖直速度为:
 \begin{equation}
-u_1 = \frac{v_{r1}-v_{r2}}{2\sin\theta}=-\frac{c}{4 f_t \sin\theta}\,(\Delta f_1-\Delta f_2),
+u_{12} = \frac{v_{r1}-v_{r2}}{2\sin\theta}=-\frac{c}{4 f_t \sin\theta}\,(\Delta f_1-\Delta f_2),
 \qquad
-w_1 = \frac{v_{r1}+v_{r2}}{2\cos\theta}= -\frac{c}{4 f_t \cos\theta}\,(\Delta f_1+\Delta f_2)
+w_{12} = \frac{v_{r1}+v_{r2}}{2\cos\theta}= -\frac{c}{4 f_t \cos\theta}\,(\Delta f_1+\Delta f_2)
 \end{equation}
 第 2 对对向波束：水平分量与竖直速度为:
 \begin{equation}
-u_2 = \frac{v_{r3}-v_{r4}}{2\sin\theta}=\frac{v_{r3}-v_{r4}}{2\sin\theta}= -\frac{c}{4 f_t \sin\theta}\,(\Delta f_3-\Delta f_4),
+u_{34} = \frac{v_{r3}-v_{r4}}{2\sin\theta}=\frac{v_{r3}-v_{r4}}{2\sin\theta}= -\frac{c}{4 f_t \sin\theta}\,(\Delta f_3-\Delta f_4),
 \qquad
-w_2 = \frac{v_{r3}+v_{r4}}{2\cos\theta}=\frac{v_{r3}+v_{r4}}{2\cos\theta}= -\frac{c}{4 f_t \cos\theta}\,(\Delta f_3+\Delta f_4)
+w_{34} = \frac{v_{r3}+v_{r4}}{2\cos\theta}=\frac{v_{r3}+v_{r4}}{2\cos\theta}= -\frac{c}{4 f_t \cos\theta}\,(\Delta f_3+\Delta f_4)
 \end{equation}
 河流在竖向上的最终流速取值为两个波束竖向速度的均值:
 \begin{equation}
-w = \frac{w_1+w_2}{2}
+w = \frac{w_{12}+w_{34}}{2}
 = \frac{v_{r1}+v_{r2}+v_{r3}+v_{r4}}{4\cos\theta}= -\frac{c}{8 f_t \cos\theta}\,(\Delta f_1+\Delta f_2+\Delta f_3+\Delta f_4)
 \end{equation}
+====质量控制====
+四波束 ADCP 会独立算出两个竖直速度分量：一对波束给出 $w _{12}$ ，另一对给出 $w_{34}$。误差速度定义为
+\begin{equation}
+w_{\mathrm{err}}=w_{12}-w{34}
+= -\frac{c}{4 f_t \cos\theta}
+\left(\Delta f_1+\Delta f_2-\Delta f_3-\Delta f_4\right)
+\end{equation}
+如果流动在水平方向均匀，两对波束测到的竖直速度应该相同，$w_{err}$接近零。一旦它明显不为零，就说明水平均匀性假设被破坏了——两对波束穿过的水团性质不同，或者仪器/波束出了问题。
+<WRAP center round important 60%>
+误差速度大，通常提示数据有问题；但误差速度小，不等于水平速度一定准。某些特定的水流结构（比如凹形流速剖面）可能让两对波束的竖直分量恰好相互抵消，$w_{err}显示为零，而水平速度却存在明显误差。所以它只是一个质控指标，不是万能的
+</WRAP>
+====走航式ADCP====
+上面的公式默认仪器静止，测到的就是“水相对于仪器”的速度。走航式的情况下，仪器本身在动，所以必须把仪器（船）的速度从测量结果里扣掉，才能得到“水相对于大地（地球）”的真实流速。船速主要有两个来源:
+  - 底跟踪（Bottom Track）.ADCP 向河床发射声波，测河床相对于仪器的多普勒频移，直接得到船速。这是最常用的方法。它的优势在于：底跟踪和水流剖面测量共用同一套声学系统和坐标系，罗经误差、波束指向偏差等共模误差会相互抵消，所以底跟踪参考的流速质量通常很好
+  - GPS。当河床在动（动床）时，床面附近的泥沙（推移质、床沙）在强水流作用下滚动、跳跃、成层输移，床面形态也在迁移，底跟踪会把泥沙运动误当成船在反向运动，导致船速被低估、流速被高估，最终流量偏小。这时需要用 GPS 提供船速参考。中国黄河山东测区的实践就是典型案例：底跟踪在高含沙动床条件下失效，改用 GPS 后解决了问题