Page 50 - 《应用声学》2024年第1期

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3.2 外场试验数据分析 较，分析结果如表1所示。
2016 年 5 月在外场试验中使用 150 kHz 声学 表 1 中实际测速偏差是 ADCP 测速数据相对
多普勒流速剖面仪 (Acoustic Doppler current pro- 于 GPS 测速数据未作标定时的测速偏差，对比 4 ◦
filer, ADCP) 进行测速试验，试验中固定发射信号 和 6 波束开角下 GPS 速度和 ADCP 速度可知，实
◦
编码码元数 L = 13，填充系数 Q = 6，在波束开角 际测速偏差和公式计算的理论测频偏差均为负值，
分别为 4 和 6 时进行试验，通过改变换能器大小 波束开角增大时，实际测速偏差与公式计算的理论
◦
◦
来获得不同波束开角，换能器尺寸越大，波束开角 测频偏差呈现相同的变化趋势，即波束开角增大，
越小。选择水底较平坦、速度变化较小的数据帧分 测频偏差增大，与前文分析一致。由于测频偏差计
析 ADCP 相对于 GPS 测速结果的偏差。同时在上 算公式存在简化误差，且设备的基阵安装可能具
述试验条件下利用式 (27) 计算理论测频偏差，通过 有位置偏差，即实际波束主轴与设计的波束主轴方
试验所得 ADCP 测速数据以及 GPS 测速数据可计 向存在夹角，因此理论测频偏差和实际结果有一定
算实际测速偏差，将其与公式计算得到测频偏差比 差异。

表 1 不同波束开角下实际测速偏差与公式计算值对比
Table 1 Comparison of actual velocity measurement bias and formula values under different
beam angle

波束开角/(°) 平均深度/m GPS 平均速度/(cm·s −1 ) ADCP 平均速度/(cm·s −1 ) 实际测速偏差/% 理论测频偏差/%
112.13 311.88 309.00 −0.92 −0.81
4
105.73 313.08 310.30 −0.89 −0.77
114.67 209.56 207.39 −1.03 −0.89
6
114.37 396.93 391.12 1.46 1.27

Huang Xiongfei, Yuan Bingcheng. Study on echo model
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值。波束开角增大时，频谱不对称程度增强，测频偏
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差增大。通过仿真实验及外场试验数据证明了分析 Huang Xiongfei, Yuan Bingcheng, Chen Xi. Spectrum
结论的正确性。针对波束开角对多普勒测频结果的 characteristics of signal in broad-band Doppler sonar[J].
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