无人机载雷达在冰厚及冰层结构探测中的应用
2021-06-28刘辉冀鸿兰罗红春郜国明张宝森牟献友
排灌机械工程学报 2021年6期
刘辉,冀鸿兰,罗红春,郜国明,张宝森,牟献友*
(1. 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院,内蒙古 呼和浩特 010018; 2. 黄河水利委员会黄河水利科学研究院,河南 郑州 450003)
黄河宁蒙河段防凌形势严峻,是凌情灾害重点防控河段.黄河河道冬季结冰过程是黄河防凌研究的一个重点[1],野外原型观测是最直接的研究方法,可为数学模型预报、凌灾评估提供数据支撑,为物理模型研究提供参照原型.冰的厚度及其变化过程是冰凌监测最直观且重要的指标之一,对于冰塞冰坝的形成、冰对建筑物作用力具有重要指向作用[2],其他指标如冰的强度[3]、温度[4]等均得到相应的研究,冰厚则是比较难监测的物理指标.
目前在大范围冰厚监测中,卫星遥感、雷达探测、舰载声纳等技术均较为成熟.在小范围冰厚监测中,最常用也最可靠的测量方式是人工打孔,其测量方式较为传统,故存在作业强度大、工作效率低等弊端[5],探地雷达已经成功在冰川冰[6]、海冰[7]厚度测量中得到检验,效果较为理想.在淡水冰测量方面,张宝森等[8]利用探地雷达对黄河头道拐水文站河道断面的冰厚进行了测量;刘之平等[9]设计了冰水情一体化双频雷达测量系统;刘晓凤[5]利用探地雷达测量了松花江的冰厚,测验效果良好.探地雷达测量冰厚多是原位冰面测量,在冰层不稳定的情况下不能使用,为提高测量效率,需要寻求一种不受时间、空间限制的测量方法.ARCONE[10]利用直升机携带探地雷达……
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