ADCP和DVL：最新技术发展
所有的海员都知道海洋移动。有些人在乘风破浪时while壮成长，而有些人则挂在上面，寻找顺风而下的铁路，脸上满是绿色。但是，测量水或物体在水中的运动是许多海洋技术和应用的关键方面。可以使用称为多普勒效应的声波原理来测量水中的运动。声波在移向您时的频率或音高比移开时高。您会听到警车警笛飞过时产生的多普勒效应，而警笛的特征是声音的强度不断增加，当警笛通过时会逐渐减弱。
多普勒效应可启用一种称为海洋多普勒电流剖面仪（ADCP）的关键海洋仪器。该设备测量流过它的水的运动。当安装在固定的浮标中或海底时，它可以测量水流。可替代地，当安装在诸如海底交通工具的移动平台中时，该仪器可以测量相对于水或海底的运动。这就是所谓的多普勒速度测井（DVL）。最强大的宽带ADCP的第一批专利于1997年发布。此功能发动了电流测量的现代时代。此后的几十年中，海洋学家和海洋工程师以各种配置使用了这些工具，并且已经交付了数千种工具。但是最近几年带来了什么？
Fusion车辆上的嵌入式DVL（Nortek提供照片）
随着ADCP / DVL生态系统的成熟，出现了许多创新。最近，领先的制造商将创新发展带入了该领域。 Teledyne RDI是ADCP商业化的第一家公司的后继者，继续为海底车辆提供关键技术，尤其是DVL。 Hydroid的REMUS是最常用的无人水下工具之一。该车辆通常采用Teledyne的紧凑型DVL，其原始配置是将四个换能器安装在一个环中。这些车辆中的DVL会增加GPS位置（记录在水面），并经常进行惯性运动测量，以帮助车辆跟踪其位置，以改善“航迹推算”。
四个换能器阵列不是DVL的唯一配置，也不是UUV的唯一受益者。另一种配置是相控阵。这看起来像一个换能器面，但实际上是一个由电子计算机控制的换能器元件阵列，可形成指向不同方向的一系列声波“束”。最近，Teledyne推出了首款额定为6000米的相控阵DVL，即先锋300。在给定的尺寸和性能下，相距阵技术提供了比传统DVL更大的底部跟踪范围，在这种情况下，相距海底的最大距离为275米。先锋DVL在R / V Petrel的支持下被用于Vulcan Inc的深额定ROV上，因为它在太平洋地区发现了许多第二次世界大战沉船事件。现在，Teledyne的最新DVL Tasman使用了相同的配置。该解决方案于2019年4月推出。可现场更换的相控阵换能器设计提高了位置精度，消除了对声音校正速度的需求，并减少了水下车辆的阻力。该仪器还提供以太网连接性，对当今日益复杂的海底车辆很有帮助。
SPRINT-NAV即使在极端的角度下也能正常工作（照片由Sonardyne提供）
同时，在Sonardyne，Syrinx DVL已被纳入一种创新解决方案-混合型惯性导航仪SPRINT-Nav。在这里，DVL传感器，惯性运动单元和深度传感器被封装在一起，具有许多优势。例如，各个DVL光束用于更新INS解决方案，同时还计算DVL速度矢量。结果是更准确，更稳健的声学惯性解决方案，其中INS可以丢弃单个波束测量结果，即使某些DVL波束失去底部锁定也可以保留。不同传感器之间的对准偏移是在工厂计算得出的，因此可以快速调动系统，并且无需进行GPS对准。部署非常灵活，即使在极端角度下也可以安装系统。
另一家在该领域进行创新的制造商是Nortek。尽管大多数DVL采用圆柱形状因数，但这并不总是适合某些应用。在一种情况下，一种新的海底车辆，SRS的Fusion要求使用不同的形状。 Fusion是一种混合式水下航行器，在一个系统中将AUV和ROV功能与潜水员导航和推进功能结合在一起。 Nortek为该车提供了较小的传感器和电子设备，以及独特的在线传感器布置。此外，仪器套件还添加了专用的高度计，可在车辆正下方进行更精确的高度测量。 DVL的发展使依靠它们进行导航的海底车辆能够进一步创新。
DVL与海底车辆一起迅速发展时，其ADCP表亲也在不断发展。 Nortek在此提供了另一个示例。为了提高运营效率并降低当前测量成本，他们最近推出了ECO平台。 Nortek的用于浅水剖析的微型ADCP ECO宣布将于2019年底发售。它具有手持式，无线充电的1MHz ADCP，并通过智能手机应用进行了编程。通过基于云的自动服务提供数据处理和质量保证。除了针对仪器本身的这些改进之外，Nortek还使开发进一步迈进了一步，并设计了紧凑的浮标和定时释放系统，以简化在浅水中的部署。
ADCP和DVL可以说是海洋学和海底机器人技术的最重要推动力之一。尽管它们不是新技术，但近年来它们的发展非常迅速。新的阵列设计，不断增加的频率范围多样性和新颖的配置已迅速出现。受当前消费者技术（包括应用程序和云计算）启发的创新是令人兴奋的发展，在海洋仪器领域中很少见。但是对水运动测量的需求是巨大的，并推动了同样重大的创新。下一个十年的运动将令人兴奋。
塔斯曼DVL采用单个相控阵（图片由Teledyne Marine提供）
