冰水情一体化雷达监测装备

任务来源：

技术领域：水利信息化

技术来源：产学研合作开发。

技术原理

冰水情一体化雷达监测装备基于现代探地雷达技术研发，其基本原理是：地面上的发射天线将高频带短脉冲形式的高频电磁波定向送入地下，高频电磁波遇到存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面，由接收天线接收。水、冰、砂石（泥沙）的介电性质差异明显，为雷达的准确探测提供了基础。高频电磁波在传播时，电磁场强度与波形将随着介质的介电特性及几何形态变化，通过接收天线接收的雷达波进行振幅、波形和频率分析，获得雷达图像，通过图像后处理即可确定冰厚和水深。

技术特色

冰水情一体化雷达监测装备和飞航式冰塞冰坝快速测量装备用于冰厚和水深的同时测量及冰塞冰坝等险情的快速远程非接触式测量，该装备以双频超宽带雷达为核心，同时耦合了高精度的实时动态差分GPS定位系统（RTK）用于实时采集测点的经纬度坐标，能够准确、全面地取得结冰河流、湖泊或水库的冰层厚度空间分布情况和对应的水深、水下地形，为冰情观测和防凌防灾提供高质量的数据信息。

技术指标

冰水情一体化雷达监测装备冰厚测量范围：0～6m，测量精度：厘米级；水深测量范围0～16m，测量精度：厘米级；工作温度：-40～60℃；GPS定位精度：厘米级。

应用范围及前景

冰水情一体化雷达监测装备可广泛应用于高纬度和高寒高海拔地区的河流、湖泊、水库、渠道的冰情、水情原型观测和数据测量，为防冰减灾工作提供高精度数据支撑。
该装备已经成功应用于黑龙江漠河段、松花江铁路桥和群力段、黄河托克托段、万家寨水库等江河渠库的冰水情测量。多方实际应用表明：相比于国内外河流冰情原型观测装备，新研发的冰水情一体化雷达监测装备首次实现了冰水情的联合测量，且具有设备先进、可靠性好、效率高和测量数据准确的特点，可以高效地获取冰灾易发河段冰水情参数的连续数据，更清楚地认识冰塞、冰坝发生的原因和本质，为冰凌洪水的预防和消减提供了准确、可靠的数据，具有广泛的实际应用前景和巨大的经济社会效益。
典型案例：2015年12月，中国水利水电科学研究院与大连中睿科技发展有限公司合作，采用中睿科技创新研发的IGPR-10型冰厚水深综合探测雷达，在我国最北方的河流黑龙江漠河北极村段，首次成功进行了冰封河流冰厚水深连续综合探测，开创性地获取了我国第一幅高精度河流连续冰厚水深雷达图像。通过沿河流中宏线、河流中宏到河岸横断线进行的10km测线的探测作业，IGPR-10型冰厚水深综合探测雷达性能表现优异，冰厚水深探测结果准确，作业快捷，并能够同步精确坐标定位，可在-30℃环境下稳定可靠工作。这一创新高新技术成果为我国河流冰情基本观测、河流凌汛预防预警和凌汛爆破排险提供了先进的设备和手段。

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