声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profiler,简称ADCP)是一种基于水声多普勒原理进行工作的超声波测速设备,在现代水文测验中已经得到越来越多的应用,对其技术的研究也日益受到人们的关注。在ADCP测量过程中,复杂的水流环境以及测验作业上的各种误差会给流速数据的质量带来严重影响,如何精确获得剖面流速和流量数据的研究至关重要。本论文提出能够改善ADCP流速数据质量的技术,并对测验中遇到的各类误差源进行分析,通过选用和设计合理的算法修正各类误差,进而提高流速和流量数据的精度和质量。具体的研究内容如下：首先,对ADCP测流的基本原理和ADCP系统框架进行简要介绍,并从中引出流速数据处理模块的数据处理详细过程。通过选取合适的经验声速公式对声速进行实时校准,将多普勒频移转换到径向流速；结合姿态传感器数据将波束坐标系下的四个径向流速转换到地理坐标系下的流速；底跟踪获取船速和剖面水深数据；最后利用流速面积法计算流量。接着,分析流速测量过程中异常数据的来源,提出在流速数据处理中改善流速数据质量的方法。通过确立深度单元层内径向流速的无效标准,对无效的部分分层或某一波束的径向流速进行全面估算；采用GPS与底跟踪相融合的技术对船速进行校验；利用相关性和实测区域流速对表层盲区流速进行估算。然后,对ADCP系统中可能存在的误差进行分析并采取相应的解决方案。ADCP系统中存在的误差源主要有换能器盲区、姿态传感器安装偏角、换能器安装偏角、系统中外界辅助设备(温度传感器、压力传感器、姿态传感器、GPS等)本身的随机误差和同步误差等。针对各种误差,选用和设计合理的修正算法,对其进行补偿,以降低各种误差对测流性能的影响。最后,在以上研究的基础上,将剖面流速数据处理的全过程及其误差校准算法在系统中实现并进行实验验证。设计了温度传感器、姿态传感器、GPS的调试流程和流速数据处理的软件,并通过实验数据对以上数据处理流程和误差修正算法进行有效验证。