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雷達水位監測站原理分析

作者:全自動氣象站監測設備     出處:自動氣象站     更新時間:2025-07-07

雷達水位監測站主要是利用雷達波來測量水位高度,其原理如下:

雷達水位監測站裝備有雷達傳感器,傳感器會向水面發射高頻雷達波(通常是微波頻段)。這些雷達波以光速傳播,當遇到水面等目標物體時,會發生反射。

就像光照射到鏡子上會反射一樣,雷達波遇到水面這個“鏡子”也會反射回來。例如,在平靜的湖泊中,雷達波垂直發射到水面,會有比較規則的反射。

監測站通過記錄雷達波發射的時間和接收到反射波的時間。由于雷達波的傳播速度是已知的(在空氣中近似為光速c = 3×10?m/s),根據公式\(d = c\times t/2\)(其中d是距離,t是往返時間),可以計算出傳感器到水面的距離。

例如,如果雷達波往返時間為\(t = 2\times10^{-6}s\),那么根據公式計算出的距離\(d=(3×10?m/s×2×10^{-6}s)/2 = 300m\)。這里除以2是因為計算的是單程距離(傳感器到水面),而測量的時間是往返時間。

知道了傳感器到水面的距離后,再結合傳感器的安裝高度(這個高度是預先測量并設置好的),就可以計算出水位高度。

比如傳感器安裝高度為\(H = 5m\),計算得到的傳感器到水面距離為\(d = 3m\),那么水位高度\(h = H - d=5m - 3m = 2m\)。

這種非接觸式的測量方式具有諸多優點,比如不受水質、水流速度等因素的直接影響,能夠比較準確地實時監測水位變化,并且可以在惡劣的環境條件下持續工作,被廣泛應用于河流、湖泊、水庫等水域的水位監測。

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雷達水文-(6).jpg


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