雷达水位监测站
雷达水位监测站是一种利用雷达测距原理来非接触式测量水体水位的自动化监测系统。
组成结构
1.雷达水位计：核心传感器，负责发射和接收雷达波，计算距离。
2.数据采集器/RTU（远程终端单元）：接收来自雷达水位计的原始数据，进行处理、存储，并按照预设程序控制数据上报。
3.通信模块：将采集到的水位数据传输到中心服务器。常用方式包括：
4.4G/5G：最主流，适用于有移动信号覆盖的区域。
5.NB-IoT/LoRa：低功耗广域网技术，适合电池供电、远距离、低数据量的场景。
6.卫星通信：用于偏远无信号地区。
7.以太网/WiFi：适用于有线网络或局域网覆盖的场合。
8.供电系统：
市电：最稳定。
太阳能+蓄电池：最常用，适用于野外无市电环境，实现独立供电。
9.安装支架与防护箱：
支架用于将雷达水位计固定在桥梁、涵洞、专用立杆或水池上方。
防护箱用于保护数据采集器、通信模块和电源，具备防水、防尘、防晒功能。
10.中心管理平台：云端或本地服务器上的软件系统，用于接收、存储、显示、分析水位数据，并提供数据查询、图表绘制、超限报警（如水位过高预警洪涝、过低预警干旱）等功能。
优势特点
1.非接触式测量：传感器不接触水体，避免了泥沙淤积、漂浮物、腐蚀、结冰等问题对传感器的损害和测量干扰，尤其适合水质恶劣、易结冰的水域。
2.高精度与高稳定性：现代雷达技术可达到毫米级测量精度，且受环境影响小，长期稳定性好。
3.免维护或低维护：无机械运动部件，不易磨损，基本无需日常维护，降低了运维成本。
4.适应性强：
不受水体颜色、透明度、泡沫、蒸汽的影响。
能在雨、雪、雾等恶劣天气下正常工作。
安装灵活，可在桥下、岸边、闸门上方等多种位置安装。
自动化与智能化：可实现24小时无人值守的连续监测，数据自动上报，实时性强。
5.安全性高：避免了人员涉水测量的风险。
工作原理
雷达水位监测站的核心是雷达水位计，其工作原理基于电磁波的飞行时间（Time of Flight,ToF）。
1.发射：雷达水位计向水面垂直发射一束高频脉冲雷达波（通常为26GHz或更高）。
2.反射：雷达波到达水面后被反射回来。
3.接收：雷达天线接收从水面反射回来的回波信号。
4.计算：电子单元精确测量雷达波从发射到接收的总时间（t）。
5.得出水位：已知雷达波在空气中的传播速度（光速c），则传感器到水面的距离（D）为：D=(c*t)/2。再根据传感器的安装高度（H，即从基准点到传感器天线的垂直距离），即可计算出实际水位高度（L）：L=H-D。
这个过程是非接触式的，雷达波束不与水体直接接触。
注意事项
1.安装位置：应选择水面平稳、无大量泡沫、无强风浪、无遮挡物（如树枝、桥梁结构）反射干扰的位置。
2.安装高度：需根据最大水位和最小水位来确定，确保雷达波束能覆盖整个水位变化范围，且不被淹没。
3.垂直安装：必须保证雷达水位计的天线面严格垂直于水面，否则会引入测量误差。
4.避免干扰：远离大功率无线电发射源。
应用领域
1.水文水资源管理：河流、湖泊、水库的水位实时监测，为水资源调度、防洪抗旱提供决策依据。
2.智慧水利：灌区渠道水位监控，实现精准灌溉。
3.城市内涝监测：在易涝点（如立交桥下、地下通道）部署，实时监测积水深度，及时发布预警。
4.环境保护：监测排污口、污水处理厂的液位。
5.水电站与泵站：监测前池、尾水水位，保障运行安全。
6.地质灾害预警：监测山洪、泥石流沟道的水位变化。