雷达水位监测站校准
一、校准的目的与依据
雷达水位监测站通过发射微波信号并接收水面反射回波，测量传感器到水面的距离，再结合安装基面高程换算水位值。校准的核心目的是消除系统误差，确保水位数据的准确、可比和可追溯。
校准工作依据以下文件执行：
《水位观测标准》（GB/T 50138）
《水文监测仪器 雷达式水位计》（GB/T 27920.2）
《计量校准规范 雷达水位计》（JJF 相关规范）
设备出厂技术说明书及检定证书
二、校准前准备
1. 资料与工具
| 类别 | 具体内容 |
|---|---|
| 资料 | 设备安装记录、基面高程成果、历史校准报告、出厂检定证书 |
| 计量器具 | 经过检定合格的全站仪或水准仪、钢卷尺（分度值 1 mm）、标准量块或校准支架 |
| 辅助工具 | 便携式测距仪、记录表格、通信调试终端 |
所有计量器具须在检定或校准有效期内，其最大允许误差应优于被测雷达水位计允许误差的三分之一。
2. 现场检查
确认雷达天线表面清洁，无附着物、无锈蚀、无遮挡。
确认安装支架牢固，水平度和垂直度符合要求，天线法线方向无干扰物。
检查供电电压、通信链路、数据采集与上传功能是否正常。
记录现场环境温度、湿度、气压及水面状态（平静、波动或结冰）。
三、校准项目与技术指标
| 序号 | 校准项目 | 技术指标（典型值） | 备注 |
|---|---|---|---|
| 1 | 示值误差 | 不超过 ±1 cm（量程 ≤ 10 m） | 按量程分段判定 |
| 2 | 重复性 | 不大于 0.5 cm | 同一测量点多次读数 |
| 3 | 分辨力 | 1 mm 或 10 mm（依型号） | 与标称值一致 |
| 4 | 盲区 | 符合说明书规定（通常 ≤ 0.3 m） | 天线正下方无效区 |
| 5 | 采样与输出 | 采样间隔、输出信号、通信协议符合设定 | 功能核查 |
具体指标以设备说明书和采购技术协议为准。
四、校准方法
1. 静态距离校准（实验室或现场支架法）
在雷达天线正下方设置可精确量值的反射面（金属平板或平静水面），按量程均匀分布至少 5 个校准点，一般取 10%、25%、50%、75%、90% 满量程。
每个校准点按以下步骤操作：
用钢卷尺或全站仪实测雷达基准面到反射面的垂直距离，记为真实值，精确到 1 mm。
读取雷达水位计输出的距离示值，连续读取 6 次。
计算每次示值与真实值的差值，即示值误差。
取 6 次误差绝对值中的最大值作为该点示值误差；取 6 次测量值的离散程度作为重复性指标。
逐点判定是否合格；任一点超差即判定该项不合格。
2. 水位值校准（现场水尺比对法）
适用于已投入运行的站点，直接对水位成果进行比对：
在校准期间暂停自动上传或做好数据标记。
在雷达探头正下方水面附近设置水尺，水尺零点与站点基面高程系统一致。
分别在低水位、中水位、高水位三个典型工况下各读取 10 组同步数据，读数间隔不小于 1 min。
计算各组雷达水位与水尺读数的差值，求取最大差值和算术平均值。
若平均差值超出允许误差，进入参数修正环节。
3. 参数修正与设置
安装高度修正：若雷达基准面到基面的实测距离与系统设置值不一致，按实测值重新录入安装高度参数。
补偿参数设置：按说明书要求设置水面反射补偿、温度补偿、滤波常数等参数；每次修改后须重新进行不少于 3 个点的复校。
基面一致性核查：核对雷达水位成果与水准点、水准联测成果的高程系统是否统一，避免基面偏差被误判为仪器误差。
五、校准周期与时机
| 情形 | 周期或时机 |
|---|---|
| 正常运行期 | 每年不少于 1 次 |
| 汛期高水位过后 | 增加 1 次专项检查 |
| 洪水、雷击、强风、碰撞后 | 立即进行 |
| 更换天线、主板、固件升级后 | 投入运行前 |
| 数据异常、连续超差 | 及时排查并校准 |
六、校准记录与报告
校准记录应包含以下内容：
站点名称、编号、设备型号、出厂编号、安装位置。
校准依据、环境条件、使用的计量器具及证书编号。
各校准点的实测值、示值误差、重复性数据表。
参数修正前后的数据对比。
校准结论：合格、不合格或限用（注明限用范围）。
校准人、核验人签字及校准日期。
校准报告应归档保存，保存期不少于 3 个校准周期，并纳入水文监测质量管理台账。
七、常见问题与处理
| 现象 | 可能原因 | 处理措施 |
|---|---|---|
| 示值系统性偏大或偏小 | 安装高度参数错误、基面不一致 | 复核安装高度与基面高程，重新设置 |
| 数据跳动、重复性超差 | 水面波动、波浪干扰、天线污染 | 加大滤波常数、清洁天线、增设静水井 |
| 近距离数据缺失 | 进入雷达盲区 | 核对盲区范围，调整安装高度或换用小盲区型号 |
| 高水位段误差增大 | 波束角内出现堤岸、植被等干扰反射 | 调整天线角度或加装导流罩 |
| 无数据上传 | 通信模块、供电、协议配置异常 | 按通信与供电检查流程逐项排查 |
八、安全与质量控制要求
登高作业须系安全带、设监护人，雷雨天禁止作业。
涉水作业须穿救生衣，水尺读数人员应站在稳固位置。
校准所用计量器具须按期送检，严禁使用超期器具。
校准过程中不得改动与校准无关的设备参数，修改须双人复核并留存修改日志。
校准结论须由具备相应资质的校准人员签发，原始记录不得涂改，修改处应划改并签名。
