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海洋测绘工具 -海洋测绘主要包括哪些手段

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4 {, d6 v) \/ ?$ m# w$ U2 I4 u

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' o! @- N* i7 O

本次外业大约历时2个多月,中间遇到了多波束噪声、电火花电源箱冒烟、侧扫声纳绞车承重头内部线路中断,连接拖鱼的硫化头烧坏问题。

# Q6 ~( Z' D' A M; \ q: G

1、多波束噪声的问题

8 j- f% T+ F& m5 c5 ?

在外业采集过程中,EM2040D多波束水体图呈现了明显三段,意思就是,多波束的相位检测出现了问题。我们怀疑这是多波束老化造成的,就像Reson7125在使用后期只有振幅检测有效。

6 v9 R) o! E' z5 D

EM2040D有三个频率,分别是200kHz、300kHz和400kHz。自检程序检测它们的噪声水平如下:

' j8 @, T8 V! C

Noise Test.

: O3 S' i* {% F3 v5 Z" Z

Signal Amplitude in dB

2 z$ n$ A, M; X6 H7 T

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

& [- R8 D: n" s4 ^% i0 `) W3 t

0              83.2*        44.7         52.7

, C& u+ L6 M$ i2 q" x* u

1              82.4*        44.3         51.7

8 Y6 o* p8 F5 u( N

2              82.6*        43.9         50.7

7 b1 I: \) Q2 v' v; M X

3              82.4*        44.1         50.7

: ?2 ^& C5 I4 ~

4              81.8*        43.9         49.5

) I0 C) ?7 r9 U( A0 S- H; k

5              82.3*        44.1         51.1

* T( x7 f7 E I, `; x+ Y5 U

6              82.7*        44.1         52.3

: Z/ ^+ s. F- [) F( K! n5 U5 r

7              82.6*        44.3         52.3

( x8 b& G+ G- ]8 F& ]) V4 R9 e1 P

8              82.6*        44.4         52.3

) {! C V2 m0 E' m9 @1 K

9              83.6*        44.1         52.1

) T$ s+ O; @/ d) @

10              83.5*        44.4         52.2

9 A" a/ \0 Q# `

11              83.9*        44.4         52.5

; b9 \& X% ~- I7 p3 ]

12              83.8*        44.3         51.1

+ B* e6 p( i4 S1 P1 h; R

13              83.8*        44.6         52.1

2 |, k3 O0 A9 G& k% I6 J1 C

14              84.3*        44.4         52.9

$ J8 D9 c2 a2 `/ }- L5 i% v! R

15              83.9*        44.3         51.8

0 `# ]8 x0 x/ Q2 g4 {3 G3 t

16              84.5*        44.3         52.4

0 H$ Y2 H/ C* d4 u1 b+ i* ^5 P

17              84.1*        44.2         51.6

( Q, P+ I' t# i1 ~7 C

18              83.1*        44.1         50.2

4 z( T, B: O# w

19              82.5*        44.5         49.4

3 f) s) V" B( p6 [& j

20              81.2*        44.3         49.0

' X- d1 M. T3 X, ]$ q" T0 E

21              80.9*        43.9         47.5

; a: ]: |4 V1 J; N, K

22              80.8*        44.1         47.8

( P9 l, `/ q: B. e9 }

23              80.1*        44.3         48.4

& ^1 J9 M- b+ z, O% u/ f

24              79.4         44.3         48.5

4 d7 z- N* L2 E" R$ E" Z7 V

25              80.7*        44.0         47.4

0 S: q% O5 S( I5 P

26              80.3*        43.8         48.6

5 X" J3 e0 O8 C) i: X' S5 x% T

27              78.8         44.2         47.7

4 V, R$ I `( U- e, S

28              77.0         43.9         46.4

8 ?0 ~' p. p2 c4 D* S6 y$ Z

29              75.5         44.2         46.4

7 o3 ?6 R v" A4 m/ f7 B

30              77.8         43.9         46.5

% X, z% l( V# X3 p1 v

31              79.6         44.1         46.4

% A6 Q$ r6 e4 e8 l* B* R- l3 \

32              81.9*        44.2         49.4

( W4 S J4 }, x% A" I7 M

33              80.5*        44.2         48.5

5 ~2 U' m/ y. x/ U2 L: q

34              80.0         44.0         49.3

6 n; }. ] J- j8 s; R9 a

35              73.1         47.3         42.0

0 b5 `, \$ I+ J1 v' ^5 Q

36              81.7*        43.9         49.0

6 e) F0 y# N0 m5 J/ H

37              82.0*        44.0         50.1

/ i' |- y/ Z1 N8 M( S1 \8 Q

38              81.1*        44.1         50.0

1 V2 A Q3 Y+ b. Y- }4 M

39              80.5*        43.8         49.2

) K4 K& s5 K# C4 B0 Y' K" J2 d1 M5 D' }) H8 R

40              80.6*        44.1         48.6

/ V7 ]! w, a! [

41              81.2*        44.2         49.6

2 P- ]. t) e ~# z- o3 N/ b2 B9 `

42              81.9*        44.2         49.2

# b/ h5 H2 K; T. M9 Q! b7 f

43              81.3*        44.3         48.9

0 G- |3 x% r# ^9 V; ~1 b. P# L

44              80.7*        44.1         49.6

# Q8 Y E2 s2 Y1 M6 g8 g

45              82.9*        44.2         49.9

$ T. S+ G1 x" J- |! D, t

46              83.4*        44.1         49.4

* u# `+ O' K/ e8 `( h& J

47              82.5*        44.3         50.3

. R& w! A9 E, s+ F3 D {! R" Z

48              83.6*        44.2         51.0

- d! J E$ u: w

49              85.1*        44.4         50.6

; \" r% _ |" v0 d+ C$ [

50              84.2*        44.3         50.2

: K8 P. D- L) N) q1 M. ?! }

51              82.7*        44.4         49.7

- I, @5 [/ J& Q4 i+ X1 N1 [

52              80.7*        44.1         49.7

$ J$ E9 c2 ?, ]- ~5 y8 b

53              81.8*        44.1         50.6

3 ~! M! _ E3 F6 A a4 B

54              82.1*        43.9         49.1

( h" d. a- h7 z6 Q3 t

55              80.6*        44.3         48.9

% h7 U+ V9 V6 i/ S. R7 Q' i- ~

56              80.8*        43.9         48.1

, Y/ `# E! O1 X# |

57              81.9*        44.3         49.3

: f5 a' b2 |6 D# _* i$ T$ \) l

58              81.6*        44.1         47.5

2 Q1 a$ C( |$ _' {* D

59              80.7*        44.3         48.8

! f1 _ P8 x( W* p }, x

60              81.3*        43.8         48.8

" _! V+ ]$ K; X! z1 b6 Y3 m! r \4 f

61              81.7*        44.6         49.7

( D0 b+ [1 E# W. r2 _

62              82.5*        44.1         49.4

, e& b6 }2 T) G6 [, ~$ G: V

63              82.5*        44.5         50.2

9 ?' x0 Q f5 }, d& ^2 O

64              82.6*        44.3         49.9

3 _; P- [3 y# c5 F' B

65              82.9*        44.1         50.2

@; ?; y' @) U1 R- s/ I

66              83.3*        44.2         49.7

8 Q3 {, [% N# H

67              82.4*        44.1         49.2

$ \- x, y1 z1 g% q% [1 o1 M* |

68              81.1*        43.9         48.7

, m# W- l/ F# |4 h* W! Z' G

69              80.7*        43.8         48.6

* c6 G6 m: x$ v) g

70              81.6*        44.1         48.4

$ t0 s! Z9 L) Z# u% P* h

71              81.6*        43.8         48.4

% e. A: X# `+ w! G

72              79.5         43.5         47.8

+ |4 _" k/ o, g; F: v; J

73              80.0         43.3         47.5

" H, l! o9 f$ E2 }, G: m; a

74              80.3*        43.9         47.6

7 D% u( X9 n4 ?

75              80.3*        43.9         47.2

, Q: z, D3 b% I% M& B

76              81.3*        43.8         46.6

- X Z, F" Y! {

77              82.2*        43.8         46.9

; p! V& B' X* w c9 [

78              82.0*        43.8         47.4

# N% W/ X0 E9 ~; J" z

79              81.4*        43.6         47.3

' H2 A# K9 [: T% i- E

80              80.5*        44.1         47.6

' F& c3 d9 d* a1 B( v, D

81              80.3*        43.5         46.6

* R8 s* h* ^& ~' N, s1 n) P2 c

82              79.7         44.0         45.8

2 s) n% E6 k$ w, m

83              79.9         44.2         45.9

% @ o% [* L x- K

84              79.0         44.0         45.9

I4 l2 R' B# y! b/ V% e( V; i9 p

85              78.7         43.9         45.8

/ |" g/ p4 \! q8 X

86              77.3         43.8         45.2

2 K" \9 v$ [ x6 W. a5 a

87              76.4         43.7         45.9

; h( a! \$ _+ x3 Z

88              76.0         43.8         45.1

# n* m& j" \$ l" e" \/ \, I

89              75.1         43.6         45.2

4 A% E9 f' j0 u" h6 ]( p

90              75.1         43.7         44.1

b6 d& i1 c. x& K. D7 K# Q& _

91              75.7         44.1         44.1

" ^' Y1 I ~! f8 t+ d2 b3 |

92              76.1         43.8         43.9

( I* i F) B! _7 v# Z c, x6 r: o

93              76.7         43.8         44.3

/ \$ f( o, s& L/ w" ^0 V

94              77.6         43.8         44.9

2 R, C+ H9 R4 X

95              77.7         44.0         44.4

- ^; K2 h" p- z, X& z; p# T) V( Y

96              76.9         43.7         46.0

) J& d! s2 T7 E- h7 Q$ @

97              76.9         43.8         44.9

* T+ X) J: I; N5 J( W9 V

98              78.0         44.1         45.5

5 z- F2 i6 c% {9 A% ]" z V

99              78.1         44.4         45.5

9 h- T! p$ f: y8 h

100              77.7         44.2         45.3

! S" w' U2 D( K6 L' C

101              78.4         44.3         46.4

+ y* M$ ?- S( q# h

102              78.8         44.2         46.7

5 q: M9 _4 K! a6 v

103              79.3         44.2         49.0

a- l4 I+ `* Y8 X

104              80.2*        44.5         49.5

" s' C: r9 R% D' A

105              80.9*        44.1         50.9

' V F4 @2 `1 b& n

106              81.6*        44.5         51.5

$ I# X- R1 ?( F% c) d: [

107              82.3*        44.5         52.2

/ Q3 Z# A0 G, `

108              82.9*        44.1         51.0

% |( B3 n! o2 D( {. ~, e# l9 |% k

109              82.9*        44.5         50.9

6 |+ {5 i7 X4 I5 K6 l1 {7 h/ B

110              82.3*        44.5         50.3

6 v; ^" N; J! Y+ M2 \. @

111              82.3*        44.6         50.5

, a4 k( a; L; I5 d$ O; ]

112              82.2*        44.6         51.1

; u; ]1 V# X" x2 n# [, I

113              83.4*        44.6         52.3

2 j, G+ n4 l# \# G& ?

114              83.8*        44.2         52.2

; q2 q' ~* |0 L! M6 l1 l( p2 |9 t

115              84.3*        44.6 53.3

# y& O$ I* t& s/ f" o2 v

116              82.6*        44.2         52.0

8 v0 e( n3 [2 L4 T6 @. I' T

117              82.2*        44.2         51.3

- U) g0 A! C- j3 V3 v t

118              82.3*        44.1         50.2

$ C4 } P+ M+ h& B& M) ]

119              83.1*        44.2         48.9

+ @0 I; r/ E/ R, d

120              82.0*        44.5         48.8

7 [, e9 v8 F% k& H2 H( t; O) w

121              81.1*        44.5         47.8

3 ]2 \- b( n6 w$ f$ e

122              79.7         44.3         46.7

" y: [" w4 R) p% l+ V! N0 H

123              79.1         44.0         46.4

0 D; c+ b& V9 ]# W

124              78.6         44.1         46.6

1 [4 N7 A0 V4 \; c9 O8 u& ?

125              78.0         43.9         46.0

' l4 l! o- j- F9 K3 c7 w" h

126              76.6         44.3         45.3

3 c$ ]3 @5 u2 _4 g/ _$ P# q z

127              75.4         44.2         44.8

; l# W4 }/ f! s$ P$ ?% w3 G

Summary:

1 ^( t$ D+ G& }" z

Number of Noise errors found 90

9 H7 L- V- d/ k5 [: S& M8 m

200kHz       300kHz       380kHz

" {; x! ~% I+ y& J

Average         81.4         44.2         49.3

) H& D* V H- x: E/ Q

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115 ! e' j1 e# `; J; c/ O# a       从噪声水平来看,200kHz噪声很大,远远高于300kHz和400kHz,这说明换能器可能附着了很多海洋生物,后来船舶上坞以后,事实也是如此,换能器地面长满了海虹,现场照片可翻看《船底固定安装的声学设备需要涂防污漆吗》。4 n* {; M) G' f. [

200kHz在如此噪声水平下,波束根本无法形成,而由于水深大于70m,400kHz也不行,只能300kHz可以用,为了保证回波和覆盖的稳定,波形选择Long CW。采集的原始数据噪声较多,人工删除噪点的工作量大,我们安排了3个人来干这个事情。

8 n! \# E" t* }, r6 m0 n0 p

换能器底面海生物清理以后,3个频率的噪声水平都比较低,回波稳定,原始数据基本没有噪声。虽然相位检测仍然存在问题,但是大大减轻了,相差1-2cm。因此,对于船底固定安装的多波束而言,换能器必须刷上一度防污漆。

, q% i3 B- Y' s2 n

2、电火花电源箱冒烟了

( D( \9 |1 k) E9 G3 j* Z0 E

外业队员发现GeoSpark电火花的电源箱冒烟了,赶紧关高压,断电。避风期间,我们将电源箱送到万能修陈先生那里,经检测,其中一个件烧糊了,见下图。

8 ^( `4 y( Z/ h& f' A

换了几个件以后,开机以后电源箱小屏幕显示HV Charger Error,见下图。测试之后,机器仍不能正常工作,接着再换了几个小件以后,才恢复如初。

' v" K4 k8 M1 y0 ^9 A0 N3 f

实际上,电源箱开机以后,正常显示的状态首先是Slow Start Active,然后是StandBy,开高压后,显示的是HV On。

0 {( s' x6 l% D0 b

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

4 ?$ l# [4 T) s# ~- L

由于之前使用的国内铠装缆在我们的调查船上只能连接Klein3000,不能连接Klein4000,我们从国外直接进口了Klein专用的铠装缆。它的承重头结构见下图。

. c. A& p6 I' r! }

承重头里的结构比较复杂,钢缆通过锥形件卡住,越拉越紧,见下图,连接缆是泡在防水胶里。当连接缆断了以后,我们拆开这些件以后,无法复原了,只保留了钢缆连接方式,抛弃了它的防水方法,直接使用防水胶带缠上。

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它的钢缆连接方式也非常不好维护,拆开的时候,我们需要一根根钢缆弄出来,才能敲出锥形头,安装的时候,需要将一根钢缆拨出来,拉直摆好塞进去。青岛晨明公司给我们定做的承重头就是钢缆夹具,用螺丝上紧即可。

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我们硫化承重头与拖鱼连接的部分,硫化了3次,效果不是很理想,可能是硫化的水平不行。其中一次,硫化头似乎烧掉了,我们怀疑里面进水导致短路,结果是连接拖鱼的母头短路。

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4、小结

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前段时间,同事小孟说他的同学遇到海洋测绘的问题就搜索本公众号,基本都能解决。这其实是本公众号的初心。欢迎海洋测绘同行多使用。除此之外,博主从中也感受到一点点成就感,哪怕是干自己喜欢的事情,也是需要鼓励的啊。

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     “xiaok海洋测绘网”是一个博客性质的网站,博主住在美丽的海滨城市--青岛,常年在沿海和大洋从事着艰苦的海洋调查工作。网站的内容是博主和同事们学习和工作的总结,主要包括三个方面:

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1、海洋调查设备的安装、测量和使用;

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2、海洋调查数据的后处理和图件编制;

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3、自编软件的开发和使用 。

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       坚持更新,积跬步,必有所成。网站的精华内容会在同名公众号更新。如果感兴趣,就扫描下面的二维码关注一下吧。公众号非常欢迎同行投稿。

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1、《海洋测绘十年》集十几年一线海洋测绘工作经验,还剩余几十本,购买时间截至到2023年年底;2024年及以后只送不卖,不再赠送本书的电子版和每年的年度文集。

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2、 2021年年终总结及文章索引

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3、 2022年年终总结及文章索引

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4、一些海洋数据的分享及地磁tiff的提取

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5、坐标转换软件OpenCoord介绍及下载

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城市一隅
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