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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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' Y& g8 C+ Q4 k- ^5 ?" d, M

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6 V& z8 @9 z2 @

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。

. Z! ]. M5 @1 @# E; Y' ^

1、多波束噪声的问题

7 [ h- ~0 E- v# n8 ^2 ~5 Q

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。

' R+ `& B" J$ {$ n: E( k6 }0 h

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:

- M$ u9 z) m" W

Noise Test.

: W, o3 l4 u/ r- q. ]9 |5 w3 x

Signal Amplitude in dB

- t9 x8 _4 X9 Y

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

. s0 T# E' k0 u8 u% _3 Q7 a

0              83.2*        44.7         52.7

- r$ \$ k3 Q7 Z* H& v( K

1              82.4*        44.3         51.7

8 S& k8 D4 P2 X' ~9 [, Z7 j

2              82.6*        43.9         50.7

+ D. E9 r1 `0 @9 D w

3              82.4*        44.1         50.7

2 C) }2 R; a8 e5 b4 l7 y

4              81.8*        43.9         49.5

$ q, E& Y( y# e

5              82.3*        44.1         51.1

. e9 U' |+ p& ^# Z0 [) x

6              82.7*        44.1         52.3

* {" Q, J1 L) W

7              82.6*        44.3         52.3

" S) s) y. p9 o. [

8              82.6*        44.4         52.3

" D' }) }- E, l

9              83.6*        44.1         52.1

, q; q! P, f6 i" N Q9 D. M

10              83.5*        44.4         52.2

# P" k2 N% T5 _: S+ @

11              83.9*        44.4         52.5

: o; d" [/ H" I/ b X

12              83.8*        44.3         51.1

6 U. ]3 U0 E" r1 k1 |0 X

13              83.8*        44.6         52.1

, K; k( ~: w" U3 C/ t, w* ?2 N/ x4 I

14              84.3*        44.4         52.9

7 {- [+ T2 N7 U8 v# l

15              83.9*        44.3         51.8

' ~' L( m* p) s; j; H) l+ D. I9 |8 M

16              84.5*        44.3         52.4

" f; H( a- \, t: j8 K# {" U# _

17              84.1*        44.2         51.6

0 i+ h7 ~+ r0 ?$ w6 j! g# ]

18              83.1*        44.1         50.2

. d) I% ~4 q7 _3 r

19              82.5*        44.5         49.4

/ V* y* Q L1 B

20              81.2*        44.3         49.0

; [6 L$ P m) H- K+ F

21              80.9*        43.9         47.5

! M' }9 M) u( x/ ~, b. y1 V& G" B

22              80.8*        44.1         47.8

' `4 J; R* O0 O1 b" u) x3 f( w

23              80.1*        44.3         48.4

T n x& R. f2 w4 N

24              79.4         44.3         48.5

2 b; ^+ p/ \1 b& j, D2 `2 H

25              80.7*        44.0         47.4

; A/ ]$ {: v0 y0 p& o

26              80.3*        43.8         48.6

2 I/ D, c) m( Q* r& v

27              78.8         44.2         47.7

8 v2 {& y: h/ Q# q2 X* v ^: G

28              77.0         43.9         46.4

& o4 a: o9 h7 q2 s1 s

29              75.5         44.2         46.4

5 l2 ^5 J" `1 q. T2 T- k

30              77.8         43.9         46.5

" l! K# t* j! Q5 a+ [/ X" z+ i \

31              79.6         44.1         46.4

+ v; e8 _5 I {

32              81.9*        44.2         49.4

& d9 C/ s" Y. g9 [5 B+ ^& H

33              80.5*        44.2         48.5

& A: X+ [& k- O5 u& U% d* `* n2 a: Y

34              80.0         44.0         49.3

& @* [0 X* {" X l2 E

35              73.1         47.3         42.0

$ z5 g5 A! E! j, i: D

36              81.7*        43.9         49.0

6 k1 A& q" q9 H/ T0 ^- s! Y2 g7 k4 v

37              82.0*        44.0         50.1

6 u* u3 T, [4 Y) ]# ]; r

38              81.1*        44.1         50.0

$ i2 f# L% I+ K3 b

39              80.5*        43.8         49.2

: B6 d! l& P S( X& K

40              80.6*        44.1         48.6

H+ O( ^1 s g& {

41              81.2*        44.2         49.6

- K6 @% |" Y, o, V" `/ {. J. H

42              81.9*        44.2         49.2

. h4 b4 ]3 U; l {2 X

43              81.3*        44.3         48.9

% K" w7 ?# e& m* x% c

44              80.7*        44.1         49.6

; @3 K, b" ? `- y7 X4 c

45              82.9*        44.2         49.9

# ~& X' _4 \7 J& ]

46              83.4*        44.1         49.4

) R( c3 B2 i9 g: ]6 p$ u3 g2 T. I

47              82.5*        44.3         50.3

0 ^) I3 I' o5 w. B: h( b

48              83.6*        44.2         51.0

+ t7 Z9 A% c. v' i1 w- R$ l9 g

49              85.1*        44.4         50.6

b$ @4 [8 G% f" D

50              84.2*        44.3         50.2

8 O1 B; E8 o& d" _2 ^: N

51              82.7*        44.4         49.7

4 A& y) l! L1 y V

52              80.7*        44.1         49.7

% Y& K" Z3 _- }- C. L% E

53              81.8*        44.1         50.6

+ W6 Q/ h7 p, r7 _1 [

54              82.1*        43.9         49.1

. `1 W* i# N6 g

55              80.6*        44.3         48.9

& S" S+ U; s( K* v

56              80.8*        43.9         48.1

" {3 J% f9 Y" h+ |) u

57              81.9*        44.3         49.3

3 a/ E A+ }9 O* h) f

58              81.6*        44.1         47.5

V" S: B, L2 a- ?& w( v- `, a

59              80.7*        44.3         48.8

9 q. _8 E8 ~/ `- o7 x+ `

60              81.3*        43.8         48.8

% K$ x7 B6 G+ {1 B3 T9 j8 q' e

61              81.7*        44.6         49.7

! O; H; X& R- \, Q' m0 v

62              82.5*        44.1         49.4

+ `4 K* k* N1 I0 I0 S+ `

63              82.5*        44.5         50.2

6 O0 r: [2 _: @0 m# ^3 i2 {

64              82.6*        44.3         49.9

6 x- m: g4 w5 \' K

65              82.9*        44.1         50.2

: |" O- M+ a( J8 T \

66              83.3*        44.2         49.7

! k6 [* Q$ z+ n% O2 b5 v; T3 X

67              82.4*        44.1         49.2

+ h! b7 `" a2 O/ I ~: v9 @; l

68              81.1*        43.9         48.7

k0 U/ S% f& S, @) R; I

69              80.7*        43.8         48.6

7 V3 ?, _3 R6 g7 s1 o* B3 g, ?& Y

70              81.6*        44.1         48.4

8 h: |- u3 K/ D& u3 Q& k

71              81.6*        43.8         48.4

. V0 b4 W3 S" b3 b2 @7 I

72              79.5         43.5         47.8

) b! T6 k9 M8 k# y( T1 [' w' o

73              80.0         43.3         47.5

, g9 W s* W( i0 w

74              80.3*        43.9         47.6

$ r3 t( X8 ]% n7 ~6 g4 R4 m

75              80.3*        43.9         47.2

% ` O- y4 D, s# W1 d

76              81.3*        43.8         46.6

. d6 `' l" F4 l# j: E2 S8 ?

77              82.2*        43.8         46.9

9 B$ u) A5 |& B, w+ a7 G2 g7 P

78              82.0*        43.8         47.4

; w8 M0 N% x7 y; u m# Z

79              81.4*        43.6         47.3

% d4 F# W1 Q% |3 v3 G

80              80.5*        44.1         47.6

l9 w5 o- |" ?) d

81              80.3*        43.5         46.6

7 n0 Z7 m9 n7 g0 d% A- A

82              79.7         44.0         45.8

8 W- N( e! C$ ^; P" y

83              79.9         44.2         45.9

B* [; X Z5 u0 g4 x: r2 ]! u

84              79.0         44.0         45.9

8 n# n" V. M% M5 c

85              78.7         43.9         45.8

6 t: \. w$ I4 k j5 N0 O

86              77.3         43.8         45.2

9 u6 Z; S0 {: K2 g2 t1 u% W f S

87              76.4         43.7         45.9

3 V8 j3 [+ c( R, P' P

88              76.0         43.8         45.1

* ?$ M8 S3 r1 {0 W$ L

89              75.1         43.6         45.2

6 m/ Y F+ ]5 e1 z

90              75.1         43.7         44.1

9 W/ x- t U3 o1 T- v

91              75.7         44.1         44.1

! ]+ @$ p4 W* Z4 F7 x

92              76.1         43.8         43.9

8 a; B$ E8 l$ {' |* M5 g

93              76.7         43.8         44.3

4 N+ u J- r1 V( W5 f3 t$ ]

94              77.6         43.8         44.9

K$ f, |! q F" V% V) H( J

95              77.7         44.0         44.4

- y$ B/ z( ?5 E7 d" |

96              76.9         43.7         46.0

5 l a; f8 D- l

97              76.9         43.8         44.9

6 r) l1 Y! n# b; E

98              78.0         44.1         45.5

9 X3 d4 B% Z V" Q2 B) L0 S& m! m; N

99              78.1         44.4         45.5

# h, F% Q7 [7 x: }3 x

100              77.7         44.2         45.3

4 m) t. J+ K6 r2 l, G

101              78.4         44.3         46.4

' H) e1 v' ~3 t+ V% D

102              78.8         44.2         46.7

/ G" I4 C4 W% v( b

103              79.3         44.2         49.0

0 k ` W" r/ u2 ]* G

104              80.2*        44.5         49.5

- P8 T9 K3 G k/ d

105              80.9*        44.1         50.9

6 [( k; Z3 X0 C3 x% b z8 u6 d- x

106              81.6*        44.5         51.5

2 V, P' E/ S, f* @6 E5 O

107              82.3*        44.5         52.2

" h X2 m1 m2 T1 M, z4 U( a6 T

108              82.9*        44.1         51.0

" V0 p! u* u% t i+ v+ s

109              82.9*        44.5         50.9

4 l. ?) d6 C2 t8 L, K

110              82.3*        44.5         50.3

, X1 G5 f" w, B/ `0 N: [3 q

111              82.3*        44.6         50.5

- e4 }2 Y/ u0 o4 b r

112              82.2*        44.6         51.1

5 H/ _/ o) l0 w

113              83.4*        44.6         52.3

9 `' ~' a6 W( |. h& r; g `

114              83.8*        44.2         52.2

2 e ~: Q6 v. O* b4 `' \/ C

115              84.3*        44.6 53.3

1 {6 Y( l: g& t5 e2 A- E

116              82.6*        44.2         52.0

5 F6 W! b" Z$ |3 X

117              82.2*        44.2         51.3

+ ^1 y1 U G* @% Q

118              82.3*        44.1         50.2

! g7 W5 w% Z) d4 c0 @; x5 _; p/ _+ W' d

119              83.1*        44.2         48.9

, F- q' E z+ L1 \1 Q3 W

120              82.0*        44.5         48.8

( q9 X5 w+ c0 z2 \

121              81.1*        44.5         47.8

$ O% S8 Y. T6 e( i

122              79.7         44.3         46.7

9 s* }- |( f ?

123              79.1         44.0         46.4

4 o1 F& A& y% e# {8 X4 x' N+ F' ^

124              78.6         44.1         46.6

0 E. V6 C5 Y9 x$ ^

125              78.0         43.9         46.0

* G2 n1 o* v, t; g2 N ~

126              76.6         44.3         45.3

9 {4 [& E ^- `

127              75.4         44.2         44.8

$ [/ N' X. i# l; U" A

Summary:

4 T) i6 Z; Y4 R! b

Number of Noise errors found 90

) @* ?& I4 O+ }& k4 m/ Z: Q

200kHz       300kHz       380kHz

. {6 u! V" g' l+ T# D7 E

Average         81.4         44.2         49.3

8 H8 \$ q; r' A

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115" M+ y$ L: R* v       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》。 : p. h" N' a) \2 n8 ?

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。

1 I- }8 k5 _% g+ {) K( R

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。

& E# f( Q) ]- ]' {' K

2、电火花电源箱冒烟了

! c" @% \8 m) G- }2 A+ k

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。

3 B3 [. V, d# i7 V. r& Q8 L' B i

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。

6 ?" w, q. v& y+ v( X! t

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。

) T/ k! W: G7 _; ^: W- Q6 `' z

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

: O1 R# g; Z7 z7 M$ u

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。

5 M. Q, z ~* g3 {( |/ J/ K

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。

# r# E! K* [. c8 c0 P! @4 g) p

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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