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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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7 l: D) ?( s6 h% E2 q

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2 G8 Q+ C ?6 v2 u7 t7 d

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。

- e( P# I4 b& f- z6 s q, {6 O2 w7 B

1、多波束噪声的问题

9 D5 z }5 `" K/ i( r

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。

W7 S, C+ k, s7 |# i3 q

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:

; ~/ f O% q Z0 l1 y J4 s

Noise Test.

# X5 C3 f* |3 }; Q' F

Signal Amplitude in dB

D' g+ w: G. W2 Q

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

: T {' J o, d) S3 E' J

0              83.2*        44.7         52.7

$ x3 b) P% g% L, H

1              82.4*        44.3         51.7

0 q8 Y" ^. U6 u; L- Y z, M+ v, S6 v! X

2              82.6*        43.9         50.7

/ T1 ~5 q5 ]. W! t& j- N/ }4 l

3              82.4*        44.1         50.7

$ I( I) O& Q" F% j) W, @6 b6 @, ~* _

4              81.8*        43.9         49.5

, G6 f* `4 J$ @# e7 m+ d7 B1 w

5              82.3*        44.1         51.1

j0 ] K& J3 u) n

6              82.7*        44.1         52.3

) c) @2 z* Y) ^0 |

7              82.6*        44.3         52.3

y& t- h. H2 Y. m

8              82.6*        44.4         52.3

( v, }, J1 ~ y7 h6 r

9              83.6*        44.1         52.1

* `1 X7 Q, A/ L" c- u) d

10              83.5*        44.4         52.2

! y/ K- _# y' z3 F9 _

11              83.9*        44.4         52.5

& e/ V1 V# g9 Q, Q/ U/ K1 [

12              83.8*        44.3         51.1

( |) i" ]) L' W7 T

13              83.8*        44.6         52.1

0 v! Z3 X2 ?% c" b! i+ x

14              84.3*        44.4         52.9

3 F3 y! U' }; D6 I$ R6 E

15              83.9*        44.3         51.8

6 T0 m1 c3 }8 b

16              84.5*        44.3         52.4

; j5 N" ?: V8 m ^

17              84.1*        44.2         51.6

6 x$ ]/ g B$ R) Q

18              83.1*        44.1         50.2

0 ]5 R% t* ^ P

19              82.5*        44.5         49.4

" g& U. f q: L; M" k) s' E5 J M

20              81.2*        44.3         49.0

: g) {2 y( I+ L7 N. M0 Q+ R4 y

21              80.9*        43.9         47.5

" T" o4 P: v8 ~. I8 R! A, @' M8 v5 q. A4 q

22              80.8*        44.1         47.8

4 I* O7 q1 X1 G

23              80.1*        44.3         48.4

! ?- G* X: L [% Q+ |8 S' Z

24              79.4         44.3         48.5

' q* X1 c* a8 T$ ]1 y8 D8 k

25              80.7*        44.0         47.4

" g) f, m4 c1 h2 [; p

26              80.3*        43.8         48.6

2 W" T& b1 b) Y( z* h5 f

27              78.8         44.2         47.7

6 h2 L% B; \4 p4 ?7 @

28              77.0         43.9         46.4

$ J8 O& I" y m8 g

29              75.5         44.2         46.4

. d! r. G! |. z- S1 E

30              77.8         43.9         46.5

9 a% `6 T2 }* @

31              79.6         44.1         46.4

7 x! R$ d& }# C+ y' r

32              81.9*        44.2         49.4

7 F3 o9 ^. P- U

33              80.5*        44.2         48.5

1 a" G$ b3 {1 P. g

34              80.0         44.0         49.3

+ e9 D8 ~* n7 S7 k, R

35              73.1         47.3         42.0

9 {' X, e# x6 H+ {

36              81.7*        43.9         49.0

% R0 a1 C9 q: V

37              82.0*        44.0         50.1

7 x, w: H8 S& m; Q" x4 H5 }

38              81.1*        44.1         50.0

+ J* X+ b# R5 |7 y1 E1 a

39              80.5*        43.8         49.2

3 D4 Y& Z6 B1 X/ ]" X; U$ |$ C

40              80.6*        44.1         48.6

. L% j+ c3 |* o+ {

41              81.2*        44.2         49.6

" z4 J7 e( }" ~5 H

42              81.9*        44.2         49.2

) P! ~1 I& @# I4 u( m( H

43              81.3*        44.3         48.9

6 ?* r) {! A. |. ~, q- J8 D& I9 c3 R

44              80.7*        44.1         49.6

5 S$ s5 ^* |, @

45              82.9*        44.2         49.9

2 [0 v* t, j; ]( s$ q* S

46              83.4*        44.1         49.4

' y f: m2 a- X R, s

47              82.5*        44.3         50.3

9 ]' P6 o. Y* r! g) V$ J

48              83.6*        44.2         51.0

( Z4 g. x" r# ^! ]. }' S" G

49              85.1*        44.4         50.6

, \, y3 N9 _/ g, m& E

50              84.2*        44.3         50.2

7 [: O# y* V/ Q( a& Y) ?; K

51              82.7*        44.4         49.7

8 d7 j! y, Y, ?) b

52              80.7*        44.1         49.7

+ k2 u' l* X+ g3 T+ _

53              81.8*        44.1         50.6

& @0 M7 j# @4 l1 e3 F

54              82.1*        43.9         49.1

$ |& D0 ?, r! u- Y( k6 p: k" M

55              80.6*        44.3         48.9

* e! s' @6 p1 m9 y/ L7 |, E# M

56              80.8*        43.9         48.1

H' U( Z& {7 q$ b3 u1 v6 \$ y

57              81.9*        44.3         49.3

! X' n2 r8 r3 ^, P

58              81.6*        44.1         47.5

" d- F+ o( K$ n/ z2 V( `

59              80.7*        44.3         48.8

- |! u# Z' @+ o8 [( @9 Y, ^

60              81.3*        43.8         48.8

# ~6 v u8 G+ W0 L: x2 Z

61              81.7*        44.6         49.7

$ a' S! Q. L+ H3 t

62              82.5*        44.1         49.4

# O- T$ u& U) x! A+ i

63              82.5*        44.5         50.2

1 E! n& K: a e- c- }9 ~; `3 z

64              82.6*        44.3         49.9

% Y9 \' a' J+ y1 [! |

65              82.9*        44.1         50.2

2 d2 r% L2 t$ L. f

66              83.3*        44.2         49.7

5 B4 q# V1 y) v1 i* m( Z0 L% K4 w

67              82.4*        44.1         49.2

2 X e$ M) Z6 W$ k/ h) ^

68              81.1*        43.9         48.7

4 Z1 p1 v5 R W+ Q: ]

69              80.7*        43.8         48.6

: u5 Q/ E8 a8 G1 e6 O; g

70              81.6*        44.1         48.4

& x4 W f& Q' V- @( j* J) a

71              81.6*        43.8         48.4

3 _8 W, m6 v/ N) F" C

72              79.5         43.5         47.8

" G6 N! d/ h/ U0 I7 \- u* t

73              80.0         43.3         47.5

4 ]+ I' [( U- m# |2 z8 P

74              80.3*        43.9         47.6

) z s4 J7 H3 X6 l

75              80.3*        43.9         47.2

! b3 c! Y! N; Q+ @+ o

76              81.3*        43.8         46.6

6 L( o+ f+ D6 b+ t) B: c

77              82.2*        43.8         46.9

6 \+ h% n" o5 a0 y' j4 {+ r, z

78              82.0*        43.8         47.4

& {+ d% }; K" P2 e9 ~9 {2 p3 ~

79              81.4*        43.6         47.3

5 ^8 U1 N! i/ E. V! C

80              80.5*        44.1         47.6

4 q7 D! Y. _5 R- }* f- V

81              80.3*        43.5         46.6

: ]+ E- a& m+ R" F% J

82              79.7         44.0         45.8

, Y8 k- f( C) B# c3 r

83              79.9         44.2         45.9

) Q5 K2 p2 I7 O# R* v7 T+ `

84              79.0         44.0         45.9

E8 e( J$ ^2 A+ |

85              78.7         43.9         45.8

6 m8 N3 b6 N% b- v N2 A$ z

86              77.3         43.8         45.2

5 \; `5 A1 @: e+ o

87              76.4         43.7         45.9

% Z4 L' q' O2 r" O+ J! n9 x( h

88              76.0         43.8         45.1

7 {& l2 O/ T# [

89              75.1         43.6         45.2

! o8 `. B0 v* V q7 U& Q

90              75.1         43.7         44.1

, V6 c5 ~2 p. b6 B- a7 U

91              75.7         44.1         44.1

6 U3 c" h5 ]# e

92              76.1         43.8         43.9

3 r( Q0 w6 B/ s

93              76.7         43.8         44.3

$ g# T8 C) E' p3 ~" N

94              77.6         43.8         44.9

8 Q9 X& M* C2 B; J

95              77.7         44.0         44.4

$ x/ r6 z) I5 R" V. }

96              76.9         43.7         46.0

' X4 ~5 B/ V* d; s& M

97              76.9         43.8         44.9

- Q2 `* ^; P0 R* r3 L) b. y3 {3 G" j7 a/ }

98              78.0         44.1         45.5

9 {+ Z$ y2 t8 K0 o+ B3 g8 O" v

99              78.1         44.4         45.5

- d0 t0 s* p; H

100              77.7         44.2         45.3

) L1 j: j& P# ]$ `* k$ `

101              78.4         44.3         46.4

9 p7 E' ~! `9 D. e: r0 u

102              78.8         44.2         46.7

8 [% {. E4 O# w/ y- n. y! g

103              79.3         44.2         49.0

7 r: M1 ]2 u' r' q2 ^

104              80.2*        44.5         49.5

0 M8 V2 ~! E' S" z: S O

105              80.9*        44.1         50.9

# t$ d+ J8 N% z% l' b$ }7 t

106              81.6*        44.5         51.5

. A" W6 \+ o4 O0 G/ n( A- Y

107              82.3*        44.5         52.2

" R5 n h" t) q" ~( V: ?/ I

108              82.9*        44.1         51.0

0 \7 ?6 [8 J0 |# b

109              82.9*        44.5         50.9

: @/ m" G7 M- M; y- x. f1 j1 J# e

110              82.3*        44.5         50.3

; t5 Q* z2 m1 ^0 R2 E# t

111              82.3*        44.6         50.5

! A' b+ V4 R% h* l4 g! y4 o* X

112              82.2*        44.6         51.1

# [4 n! x, }! ]* B) F

113              83.4*        44.6         52.3

, w; }! w9 |# V! F( t

114              83.8*        44.2         52.2

% X1 y$ }" l5 _4 T" I( D

115              84.3*        44.6 53.3

4 f% ]! E! U, G7 C

116              82.6*        44.2         52.0

a# r* @3 c% t* q- x1 [' x! f, u

117              82.2*        44.2         51.3

% |, S% `, k( O" D! M

118              82.3*        44.1         50.2

# a( H B# n, p# r; W# A5 T3 S

119              83.1*        44.2         48.9

3 p# Z. r4 M2 q- P* o

120              82.0*        44.5         48.8

$ `; o) R# L) d+ u$ h1 e' {" t

121              81.1*        44.5         47.8

8 A$ _% w/ k" Y& g, R( u

122              79.7         44.3         46.7

2 V, H8 B' X/ K

123              79.1         44.0         46.4

% B1 t) |) v3 n: b4 N" E

124              78.6         44.1         46.6

* b4 l6 y; S& p6 \$ Q0 n: s, D% m

125              78.0         43.9         46.0

. m. j4 i9 k: ~; M

126              76.6         44.3         45.3

$ T2 o. }; X' X4 I! d+ p

127              75.4         44.2         44.8

# w2 y# l( p) s6 H

Summary:

1 A( x5 q# V7 e8 P* v7 v- _; r ]4 G' J

Number of Noise errors found 90

* S3 D k( L) }# f

200kHz       300kHz       380kHz

, H' H1 _& G3 t! G" F

Average         81.4         44.2         49.3

7 C; h5 z Y4 z- d6 [% G* m& p

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115 % a1 o* K3 Q) R. \" Q6 `/ @) D       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》。0 p: d: t% x1 R1 {/ W. K! t3 y

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。

; M/ D9 A' G: b$ A% B4 ^ k4 D" x

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。

* ]# D! L' f |' j" Z$ F

2、电火花电源箱冒烟了

* L2 y. o8 V" \' I$ q. J

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。

# G: N% ^% W8 U1 l( ^8 A$ `- r

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。

( W8 W3 u. O0 t# `1 q4 O

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。

C7 ]) h/ d3 F- b; h: w" f5 u

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

5 o5 z: s* K5 j

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。

/ B E p( V7 s+ L

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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