海洋测绘工具 -海洋测绘主要包括哪些手段

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. g+ a/ u, f. T9 q3 I1 D7 b5 W% B

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。

: I/ W" l* s" `: ]; ?& G/ L) `2 g

1、多波束噪声的问题

: [9 p% X2 O z3 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。

% s4 M* @; I7 Y7 @: [" }) Y: H* ?1 l

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:

. a, F4 V) ?- J* h

Noise Test.

+ \4 c- {, S0 S8 f, i+ D- c

Signal Amplitude in dB

8 y) m+ t& E1 ^* g

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

/ \, C0 B4 A, s% K

0              83.2*        44.7         52.7

/ B$ p, ^9 ^; D- V* i

1              82.4*        44.3         51.7

( w% m- G! _1 N! t

2              82.6*        43.9         50.7

% h" @. f, n7 }

3              82.4*        44.1         50.7

3 F+ C9 a* p9 b9 s8 y4 u6 E. f4 r- o

4              81.8*        43.9         49.5

/ {# A+ `. o- w* r. @9 w) u

5              82.3*        44.1         51.1

# M( [% ?8 K1 A4 \

6              82.7*        44.1         52.3

0 v* O7 ]- j; B* f" ~) Y

7              82.6*        44.3         52.3

- X, ?. t, Z% F& _

8              82.6*        44.4         52.3

1 Y0 g" E. ~ |, [7 u9 t

9              83.6*        44.1         52.1

+ U J" E- ^# z/ b5 f! m

10              83.5*        44.4         52.2

6 N% l0 f) l& F! D; D

11              83.9*        44.4         52.5

# ?+ g7 g0 q/ a$ ^. U

12              83.8*        44.3         51.1

9 E8 d S2 u4 ?8 S# |) A

13              83.8*        44.6         52.1

9 u# X- c! u: Y1 H

14              84.3*        44.4         52.9

; @* ^) f l* p7 O

15              83.9*        44.3         51.8

% O7 p* Y( \2 s/ J* o

16              84.5*        44.3         52.4

/ e9 _$ V& S* ^3 I8 D7 w

17              84.1*        44.2         51.6

: a; l& z% r. D8 K

18              83.1*        44.1         50.2

7 j4 r+ d% v; O# b

19              82.5*        44.5         49.4

+ [8 V, ^8 o! N& R7 F- s3 i

20              81.2*        44.3         49.0

) F, I6 X4 G/ Y. W" g& [

21              80.9*        43.9         47.5

% g& W. y* m+ G$ |0 F& ^

22              80.8*        44.1         47.8

7 v+ z/ J8 D, m

23              80.1*        44.3         48.4

: M9 Q# e5 K! e' l" K

24              79.4         44.3         48.5

: K/ J y. E* Y0 w2 b! X/ f

25              80.7*        44.0         47.4

3 m8 e* `& j9 N3 @* |

26              80.3*        43.8         48.6

% o% s8 O5 [4 q/ o" b& @

27              78.8         44.2         47.7

& {" o) C( q8 x% r) E

28              77.0         43.9         46.4

& H% ?$ ]. p! y/ E1 C2 Z8 g

29              75.5         44.2         46.4

/ \* f: x3 K4 b9 b0 r

30              77.8         43.9         46.5

+ Q) \( t/ Z& Y( s( e

31              79.6         44.1         46.4

3 w$ }- B/ l# j! j3 W

32              81.9*        44.2         49.4

# G4 |- G. X/ O0 D! c5 q

33              80.5*        44.2         48.5

2 B8 S! h. S: x& W. y% I

34              80.0         44.0         49.3

6 \5 d$ M* r8 H: J5 [4 P! R

35              73.1         47.3         42.0

% X' B- w* e4 i+ f9 r

36              81.7*        43.9         49.0

* q: U& M2 p5 x- y

37              82.0*        44.0         50.1

5 ]$ f2 f. n. Z" D& _

38              81.1*        44.1         50.0

3 _% M y D0 @0 y7 R9 Y) e1 \

39              80.5*        43.8         49.2

! A, S9 {' K' ?; ^% p9 }

40              80.6*        44.1         48.6

1 m5 [: b9 I: c! v) j

41              81.2*        44.2         49.6

5 f, e. {% Y4 }, X6 L/ U; m

42              81.9*        44.2         49.2

/ t/ g7 ^1 w; ]

43              81.3*        44.3         48.9

7 N/ d( W9 S/ y. U. ? w

44              80.7*        44.1         49.6

, n- |) j+ W/ r9 v0 X4 f) a4 U2 y

45              82.9*        44.2         49.9

* q! h% Q3 y) c0 J! j }0 U( V7 l

46              83.4*        44.1         49.4

( z% ]" H2 r9 J" M

47              82.5*        44.3         50.3

/ ^6 i H4 W6 F5 g8 D

48              83.6*        44.2         51.0

* o! b, K* g/ m" J: ]$ `

49              85.1*        44.4         50.6

- e, B& f/ J" C1 }$ O) W' J

50              84.2*        44.3         50.2

+ z, u* R R- Z2 t' Y% Z' k

51              82.7*        44.4         49.7

& i4 E$ H+ S% C) ~ p" L

52              80.7*        44.1         49.7

# J# W% w9 E/ z @9 Y& p* K

53              81.8*        44.1         50.6

2 \4 C2 z' I: |) ^0 f

54              82.1*        43.9         49.1

+ g W, `8 X, @4 H) k5 `/ B

55              80.6*        44.3         48.9

$ V" @" J- R G; n/ t' z( w7 X4 R

56              80.8*        43.9         48.1

' `% K. u% ~$ |3 y: w9 Y# E5 R0 \

57              81.9*        44.3         49.3

4 U. d4 w, j* `9 u

58              81.6*        44.1         47.5

4 a, r6 T9 v" w4 E z' u" r$ ]; W4 d

59              80.7*        44.3         48.8

1 L: D9 v4 l- e5 A6 A t

60              81.3*        43.8         48.8

0 U$ v. D) u* q# [

61              81.7*        44.6         49.7

) t7 ~- F( |( L# z* K( x& J

62              82.5*        44.1         49.4

: r G: H8 G$ X% k, Y

63              82.5*        44.5         50.2

1 `3 W0 Y& o# R( b6 c" \

64              82.6*        44.3         49.9

! j% B }: C T$ \; R

65              82.9*        44.1         50.2

, H, f& i% ]# Q( [' T

66              83.3*        44.2         49.7

" R% p- j5 i" i- O4 a2 b

67              82.4*        44.1         49.2

" ]4 P6 F8 j. M( G

68              81.1*        43.9         48.7

) G u# w* A% v: H

69              80.7*        43.8         48.6

& E# H7 i* J4 r9 V7 X8 v

70              81.6*        44.1         48.4

3 h: ]( ^; B) X* D$ ]

71              81.6*        43.8         48.4

1 r6 C7 \+ k. F

72              79.5         43.5         47.8

) u8 ^9 A" n, ?

73              80.0         43.3         47.5

) B x$ [: \$ o3 n' [5 ?

74              80.3*        43.9         47.6

, Q, c7 f2 e* b: |1 v

75              80.3*        43.9         47.2

/ Y) x& {9 v! i2 m& S

76              81.3*        43.8         46.6

+ y" X9 z& [8 ^2 }7 z' a. {) s* e

77              82.2*        43.8         46.9

7 w9 a4 I; m- f6 F3 K3 Q' e

78              82.0*        43.8         47.4

+ ^ B8 U0 c4 N' _: j9 ~

79              81.4*        43.6         47.3

) X0 F+ b4 ~& [5 @, ~$ q9 B/ s

80              80.5*        44.1         47.6

* @* l+ u8 L2 @& }

81              80.3*        43.5         46.6

- y" m$ v6 m5 j: B p8 X5 W% W: W

82              79.7         44.0         45.8

+ K0 t* H5 Z. i' }

83              79.9         44.2         45.9

3 X* K* T+ F* ^8 g. J

84              79.0         44.0         45.9

! {4 S- Z/ O. P/ n$ ]' W

85              78.7         43.9         45.8

& Z& m' N0 q2 {' F. U

86              77.3         43.8         45.2

% `: X5 @ w7 I! F

87              76.4         43.7         45.9

' e+ s6 t" T3 }

88              76.0         43.8         45.1

8 W! I+ a9 r" A( l5 g9 ~7 T; C& r0 n

89              75.1         43.6         45.2

. ]+ G* ^3 {" l4 V# b. @

90              75.1         43.7         44.1

! x1 ]9 u6 Y( P" Y# ?" x

91              75.7         44.1         44.1

) i; s, B+ S2 D; e4 Y

92              76.1         43.8         43.9

5 I3 n! }5 X+ E: y# u/ B3 O

93              76.7         43.8         44.3

R7 s4 b( U6 s" T- N' H

94              77.6         43.8         44.9

n8 F2 e, B4 S3 C) k

95              77.7         44.0         44.4

$ d2 q2 D$ g' r9 R" Q9 D' r: x

96              76.9         43.7         46.0

4 {+ Q' [9 e) t2 m8 ]- y

97              76.9         43.8         44.9

" a3 d9 S% Z8 T4 }

98              78.0         44.1         45.5

+ z: V' q# f+ ?3 i; M7 x7 g

99              78.1         44.4         45.5

- r! F1 |8 F1 H) u" F$ J

100              77.7         44.2         45.3

& V5 E' I7 R! K6 D h0 m+ D* B

101              78.4         44.3         46.4

" b, {2 V+ X# H

102              78.8         44.2         46.7

: `" u# l3 Z& W6 _3 x6 d

103              79.3         44.2         49.0

3 a4 ^9 k! t' ^7 u) c% E1 g, z

104              80.2*        44.5         49.5

2 P1 \# R7 Z2 X

105              80.9*        44.1         50.9

/ l9 I. J3 j/ I7 b) l2 l

106              81.6*        44.5         51.5

/ ]+ ?7 p' v' E" J# J* w& a

107              82.3*        44.5         52.2

3 g( O0 S0 d0 [$ R

108              82.9*        44.1         51.0

3 J+ L# c7 q3 @

109              82.9*        44.5         50.9

: x5 R& M/ W9 x0 g

110              82.3*        44.5         50.3

0 N0 R0 p* l- w6 s: U

111              82.3*        44.6         50.5

( ]# [/ @- ~* R/ }( I: H

112              82.2*        44.6         51.1

2 K" r+ K; P, G, S: L

113              83.4*        44.6         52.3

7 {8 T) l( K" l+ v9 P/ a

114              83.8*        44.2         52.2

}$ p0 u) j: P. A

115              84.3*        44.6 53.3

u$ A( F5 w+ c5 L' q

116              82.6*        44.2         52.0

# H5 E4 e$ H+ @5 ]. @9 B

117              82.2*        44.2         51.3

& s+ J1 O0 W/ g

118              82.3*        44.1         50.2

! v Q3 b5 s* I

119              83.1*        44.2         48.9

& N2 K% I. W+ e0 o }9 T

120              82.0*        44.5         48.8

2 _% t) C$ _& p/ O/ u! l' o

121              81.1*        44.5         47.8

* L( `* z1 r, R7 I5 f, Q6 P/ m9 ]

122              79.7         44.3         46.7

4 H5 t2 G& y* H4 C$ A

123              79.1         44.0         46.4

3 t3 F9 U! N$ |2 D8 q* e9 E

124              78.6         44.1         46.6

7 T/ }* Q2 V" \1 n

125              78.0         43.9         46.0

1 n) r1 t6 [# V5 y

126              76.6         44.3         45.3

! e; K( ^' @- x9 D

127              75.4         44.2         44.8

- ^0 Z4 y/ f4 N, }# K

Summary:

7 C9 m. e: v- W4 p5 c

Number of Noise errors found 90

/ Q) Z# p! V6 d# L7 C( |

200kHz       300kHz       380kHz

) X- T) w0 I* j5 b7 ^

Average         81.4         44.2         49.3

, {& v( w2 |( P! J

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115 4 E# y6 {/ }0 \) ]) i       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》。 3 n6 s8 O7 x. p J7 a& r, _

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。

! d: Z! ]* P# J: 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。

, s9 E% i9 W; c& ~" p

2、电火花电源箱冒烟了

8 O+ }- m* p K8 `# o

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。

/ L; f5 B K, Q/ d

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。

! C$ G8 s8 r* w0 X% U* ?

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。

; o3 s# z$ d" C4 O* `0 ~9 m4 a7 l( j

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

- }) E4 b& G. f& f7 F

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。

, X" ]6 k4 R* C# @

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
活跃在7 天前
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