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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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z5 o& @' ?5 {

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/ u9 n# F0 F, L. s) R9 r' `

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。

2 n9 y6 d0 ]% M" I7 f. Z+ L, O; Q8 Y# H

1、多波束噪声的问题

5 \ ?) t' h+ _; | N, _& b

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。

- j; {* j, p8 ~1 P0 ]: [2 B# Z

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:

% Y) ]5 `) B+ Y$ W5 F0 f) k

Noise Test.

0 q. V8 M- {# o1 O- V' {; H

Signal Amplitude in dB

g) X& |7 F9 X+ x: z/ f1 \

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

! Z/ ?! ^/ R! `8 v* I b

0              83.2*        44.7         52.7

7 u' k- E5 R8 z# S

1              82.4*        44.3         51.7

" \% p2 _( m3 J% U6 n1 O' |

2              82.6*        43.9         50.7

2 z. x: @' ^, c4 M; u0 K, _# j# j

3              82.4*        44.1         50.7

. N, g' r* P% D- z: K, O/ Z

4              81.8*        43.9         49.5

- l, ~. F% z5 [$ [" f

5              82.3*        44.1         51.1

; T$ W( Y- l; o0 X Z

6              82.7*        44.1         52.3

' J: l4 \- g7 y4 X

7              82.6*        44.3         52.3

8 `& f8 ]: ^9 F* Y8 \1 M z0 P; M

8              82.6*        44.4         52.3

1 g; C6 O4 I9 w

9              83.6*        44.1         52.1

) E+ s- n2 b+ r ~

10              83.5*        44.4         52.2

: j2 R: f0 p% ~

11              83.9*        44.4         52.5

$ _4 N5 Q6 D! @; n/ k+ i

12              83.8*        44.3         51.1

2 \. M( X6 u* T0 U" i; ?

13              83.8*        44.6         52.1

; r$ E/ y) T" c) l0 W

14              84.3*        44.4         52.9

) ~6 W& T; g- m: b0 u

15              83.9*        44.3         51.8

$ J# s' ] j& a

16              84.5*        44.3         52.4

2 d' ~2 \. U& _: a, p

17              84.1*        44.2         51.6

- @. w( g9 y7 y! |. P

18              83.1*        44.1         50.2

! q5 ?7 F. p$ u

19              82.5*        44.5         49.4

% N. ^& E- q7 ?, v4 m4 K3 U) m

20              81.2*        44.3         49.0

0 R: E z+ Q' G* `

21              80.9*        43.9         47.5

# G* I$ u/ f l9 R/ _' m7 y

22              80.8*        44.1         47.8

+ \5 U! d* q6 L2 T0 e( {4 S3 d- c

23              80.1*        44.3         48.4

' q7 y: M1 s1 a' c* a+ b

24              79.4         44.3         48.5

. k+ n/ t) K3 V

25              80.7*        44.0         47.4

2 i, W( g6 r( k8 P- {

26              80.3*        43.8         48.6

9 p# E% Z3 q0 u' j! z. l s

27              78.8         44.2         47.7

0 s6 f* g/ [. J) Z! V+ d

28              77.0         43.9         46.4

# f) ^4 e" \* H- z8 n! i4 I" N+ h

29              75.5         44.2         46.4

8 Z" ~! n. M8 b7 `) ^2 ^7 p( f

30              77.8         43.9         46.5

+ c+ o C, P& w/ y1 v; G& H

31              79.6         44.1         46.4

, R0 N4 e+ E. m) s0 ]$ A* t

32              81.9*        44.2         49.4

* T' x! C# C; j* A: I& c- A

33              80.5*        44.2         48.5

. H/ v# j! l2 ~1 ] E1 n) e

34              80.0         44.0         49.3

, l% u% r3 E/ i- L$ m0 q

35              73.1         47.3         42.0

' E& r! @ }2 M4 g5 a& Z

36              81.7*        43.9         49.0

: H9 U9 P' ^1 [' C6 V0 {5 {

37              82.0*        44.0         50.1

3 m) T7 l" k S, b* E

38              81.1*        44.1         50.0

- P0 H' k, Y9 Q3 k

39              80.5*        43.8         49.2

q6 ^ R& n3 x+ y) o

40              80.6*        44.1         48.6

2 K% H( h' C; r Y. O% O1 F

41              81.2*        44.2         49.6

2 i/ Q* L# ~8 |2 q# W5 F4 v d

42              81.9*        44.2         49.2

8 g6 w1 u0 o7 |3 k' ]/ P; K0 G+ m% Q

43              81.3*        44.3         48.9

{0 q+ ], ^8 c7 d2 O; G# O. G

44              80.7*        44.1         49.6

( c" a! r3 N) H5 U3 A

45              82.9*        44.2         49.9

. J: @$ R }' }7 y

46              83.4*        44.1         49.4

# h+ R" x8 L2 M# A

47              82.5*        44.3         50.3

7 _" E3 {5 ]8 e" b. v9 S6 b

48              83.6*        44.2         51.0

6 U2 \' Y6 G/ E1 s# O/ o! A

49              85.1*        44.4         50.6

" A2 T6 U+ v; R# F0 ?

50              84.2*        44.3         50.2

+ d& ~; f+ m0 W8 @( ?0 A

51              82.7*        44.4         49.7

" F% h% H6 s+ m& ]- B/ Z) u) C

52              80.7*        44.1         49.7

9 s% ^0 \6 T* \& E( Y2 I* h

53              81.8*        44.1         50.6

6 _' u* i1 v" C% y2 D% Z

54              82.1*        43.9         49.1

. q) T. f" y! a8 A! J% O4 l" T

55              80.6*        44.3         48.9

7 t9 F* n8 p, ?+ ?

56              80.8*        43.9         48.1

% v9 x% b+ R: D4 c

57              81.9*        44.3         49.3

- m N k9 B4 a9 Z

58              81.6*        44.1         47.5

: j$ ]% k, j" c: x9 b

59              80.7*        44.3         48.8

2 q+ {1 o* P+ P4 |' e1 N

60              81.3*        43.8         48.8

. p2 {" Q& A( I* h+ }

61              81.7*        44.6         49.7

2 \% m& D- [# }7 ~9 G2 Y8 G

62              82.5*        44.1         49.4

) h" a Z( l# c5 e8 m! h- c

63              82.5*        44.5         50.2

4 ?; |7 t2 [: b, V& g% M. o

64              82.6*        44.3         49.9

2 @5 Z) _ I8 ^8 w) J! R

65              82.9*        44.1         50.2

+ ^8 w! Q/ r8 _$ x7 F% c

66              83.3*        44.2         49.7

- `9 l) z; H. R# Y3 S) c

67              82.4*        44.1         49.2

3 o# ]# b6 |) m! Q. `+ I E a

68              81.1*        43.9         48.7

, e& @! L/ |0 x, p4 s7 w, m

69              80.7*        43.8         48.6

6 ?& ?6 P& l7 g# N' E5 S

70              81.6*        44.1         48.4

/ u1 x! T% B; D6 E3 g2 w0 D

71              81.6*        43.8         48.4

2 b3 r b+ c1 R. |% q1 ]

72              79.5         43.5         47.8

& m: p; k3 i6 l5 T5 z5 c! m

73              80.0         43.3         47.5

s4 z+ x' l. D9 W0 V& u3 q

74              80.3*        43.9         47.6

5 K. g3 p- U0 ?) R2 F& w* A$ m

75              80.3*        43.9         47.2

1 ^1 {2 @, Q9 E* }

76              81.3*        43.8         46.6

6 W! v- r1 Z. p! l* U e

77              82.2*        43.8         46.9

8 ]) r% T% s/ H2 x

78              82.0*        43.8         47.4

, i I1 x( ~" E5 k8 H2 A3 C

79              81.4*        43.6         47.3

% e9 M+ a1 O7 Z9 q) a$ M8 j

80              80.5*        44.1         47.6

* v8 ^/ y: t. G6 O/ I

81              80.3*        43.5         46.6

- |: z# |! X% [2 |

82              79.7         44.0         45.8

5 ^0 |; ?9 f# M! C8 S4 \5 S

83              79.9         44.2         45.9

% d! P7 E% b# U6 H: k

84              79.0         44.0         45.9

' i7 d z( p; A

85              78.7         43.9         45.8

" r3 {" m: y! [# Y' j

86              77.3         43.8         45.2

% g0 `% S: m) X3 z+ g4 ?

87              76.4         43.7         45.9

; Z$ H0 @/ h! Y, z" v

88              76.0         43.8         45.1

& j9 H; Y( z- \5 q2 z4 n7 x, Z

89              75.1         43.6         45.2

7 U1 D: ~8 k6 c: r0 ~

90              75.1         43.7         44.1

- s- q" l- y8 X Q) A# J

91              75.7         44.1         44.1

9 E. T4 V, [/ P8 v- {' W% X' u

92              76.1         43.8         43.9

+ t1 s* i* ^6 I3 L* {

93              76.7         43.8         44.3

' P3 ^: b: Y4 C4 s4 y

94              77.6         43.8         44.9

5 K( h6 B0 l. l% w

95              77.7         44.0         44.4

# e( G) h. X Y0 N# W0 x" h9 K# @

96              76.9         43.7         46.0

4 q; W2 V+ F! c, G3 z* \

97              76.9         43.8         44.9

( ?6 w. ^) u3 |! [' m

98              78.0         44.1         45.5

5 ~& |* f( b) y$ ]

99              78.1         44.4         45.5

. B9 J% t' \8 ]5 ~+ a& Y/ x. L

100              77.7         44.2         45.3

e$ h& x7 _+ x3 f2 Q" U

101              78.4         44.3         46.4

) W1 J# u M/ U- \

102              78.8         44.2         46.7

( ?) ~9 F% G0 [% s) c

103              79.3         44.2         49.0

7 b# n' N3 D, U/ r, A

104              80.2*        44.5         49.5

* H8 F# j% u% q# ^ a6 i8 f

105              80.9*        44.1         50.9

& Q# c: _1 d1 v# ?

106              81.6*        44.5         51.5

2 l( }4 j0 W" ~! j: A! o

107              82.3*        44.5         52.2

: e# D1 T$ I8 A, w e

108              82.9*        44.1         51.0

0 y6 Q8 R7 s% R* F: u9 b% m5 Z

109              82.9*        44.5         50.9

' z4 `, q7 q8 @* e

110              82.3*        44.5         50.3

0 M" H4 @: L3 J6 l6 p' s3 C

111              82.3*        44.6         50.5

; p3 X1 a' b' G: @4 \

112              82.2*        44.6         51.1

0 R4 |/ J! H, I4 V M& X3 ^; T

113              83.4*        44.6         52.3

/ X; a+ ^# \( ]- H. {2 w

114              83.8*        44.2         52.2

* k' G' C) D$ s

115              84.3*        44.6 53.3

$ {3 \* Z/ O" A. T6 g- u

116              82.6*        44.2         52.0

, {7 W+ f# ^8 g# m3 d

117              82.2*        44.2         51.3

# u5 B# ]6 Y/ D# p" J3 Z

118              82.3*        44.1         50.2

D% c( [) d0 j w5 Y/ Z6 `7 Z

119              83.1*        44.2         48.9

# @6 B0 K' C3 _* x+ Z3 e

120              82.0*        44.5         48.8

E6 _. N; e" Z+ Q/ I

121              81.1*        44.5         47.8

: x$ d! n1 t8 a, v ^7 l3 z

122              79.7         44.3         46.7

9 n3 {" R* X( R9 _7 ~% X$ S

123              79.1         44.0         46.4

' I( x4 O8 G( F% s6 L

124              78.6         44.1         46.6

7 V7 h& Q& g Q5 S" z

125              78.0         43.9         46.0

- S, U4 z2 o: n1 D

126              76.6         44.3         45.3

8 L8 U6 `/ Z4 `. H. `+ s" w( ~

127              75.4         44.2         44.8

* M6 H x& j1 F% m

Summary:

2 Q" {7 l* M2 i9 l

Number of Noise errors found 90

/ l' E. v* @ v

200kHz       300kHz       380kHz

5 O. D6 }% o- G( _! ~, b- \

Average         81.4         44.2         49.3

8 c5 h! h4 ~3 b7 [- ]/ q4 m

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115# D% |3 `/ T p' ?, s* X0 F x       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》。 ; \& `/ K" Z5 t) C7 v

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。

6 L( b) I6 f% \ ?! j

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。

7 `( Y. _. G: G1 Q0 }9 a$ J7 v

2、电火花电源箱冒烟了

2 f" v- A/ |5 s* V

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。

" ]( h0 N* I3 |8 j# 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。

7 }( ^4 J0 B1 @2 j3 d( [/ [' 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。

: j, s+ b9 ^9 l% K6 |

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

4 m9 u, P8 n3 x; P4 c) y) X3 ~! i

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。

1 t; v- R9 T9 L5 T

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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