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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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& l; O/ K0 q2 K

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& ]$ H8 \! O) o- `* {5 s- r, a$ M

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! x3 P, T* g+ N4 u; t% Z2 X0 C

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 f' l' J3 ^' l# h/ E

1、多波束噪声的问题

0 g1 {; ?" Y6 c* I

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。

8 \3 \* e* E7 Q5 L; f

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:

$ _$ H* Z2 K# T* Y1 _; j: W

Noise Test.

9 F. z3 O: r8 q O* V8 D

Signal Amplitude in dB

. h' I" t$ s v& T8 P: G7 \5 F6 y

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

6 B4 v. ]$ `- h) W

0              83.2*        44.7         52.7

5 t! @8 y: }" s: \, a

1              82.4*        44.3         51.7

/ {, ~1 W/ ^' f! L

2              82.6*        43.9         50.7

& M+ ?2 @2 U/ J8 M8 b4 v

3              82.4*        44.1         50.7

6 s7 O: U( P2 w5 S+ h

4              81.8*        43.9         49.5

# i4 @ H2 n7 P, I7 G

5              82.3*        44.1         51.1

+ R( z: m; y6 P, H

6              82.7*        44.1         52.3

5 x. x) S5 g& T8 X* z9 ~

7              82.6*        44.3         52.3

* K8 [9 Q2 t( n7 X

8              82.6*        44.4         52.3

$ y9 e1 v0 p/ n6 l, N a

9              83.6*        44.1         52.1

5 F4 M0 L+ F, `& ~8 w/ W, A

10              83.5*        44.4         52.2

& y. `& a& r6 U9 h, M! J. L

11              83.9*        44.4         52.5

% o' M: B2 a$ P& A, E, e/ Y5 ]( W

12              83.8*        44.3         51.1

7 L- w- @4 w* z3 S* l

13              83.8*        44.6         52.1

$ E/ h! ^; i* c3 Y0 e. v) k. t; {

14              84.3*        44.4         52.9

. z& z3 a1 m* R5 B+ }7 A

15              83.9*        44.3         51.8

: W, [; q" g7 @2 M: V

16              84.5*        44.3         52.4

( X6 ^# \* K! j( B9 ^

17              84.1*        44.2         51.6

9 O( Q/ R$ |; r( z. {

18              83.1*        44.1         50.2

3 u9 Z! N8 }$ a; V" |" x( `7 M

19              82.5*        44.5         49.4

- n1 v* c& \! R J1 k& p i5 Q

20              81.2*        44.3         49.0

& g7 w4 R4 q; `# e3 u

21              80.9*        43.9         47.5

/ \, ]7 I# @+ Q& H& D, f4 N

22              80.8*        44.1         47.8

+ l# [- F0 `) ~: w" n% V

23              80.1*        44.3         48.4

+ G3 T) f2 X; g q6 B

24              79.4         44.3         48.5

4 Y6 z+ B G# A0 K0 e

25              80.7*        44.0         47.4

+ E! u6 _+ Z5 `' V6 B2 c* |) q

26              80.3*        43.8         48.6

1 k3 m: O, I9 S: U7 A" ?

27              78.8         44.2         47.7

1 j. G" y& S+ K( e% t/ C2 r: b

28              77.0         43.9         46.4

$ j( }6 K/ P2 u+ j

29              75.5         44.2         46.4

( w' `6 F2 y+ \* F8 ~

30              77.8         43.9         46.5

$ C6 U* z( O; C1 ?$ T

31              79.6         44.1         46.4

7 s$ M1 ]" U+ _4 h0 T

32              81.9*        44.2         49.4

0 D% A! z% n$ X

33              80.5*        44.2         48.5

" }" ^5 O: U3 z: Q3 q

34              80.0         44.0         49.3

" g4 k! |! S& [ a

35              73.1         47.3         42.0

# M) y2 c8 {5 ?" \5 R9 `1 d

36              81.7*        43.9         49.0

+ z, w5 }3 @' P9 W, [( C

37              82.0*        44.0         50.1

% g9 d: K4 o) V7 o9 k7 `: _' G

38              81.1*        44.1         50.0

1 ^2 T/ D; k! ^+ @+ N; ~- H

39              80.5*        43.8         49.2

3 X! _! K( M0 K: O2 m. V

40              80.6*        44.1         48.6

6 s; o W) }9 b9 W. x" x

41              81.2*        44.2         49.6

7 F( l9 t! |) m

42              81.9*        44.2         49.2

/ d8 u2 L. }: P; [; {4 s8 W" [

43              81.3*        44.3         48.9

2 `% i* R3 v* f8 a6 Z1 n9 b3 q

44              80.7*        44.1         49.6

1 ~. k( [! X- x6 Y

45              82.9*        44.2         49.9

8 ]4 N6 M/ J6 B. u4 x& \$ o* }

46              83.4*        44.1         49.4

5 G8 t& a B1 j3 \- K5 S8 _2 v7 p

47              82.5*        44.3         50.3

5 d: Z$ n" p/ c: K

48              83.6*        44.2         51.0

+ r1 Y" l& `6 R& x' \( A8 h

49              85.1*        44.4         50.6

1 K+ X/ g- i1 g. s

50              84.2*        44.3         50.2

4 Q0 D/ f" H$ U2 x. M8 }

51              82.7*        44.4         49.7

/ F* }, U3 |* l

52              80.7*        44.1         49.7

% W9 M! C+ x7 N$ k" ~) O! U* F4 a

53              81.8*        44.1         50.6

8 N; a) r! B# I7 |7 l7 [

54              82.1*        43.9         49.1

7 S6 K& X5 h+ f6 J; I! T( e. z

55              80.6*        44.3         48.9

' W* G1 |5 C' H; a

56              80.8*        43.9         48.1

9 U; T- X: H* ^/ v5 S0 U8 T2 l. `

57              81.9*        44.3         49.3

8 L7 m. m0 @2 a" k% |

58              81.6*        44.1         47.5

! G# }/ T6 F- Z/ }0 K

59              80.7*        44.3         48.8

0 F, D8 [( c+ _1 I( \

60              81.3*        43.8         48.8

* O s) O2 I2 n% ^/ l* h) a0 A, x

61              81.7*        44.6         49.7

& N2 F U1 [ J7 [

62              82.5*        44.1         49.4

4 Q. Z }9 ~; {% N7 ]

63              82.5*        44.5         50.2

" V( Z0 U `3 ^) y0 T# [

64              82.6*        44.3         49.9

- T0 Z. [6 Q! ]- q( z. H8 G5 x- U* |+ R

65              82.9*        44.1         50.2

?/ ~5 _$ w2 O! y1 ^5 }: K. G

66              83.3*        44.2         49.7

8 c% I E, e" ^" f" {

67              82.4*        44.1         49.2

3 \! l {' J0 @4 |

68              81.1*        43.9         48.7

# ~! D0 [; _) m" ?; G+ b/ M

69              80.7*        43.8         48.6

6 D: A+ z8 P( E8 a

70              81.6*        44.1         48.4

& O' q+ V+ t* l7 x+ o

71              81.6*        43.8         48.4

0 ~" K' X# K6 j- I+ z5 U2 t

72              79.5         43.5         47.8

6 i+ ^) P6 x. D

73              80.0         43.3         47.5

' ~, x% O7 y; Y2 g4 F7 J5 B

74              80.3*        43.9         47.6

) _ Z' O1 g3 `* q* T2 d

75              80.3*        43.9         47.2

! u( s0 Z6 A7 R' L: }5 O% l0 H

76              81.3*        43.8         46.6

) B6 e c& D& M; v6 e( b ]

77              82.2*        43.8         46.9

/ ]1 v" Z: y7 x( V/ C

78              82.0*        43.8         47.4

* _1 E- j4 F) L! e: w) M

79              81.4*        43.6         47.3

/ G( E- m3 r% e, N+ c. q: }- w9 P5 ]

80              80.5*        44.1         47.6

0 n7 B4 X' u1 R; `' |, d$ a% v

81              80.3*        43.5         46.6

9 @+ H! D. w2 y7 N4 R5 D

82              79.7         44.0         45.8

- {) w8 `. d* \- @2 }

83              79.9         44.2         45.9

2 V' B; J- P3 ^4 O

84              79.0         44.0         45.9

# [- E- S; V3 d/ F% ~

85              78.7         43.9         45.8

. d% }, x+ m6 c1 g3 A

86              77.3         43.8         45.2

* r7 {+ b# ^: u& \. |9 P

87              76.4         43.7         45.9

2 x5 c8 R3 C6 P: n2 U- e

88              76.0         43.8         45.1

1 Z) ~1 x7 w; d% }' p" v7 }9 h1 c

89              75.1         43.6         45.2

& U1 L2 O! L, C) ?0 R- v

90              75.1         43.7         44.1

/ U! I. H" x9 z0 G1 u& q3 \

91              75.7         44.1         44.1

1 ~. k( V( H: \: u+ K

92              76.1         43.8         43.9

# t& {; m) h) _8 n$ F% E" t

93              76.7         43.8         44.3

% D; k7 T3 D, O

94              77.6         43.8         44.9

8 F3 ]8 Y9 [# w( W, G3 A

95              77.7         44.0         44.4

$ n. _! Y- C& V0 m& J. l) o: t& a

96              76.9         43.7         46.0

4 E) f* m: d( \4 V. L

97              76.9         43.8         44.9

; z5 b0 \( j2 X1 _' B `3 t* m

98              78.0         44.1         45.5

( Q+ F9 e1 B3 v" w0 z

99              78.1         44.4         45.5

) E: I J- z# ], V" ?

100              77.7         44.2         45.3

. k! u- A8 o$ ?6 D2 h

101              78.4         44.3         46.4

0 n3 ^, I# w ~$ o* Z$ z @

102              78.8         44.2         46.7

( y& ^6 t3 |- q2 |( S) S3 h

103              79.3         44.2         49.0

0 ? Z$ ]8 \3 }9 ~! D# e) x

104              80.2*        44.5         49.5

/ t" @( x3 b7 A$ y/ P: h0 m

105              80.9*        44.1         50.9

+ H, l5 Q, p% m+ j' F! O

106              81.6*        44.5         51.5

. M/ }- {7 V. o/ u. j+ ?. o

107              82.3*        44.5         52.2

# a" m& C" j+ ?1 a% D1 J; t9 h

108              82.9*        44.1         51.0

- r- _1 ~2 H8 @) X) t# n) J% Z

109              82.9*        44.5         50.9

* a% ~' F2 z ], u8 T6 J

110              82.3*        44.5         50.3

1 @9 \6 ` O, V. Z3 @6 F; g

111              82.3*        44.6         50.5

; f; h# q" ?( ?. [. |' O1 d/ _

112              82.2*        44.6         51.1

3 t: S6 O: Y4 S; g5 x1 C

113              83.4*        44.6         52.3

: E# A7 `6 Y7 M: q

114              83.8*        44.2         52.2

3 z9 P* L6 Y5 R. Y

115              84.3*        44.6 53.3

4 G) o! d/ w m# B, w

116              82.6*        44.2         52.0

5 g; c( l8 r3 L" x. ^0 @, {

117              82.2*        44.2         51.3

+ M6 s% d) O% `. }2 m r1 c

118              82.3*        44.1         50.2

0 m3 C. h* `# Q& y( s5 F

119              83.1*        44.2         48.9

7 r& P7 l8 M9 B" T' s: Z$ x0 Z

120              82.0*        44.5         48.8

' [! m( K* r" G8 w

121              81.1*        44.5         47.8

5 e+ w/ V d1 _& ?6 y a0 n G

122              79.7         44.3         46.7

" H$ _2 t5 b. M

123              79.1         44.0         46.4

) j; Z9 E, a. w8 V7 w0 [3 C9 t

124              78.6         44.1         46.6

, _7 f. e8 P: l8 X# o" Q) D

125              78.0         43.9         46.0

' j* c, j8 q8 R0 ]8 w3 x M; y+ s

126              76.6         44.3         45.3

4 T% l( \7 I" [0 g4 T9 s1 G

127              75.4         44.2         44.8

2 U7 E( `- U( h$ I5 b

Summary:

9 h0 \* x( Q2 H+ {6 a) `; n" ~& c

Number of Noise errors found 90

" W1 @0 [$ e8 l! Y7 v8 D0 i

200kHz       300kHz       380kHz

* l3 J8 m6 v+ L0 h( u6 z8 \

Average         81.4         44.2         49.3

. x( @6 T' a6 }% Y- X

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115 W+ D: Z5 c( K& A% d# p8 S# e       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》。/ M! q; ]0 I9 K. c+ v" _# 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。

+ m" \. p8 Y9 F. D8 V. ~" z

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。

) Y5 [7 ~0 z4 W# a& S" L# b, F, z

2、电火花电源箱冒烟了

7 o% D- c1 T" u `

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。

" _* F, R8 \$ h* H7 ^9 u# ^/ S

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。

4 A2 Z' {( P; w

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。

+ {) S8 K. }4 ^/ r: R# K- Z$ Y

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

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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。

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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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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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