海洋测绘工具 -海洋测绘主要包括哪些手段

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1 b N7 K1 D0 I3 s2 q3 ^+ c) H

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。

% K: i& l: a$ r2 T8 n/ ?% Q

1、多波束噪声的问题

; z. O1 L% J% O& ^& U( v

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。

& g! ^; j, S3 g4 l: n

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:

6 r% F( u& z& I6 A! ?

Noise Test.

# Y+ p" h0 S( C" D

Signal Amplitude in dB

1 x$ A! A+ e, Z( V; W

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

" n, @$ l" ?! B- q4 I

0              83.2*        44.7         52.7

2 t; _- p! E% @" V9 y( o3 b

1              82.4*        44.3         51.7

: I$ s) K% H. v! g. C

2              82.6*        43.9         50.7

j! `( s. V' s; T- n

3              82.4*        44.1         50.7

/ o7 d. L7 {( |; v6 o( i

4              81.8*        43.9         49.5

( K9 o; G* k: R2 D* S$ J( ?! ]- }

5              82.3*        44.1         51.1

- f% R" I$ l& g" ]. |) _

6              82.7*        44.1         52.3

0 m! f4 E& {4 n/ q# T' {2 n% \: y

7              82.6*        44.3         52.3

9 L: s5 x9 ]! o+ e% _% g. @/ U

8              82.6*        44.4         52.3

& \3 `5 E2 J' ?# o

9              83.6*        44.1         52.1

; q. K/ J q- x+ ~$ w- K

10              83.5*        44.4         52.2

! H' d7 d% |. Y

11              83.9*        44.4         52.5

" l: F9 k3 r: }$ y8 k/ q

12              83.8*        44.3         51.1

& e" Z! I$ U* D% U, p9 i

13              83.8*        44.6         52.1

/ S# {1 m' o# L8 I

14              84.3*        44.4         52.9

& N( r; z( s. g) q% S. y0 d

15              83.9*        44.3         51.8

+ l0 y* g; Z9 S8 d) v+ R

16              84.5*        44.3         52.4

2 Z0 t( q& Y% g+ j

17              84.1*        44.2         51.6

! E7 p. {/ s2 l; \

18              83.1*        44.1         50.2

9 Z& T) y# e2 ?+ G" |* C* o

19              82.5*        44.5         49.4

6 r6 k5 c+ k) x4 K, e) ]

20              81.2*        44.3         49.0

* ] [ @" h/ s

21              80.9*        43.9         47.5

+ g5 T, k% u3 U. O" B' u4 U

22              80.8*        44.1         47.8

7 D% L7 E; ]7 r) N

23              80.1*        44.3         48.4

* d. h2 X; j% }0 |6 n0 @. i, A

24              79.4         44.3         48.5

. R7 X* j: L& |- B6 H0 q4 |

25              80.7*        44.0         47.4

" {$ o9 I+ |( [2 B8 h( }

26              80.3*        43.8         48.6

' K' Q! i% s4 M; b/ d. X8 P" I

27              78.8         44.2         47.7

, b+ w( [' _3 K, ]6 O

28              77.0         43.9         46.4

! o' W$ M6 B( r; [

29              75.5         44.2         46.4

5 ]: b' {2 n" P* ~& I: e, J

30              77.8         43.9         46.5

, d" p. t5 X. Q4 g ?7 b! X

31              79.6         44.1         46.4

1 x# x w h! Z- \: `3 l1 z

32              81.9*        44.2         49.4

! E/ l+ F1 [" F" o2 }7 ?& C

33              80.5*        44.2         48.5

* m8 \3 A) h) [1 I8 O

34              80.0         44.0         49.3

/ z, C3 Q8 ?$ m8 S/ o

35              73.1         47.3         42.0

. |3 N& E# C" H% c9 [

36              81.7*        43.9         49.0

# i, k4 G* ?" w) y8 c

37              82.0*        44.0         50.1

! a1 `. O+ ^6 q% J" o, Z; K

38              81.1*        44.1         50.0

9 v5 j/ [& v; f$ A+ m

39              80.5*        43.8         49.2

- H$ t, x! w; W$ {) V; ^

40              80.6*        44.1         48.6

4 d4 g: q7 k8 x+ W' k7 r+ @( N- n2 M

41              81.2*        44.2         49.6

: K6 ~& d, D7 ~- q) O2 U

42              81.9*        44.2         49.2

: h/ l+ T% q% j. _

43              81.3*        44.3         48.9

% c- d" h) k$ f

44              80.7*        44.1         49.6

) {$ l% r3 C( Y7 x% j) g: n

45              82.9*        44.2         49.9

- v- m2 t# y( a

46              83.4*        44.1         49.4

5 [( m( b. w. c2 h P

47              82.5*        44.3         50.3

7 C9 C& S# M5 ]3 E& }) P8 U% \! d

48              83.6*        44.2         51.0

% [2 {# i. ]5 P4 e, {

49              85.1*        44.4         50.6

; y0 D1 l4 s, Y! S$ Z' W1 M

50              84.2*        44.3         50.2

: ~% w& |1 m/ a7 I

51              82.7*        44.4         49.7

6 k, H' p4 {5 d9 c

52              80.7*        44.1         49.7

7 x m$ @$ E4 C4 w# o7 p: Q. i

53              81.8*        44.1         50.6

8 p1 ?- H/ i9 l, c' V' J: S

54              82.1*        43.9         49.1

0 ~# c* O% [7 W& G5 J+ U5 r

55              80.6*        44.3         48.9

3 l+ _) g$ P6 d' n; o

56              80.8*        43.9         48.1

( ?7 u5 B. E3 c# s0 f: c

57              81.9*        44.3         49.3

4 H7 h2 d7 W! n% c, o$ j- V$ b# Y

58              81.6*        44.1         47.5

: Z$ E& e ]8 B8 _

59              80.7*        44.3         48.8

$ r, S- U2 h& i1 f& L2 L

60              81.3*        43.8         48.8

' P9 }) f0 t+ ]$ c

61              81.7*        44.6         49.7

0 X! ?* w( J6 q( i8 \

62              82.5*        44.1         49.4

: U4 _+ Q% p q$ c: Z% F

63              82.5*        44.5         50.2

/ Y# l6 f4 i4 k+ b" x. x* _

64              82.6*        44.3         49.9

$ L" @2 g( Q9 R

65              82.9*        44.1         50.2

; \0 |: h8 Z! ^4 B5 F# _2 c

66              83.3*        44.2         49.7

; d1 ?4 b7 T3 r h5 C) Z

67              82.4*        44.1         49.2

4 V/ s, D- r, H/ j1 a

68              81.1*        43.9         48.7

, y. C/ t: i9 w4 e( i8 X A

69              80.7*        43.8         48.6

: ~3 E" `3 T. U' g

70              81.6*        44.1         48.4

8 b) e0 R5 q; I9 W- y5 I3 Y. x

71              81.6*        43.8         48.4

5 d5 G8 ?1 e+ O0 i: i! p

72              79.5         43.5         47.8

% \ N4 W, \" Y0 T

73              80.0         43.3         47.5

3 g* v# `) F1 k, e+ q9 k2 [

74              80.3*        43.9         47.6

- E# [# V! D! ?5 O6 s3 s: S# m+ u( j) r$ \

75              80.3*        43.9         47.2

3 }! E: q) m0 J/ u9 z, x

76              81.3*        43.8         46.6

( y3 O) i* T: T1 k6 P( }

77              82.2*        43.8         46.9

7 ^/ u- C. \/ c! [

78              82.0*        43.8         47.4

0 \3 n' t$ R8 b6 }. A$ F$ t

79              81.4*        43.6         47.3

- M4 W3 f/ I% Y* o; X7 P3 X

80              80.5*        44.1         47.6

8 g5 I4 R/ |- a9 q$ U& w

81              80.3*        43.5         46.6

2 V4 S# \/ S$ f( T

82              79.7         44.0         45.8

5 j1 B% u, x H

83              79.9         44.2         45.9

% S' l8 B2 U& Z! [0 m U/ l1 |

84              79.0         44.0         45.9

2 I" V+ M" X0 }5 ^1 M3 y! w

85              78.7         43.9         45.8

- M# C4 t) S$ z4 q% \, w3 e

86              77.3         43.8         45.2

0 O h2 s3 n5 u6 t5 N2 j" I

87              76.4         43.7         45.9

9 G' e j! _- t; y

88              76.0         43.8         45.1

* S; F; r9 `' F# F

89              75.1         43.6         45.2

3 K6 P! g1 z ]/ }! b

90              75.1         43.7         44.1

' V3 }4 M' X% | w

91              75.7         44.1         44.1

1 [( N) t; f$ J) }% p

92              76.1         43.8         43.9

$ j( D ~% m. K- f( L

93              76.7         43.8         44.3

1 A* O$ F2 {% B2 \

94              77.6         43.8         44.9

( z4 Z, P0 p/ b/ ~3 z

95              77.7         44.0         44.4

& \. T( B& ]6 U

96              76.9         43.7         46.0

4 k: x7 q% v9 b* s0 F1 T. _3 r

97              76.9         43.8         44.9

H6 p0 L7 u2 A1 H5 A4 y' \7 Q- _; F

98              78.0         44.1         45.5

. a; ~8 W; V3 H# G% H

99              78.1         44.4         45.5

' w4 z* x: D; ]! j

100              77.7         44.2         45.3

) H: T$ N- W" v$ c3 U

101              78.4         44.3         46.4

" x5 W. _5 R; z+ V3 i! K1 |

102              78.8         44.2         46.7

5 }' y9 m1 l b" W) v7 o+ I

103              79.3         44.2         49.0

, N4 N; f( J0 I3 n

104              80.2*        44.5         49.5

" B. \! T7 X3 D1 P

105              80.9*        44.1         50.9

1 K* m! [. Y% L/ S! E8 P

106              81.6*        44.5         51.5

0 u F4 f& e, m1 j% S

107              82.3*        44.5         52.2

; E% u0 C6 Y6 [$ p9 _

108              82.9*        44.1         51.0

O+ S( N: H. {3 p' T* c- J

109              82.9*        44.5         50.9

7 R/ u/ U/ ?& o: K

110              82.3*        44.5         50.3

8 b2 Z3 `2 q3 x n5 T

111              82.3*        44.6         50.5

2 V7 F8 h, s/ N7 R5 E

112              82.2*        44.6         51.1

7 Z0 o J" j$ L/ [

113              83.4*        44.6         52.3

; t, ?2 d# R# H) A5 |/ s: d: E0 M

114              83.8*        44.2         52.2

6 @ x7 m% h" c$ V

115              84.3*        44.6 53.3

' I: ~) H5 [5 }

116              82.6*        44.2         52.0

1 D2 y/ z. J% x7 H- w

117              82.2*        44.2         51.3

5 W. g {" o/ C3 Q. P

118              82.3*        44.1         50.2

1 f- p/ U' e5 W5 H" I' O4 |

119              83.1*        44.2         48.9

; h: L8 Q& G8 g+ e+ A! A% @- P* Q- C v

120              82.0*        44.5         48.8

+ V8 ?" e* o8 @6 O1 K% {

121              81.1*        44.5         47.8

; }+ ]7 y3 q. B' N7 G

122              79.7         44.3         46.7

( Y, `( @2 m+ T

123              79.1         44.0         46.4

; }' b" R. ?: i5 [8 y

124              78.6         44.1         46.6

0 g. i' j. _8 ~; ?! M

125              78.0         43.9         46.0

$ ?0 {* T, n, H$ [5 E+ l1 p

126              76.6         44.3         45.3

$ K% V2 O7 C% C$ c! \( m1 W0 O

127              75.4         44.2         44.8

% G6 b( X/ m$ T: v$ S0 Y5 ]7 C

Summary:

. E& L$ O! z# N

Number of Noise errors found 90

+ P9 I/ D9 s" I( H% [

200kHz       300kHz       380kHz

4 r; y8 m+ p; `) \

Average         81.4         44.2         49.3

* b" p8 I/ c' N$ ]

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          1156 b- }7 ~( }0 Q$ G' J9 a) F       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 n) A9 c& N0 P0 V7 z& d0 Q* t

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。

( \( |3 w3 v* X& U2 b1 T$ y

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。

/ K! [' w3 J; ~8 \! C2 V

2、电火花电源箱冒烟了

# I b2 `: c# o: n2 H

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。

$ D# `6 k, [' t- M5 r+ t& B

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。

$ {% t4 I6 f+ @- |

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。

2 O% T0 p' B1 d8 }# m

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

+ w2 |$ T$ X2 q# d4 g0 }+ B. M5 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。

* A( T' @/ F7 n2 K* X b

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2025-1-23
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