海洋测绘工具 -海洋测绘主要包括哪些手段

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* W" z! }# c9 Q' K B. w

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。

1 V) ]! W' A0 p* c! _8 h

1、多波束噪声的问题

8 Y& I& ^ P1 E. Y2 y2 a

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。

- d& H$ Z, a+ b6 _

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:

2 e6 L7 w5 |5 l! i* k

Noise Test.

C1 j9 R3 y V1 @+ k

Signal Amplitude in dB

+ v5 h: L3 `3 P; ~* M

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

# I3 H9 N4 I h* |5 X" g

0              83.2*        44.7         52.7

& l* P' z/ Y- y) `7 K; R

1              82.4*        44.3         51.7

8 f K9 i) Y+ B! j" u

2              82.6*        43.9         50.7

% ?- m* s( e/ U4 o+ d

3              82.4*        44.1         50.7

. @- d- s$ C2 Z9 m5 p) n; [

4              81.8*        43.9         49.5

! E3 N$ s% N- m& K

5              82.3*        44.1         51.1

# t+ q+ M v; B' S

6              82.7*        44.1         52.3

# T j/ {4 h) h1 ?- H

7              82.6*        44.3         52.3

) G9 T( t0 @; B$ K) C

8              82.6*        44.4         52.3

W/ N3 W5 O2 C# G5 k

9              83.6*        44.1         52.1

% G% I+ X6 J3 I {

10              83.5*        44.4         52.2

' j- ?) F" g7 O8 u$ `( w3 }" E; V

11              83.9*        44.4         52.5

4 l) K" K1 }7 A! A1 c5 j/ R

12              83.8*        44.3         51.1

- d$ x- n- C5 x2 p$ H

13              83.8*        44.6         52.1

8 C8 p/ D2 z1 R4 [

14              84.3*        44.4         52.9

. b! w1 ^* n6 R$ v8 k' j9 ?7 y2 V0 j

15              83.9*        44.3         51.8

$ ?& b7 y4 J. b

16              84.5*        44.3         52.4

/ W' z7 S$ o- i. m- U

17              84.1*        44.2         51.6

2 Z, @% X% V) I& _- Z1 D

18              83.1*        44.1         50.2

' N! v C+ u e; C+ o; t- u

19              82.5*        44.5         49.4

6 J0 Y9 g) J! ?0 z+ W6 h/ b% ~& j

20              81.2*        44.3         49.0

( g7 [: c/ }0 t. c0 A* \5 H

21              80.9*        43.9         47.5

5 R: r0 u. a4 I

22              80.8*        44.1         47.8

. A0 |- M- }* M6 u, m# g$ {) x

23              80.1*        44.3         48.4

1 o0 M& [9 `8 | P

24              79.4         44.3         48.5

! e9 F+ p. Y8 h j0 e

25              80.7*        44.0         47.4

! ?: \0 @0 F. N$ z3 M' q

26              80.3*        43.8         48.6

3 g3 F/ a1 N0 M9 j# ^

27              78.8         44.2         47.7

; N$ n+ {: O+ t, S

28              77.0         43.9         46.4

$ w- `( U* x+ F- m

29              75.5         44.2         46.4

* M) F. A# Y* n ]/ p

30              77.8         43.9         46.5

2 ?% P3 [* J5 y' S# P) D0 J

31              79.6         44.1         46.4

5 t; T( Q5 c! W; H$ R% W" ^

32              81.9*        44.2         49.4

' `$ c8 o) q+ i, G

33              80.5*        44.2         48.5

3 @2 s" F' q0 g( }

34              80.0         44.0         49.3

8 c: g1 b: q e( }, M6 {8 [

35              73.1         47.3         42.0

$ v7 d6 [) N; }

36              81.7*        43.9         49.0

* h' Q7 R: P' V+ C

37              82.0*        44.0         50.1

/ {4 f3 k: x4 j/ d# M% k9 ]

38              81.1*        44.1         50.0

4 c K0 a. o& n k& D ~3 y

39              80.5*        43.8         49.2

# e) D% L) i) _0 F8 h

40              80.6*        44.1         48.6

: S6 ?* E* [5 H" @

41              81.2*        44.2         49.6

: M4 T n% m9 R

42              81.9*        44.2         49.2

/ p4 s- L6 R: F/ Z* g

43              81.3*        44.3         48.9

`: ~7 n3 s) w2 |

44              80.7*        44.1         49.6

+ a. J: A% s$ G# x- S' i. g

45              82.9*        44.2         49.9

& D1 ?3 t! H5 y$ g; I

46              83.4*        44.1         49.4

8 l7 [5 _1 X5 N

47              82.5*        44.3         50.3

8 c5 T7 M; N+ [; f, m& ^: x8 _

48              83.6*        44.2         51.0

" B2 w3 H7 R/ M8 f4 G

49              85.1*        44.4         50.6

: N% q7 L, J2 A7 K' K

50              84.2*        44.3         50.2

* M8 v4 T) u8 x3 b# s* _" p

51              82.7*        44.4         49.7

1 u. ?+ f. E7 F5 d" p

52              80.7*        44.1         49.7

' e9 M& s( a& o; ]# @9 r* ^+ l

53              81.8*        44.1         50.6

8 }5 }& {4 V, H9 p- a( h' l5 C

54              82.1*        43.9         49.1

: e- `% z: \, Y/ T3 r& k

55              80.6*        44.3         48.9

1 H; y$ A/ [; P1 L3 Z# a

56              80.8*        43.9         48.1

. @8 a& d2 {; M: `" D' p s" F" g

57              81.9*        44.3         49.3

7 G9 C% |4 [. a+ A

58              81.6*        44.1         47.5

2 G5 V( E& ~/ O8 i( u

59              80.7*        44.3         48.8

( K8 C1 Q9 B) `3 P

60              81.3*        43.8         48.8

; l2 Q; b l2 H5 h/ I

61              81.7*        44.6         49.7

1 _ j; o$ Z9 \, y

62              82.5*        44.1         49.4

2 k6 I; F$ N: i8 A" X

63              82.5*        44.5         50.2

]- N& t5 a5 X" q* E

64              82.6*        44.3         49.9

6 |# N! _1 ]3 d: X9 n0 f3 O4 `

65              82.9*        44.1         50.2

/ Z6 ^) b) i4 T: v

66              83.3*        44.2         49.7

) K* ^ W e; w( B

67              82.4*        44.1         49.2

3 P2 O5 w+ R. V. Q4 C" z

68              81.1*        43.9         48.7

$ P! e. x: ]- M" G( U

69              80.7*        43.8         48.6

1 R* {7 W, a7 {9 ]$ P

70              81.6*        44.1         48.4

) |% s! a3 ?) w$ Q, O1 _' C+ C& ]

71              81.6*        43.8         48.4

2 A7 e7 M; [8 R$ _2 t& j

72              79.5         43.5         47.8

z$ y9 v0 _. v6 k

73              80.0         43.3         47.5

) a {7 Y: k- C' m* _$ e

74              80.3*        43.9         47.6

: J# ?3 a% i J; T* [! `

75              80.3*        43.9         47.2

- Z/ e' b, }' C: D, ~

76              81.3*        43.8         46.6

( Z5 \$ x, N1 W7 F. {/ c

77              82.2*        43.8         46.9

' Z5 I' c# u* o& a5 V0 q1 Q

78              82.0*        43.8         47.4

) Y7 N3 O) F% N

79              81.4*        43.6         47.3

( e2 \2 O* l8 {2 [' y. J# V& A

80              80.5*        44.1         47.6

4 V0 l$ i( ^/ I

81              80.3*        43.5         46.6

, s! V. D7 \( B5 j6 A% c. a

82              79.7         44.0         45.8

1 k& Q, ]' x5 o% i/ ^

83              79.9         44.2         45.9

, r q# _& W0 t7 Q+ i- ~

84              79.0         44.0         45.9

3 E* ^' y$ q% l! C

85              78.7         43.9         45.8

+ N+ T" m/ k& K0 I7 C4 Z

86              77.3         43.8         45.2

# E( C) d9 p% i4 ?1 a: W5 p

87              76.4         43.7         45.9

+ _$ j: k! f5 [! [% q

88              76.0         43.8         45.1

8 @. _7 t& E( u0 Z8 g

89              75.1         43.6         45.2

9 L, w! U& r; u O) F$ o; N

90              75.1         43.7         44.1

/ w3 b4 u9 H6 X2 S$ p* ~

91              75.7         44.1         44.1

; a/ p$ l+ C) \6 |6 T3 |) P

92              76.1         43.8         43.9

1 C9 U& c" U6 r% I/ F' J! W# f

93              76.7         43.8         44.3

9 F: p8 L6 r: k6 `, D3 y! s

94              77.6         43.8         44.9

* i5 Z! F+ C1 y$ @

95              77.7         44.0         44.4

1 G$ a- w5 M$ S' Q0 [- x

96              76.9         43.7         46.0

! o2 r5 A, ?0 h. H7 s

97              76.9         43.8         44.9

- R/ a9 G9 p( B& \3 L4 I

98              78.0         44.1         45.5

: x* d+ Y; Q) b% i1 J, I5 X

99              78.1         44.4         45.5

# b3 ~# s) b9 {4 Y3 N9 Q

100              77.7         44.2         45.3

% z1 o: t- M6 x

101              78.4         44.3         46.4

/ R6 y" Q# E7 J. J2 V" o

102              78.8         44.2         46.7

7 M, L* X' _( W5 G

103              79.3         44.2         49.0

! Q1 r8 g' G( h R/ b& }

104              80.2*        44.5         49.5

. E: d1 i( {; e, ]" V3 l: o

105              80.9*        44.1         50.9

8 ^+ L0 Z/ C$ w1 s

106              81.6*        44.5         51.5

! F) C7 x: ]9 f9 @# X: K- T" N

107              82.3*        44.5         52.2

+ O; p, k% m7 U4 j) ~& f9 a

108              82.9*        44.1         51.0

6 w7 Q( V( T1 h

109              82.9*        44.5         50.9

: @8 x; M% R( F7 T: n! @

110              82.3*        44.5         50.3

+ I. o: f2 ~$ Q. s; J' B' x0 d) x

111              82.3*        44.6         50.5

5 ]4 a C- \, @# g& |; Q

112              82.2*        44.6         51.1

+ T" y+ a& h; U& N* d7 }) u* ?

113              83.4*        44.6         52.3

0 l: u4 X. H3 w

114              83.8*        44.2         52.2

& V! ?# _- |# W# Z- c

115              84.3*        44.6 53.3

7 B: P5 Y7 b6 x0 M2 W7 T

116              82.6*        44.2         52.0

: `" T' H! V4 i. b: O) P7 Q% y

117              82.2*        44.2         51.3

, W- _& C% x$ D! |

118              82.3*        44.1         50.2

0 }: b9 k5 F! I& c6 i4 E7 N

119              83.1*        44.2         48.9

8 v( j6 ^/ L1 V. Z2 _5 F' l5 k

120              82.0*        44.5         48.8

; {0 C5 k: m- }; V9 ^8 Z

121              81.1*        44.5         47.8

# p3 b7 G- M! q) n* |; k0 k

122              79.7         44.3         46.7

0 O* i, b: w5 f3 i- a

123              79.1         44.0         46.4

+ s" e2 j% H* G# w

124              78.6         44.1         46.6

' A- E( q, L5 j! \6 |- U; ?

125              78.0         43.9         46.0

1 P9 k5 i7 M% c) r& E9 @

126              76.6         44.3         45.3

3 A; }6 f; q7 t/ l

127              75.4         44.2         44.8

6 N/ r8 L: }% h. |9 W- Y

Summary:

$ z6 F/ l$ N( b$ R# o% |1 S" U1 j6 B) T

Number of Noise errors found 90

, T5 r0 H6 v2 S1 T! y

200kHz       300kHz       380kHz

+ D9 p) ~' `& `/ [

Average         81.4         44.2         49.3

/ X1 {" k/ V2 n

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          1157 X2 N _) h- O/ O# K       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》。" `4 Q6 H, k# I

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。

. v) K' Y$ q+ y. V5 q

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。

9 j/ [: T$ d% L7 }2 j

2、电火花电源箱冒烟了

! [- Z) {) ]- x# l G# }

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。

0 V" ^5 v" V4 v( w8 n) ^8 m/ P2 ~

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。

# E5 B4 M5 @+ ~% K3 C+ b

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。

( q: g( H' j' e$ p* s, t7 i

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

8 z0 Q6 S7 ]+ W! s) |; T

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。

$ T/ \. b9 w* f% l, S5 b$ T4 M

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2024-11-30
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