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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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& P/ m/ ^4 T# N% U' ]$ g

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2 B) m# h0 [$ r: B. z. I

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。

+ H, w- f+ d- ~) J0 W! ?

1、多波束噪声的问题

! D* L( K7 b$ g7 M

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。

# X! A- ~# u: r5 u

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:

3 t" ?4 W, l( N8 g8 p

Noise Test.

& d0 v( ?$ t# r0 z$ c

Signal Amplitude in dB

2 b& v; j3 Q+ M+ {3 Q; [

Channel          200kHz       300kHz       380kHz

: P9 U6 I/ ^, u

0              83.2*        44.7         52.7

- A. L' n+ r+ d" k, d+ D( } p

1              82.4*        44.3         51.7

% r& g* H% P- S1 T' i

2              82.6*        43.9         50.7

7 i7 j2 ?& p K' W" n, E$ N

3              82.4*        44.1         50.7

2 l! Y. m- m- H5 G6 c

4              81.8*        43.9         49.5

2 e, \: R4 U: S3 R, y6 n; ^0 E3 C

5              82.3*        44.1         51.1

1 t6 K* W+ c! n) y3 a

6              82.7*        44.1         52.3

" K u5 e j: D, c9 l3 ], D

7              82.6*        44.3         52.3

& G, C0 Y' d1 R

8              82.6*        44.4         52.3

! B7 k0 I# J- j# t7 E6 I N4 I* V: a

9              83.6*        44.1         52.1

5 ~) {3 B( d- C# O; P

10              83.5*        44.4         52.2

7 |3 J) N; L- o, f" O$ N

11              83.9*        44.4         52.5

+ |8 `2 p; K% N5 H' `0 \

12              83.8*        44.3         51.1

9 f* N; H$ |. K i: Q# O

13              83.8*        44.6         52.1

6 I" n( s7 h; V) x" {: U9 X

14              84.3*        44.4         52.9

2 u9 G" \/ v0 ]8 u

15              83.9*        44.3         51.8

9 M8 L/ n9 P- j8 F, E

16              84.5*        44.3         52.4

) [8 ?* m* L' l, ]/ g9 N+ ^( l, O

17              84.1*        44.2         51.6

4 l* c0 k3 {) P" u* p" P: @& ~/ ~5 e

18              83.1*        44.1         50.2

, Y3 Z" w- L& x3 B

19              82.5*        44.5         49.4

4 q, m5 q4 y, n" D7 v& `

20              81.2*        44.3         49.0

0 O2 |- x* g, ~3 x' C. _3 q

21              80.9*        43.9         47.5

6 g, g4 f. [, K1 G) l8 V5 j

22              80.8*        44.1         47.8

( ~+ G% I( |3 j3 \

23              80.1*        44.3         48.4

! ?- L1 i9 a2 j3 A0 u& q- ?

24              79.4         44.3         48.5

% m( w" v3 j) f+ Y [5 I

25              80.7*        44.0         47.4

" b5 s* c! o; v- m6 J

26              80.3*        43.8         48.6

& f; i4 D$ a. B* k2 @

27              78.8         44.2         47.7

6 y9 `) o$ X" p$ R/ | \

28              77.0         43.9         46.4

% U& ?6 r; T. K5 T$ v! u' ^

29              75.5         44.2         46.4

* x! N; Z9 @# t9 `! I0 s2 W

30              77.8         43.9         46.5

9 B* v6 B: m% j g

31              79.6         44.1         46.4

* R4 [: h) ^0 r* L1 L# } }# f

32              81.9*        44.2         49.4

7 m. ?! {& N3 Z& x

33              80.5*        44.2         48.5

1 _- ]! v$ ?$ M$ M, P9 O3 x4 T" Z

34              80.0         44.0         49.3

; G" b* j0 W- ?# c

35              73.1         47.3         42.0

0 o1 v& C t# ?7 R# A# c* l! h

36              81.7*        43.9         49.0

) T& A9 o5 y4 i" Q+ K

37              82.0*        44.0         50.1

- M2 L( b! B1 S

38              81.1*        44.1         50.0

7 q0 v) [$ c; W0 a

39              80.5*        43.8         49.2

( ~$ U. g7 M. g8 r" O* B: |

40              80.6*        44.1         48.6

; \( m( k1 N7 E( v4 x" A$ [: p9 l" Q

41              81.2*        44.2         49.6

% B4 A( e$ u! Y

42              81.9*        44.2         49.2

& \8 z2 i8 Q. g8 F

43              81.3*        44.3         48.9

: V6 ~. x4 J& R

44              80.7*        44.1         49.6

* f) m, [! j: e% U

45              82.9*        44.2         49.9

. N8 ]2 Z2 G8 ]9 N. S4 [% c5 C& I

46              83.4*        44.1         49.4

0 ^3 {$ D; i5 c" Z7 {: E

47              82.5*        44.3         50.3

2 i% ~" L& O7 G4 `/ U9 |% L

48              83.6*        44.2         51.0

: g+ c: M- |5 }8 D N% V

49              85.1*        44.4         50.6

7 \0 u" Z9 z1 j% `/ j' m

50              84.2*        44.3         50.2

0 e2 G2 W! F5 c- p: W) ?0 L) S

51              82.7*        44.4         49.7

5 I4 s0 i; j) W; \; z

52              80.7*        44.1         49.7

( n a# M% |5 S' p; O$ g

53              81.8*        44.1         50.6

# S/ G# ~( J; O. P( F% Y

54              82.1*        43.9         49.1

! h; J8 g j$ S

55              80.6*        44.3         48.9

8 V# j I' m- B% r! v2 M1 U/ o/ K v

56              80.8*        43.9         48.1

" T! X7 F: _$ v/ T& n8 c: Z7 i

57              81.9*        44.3         49.3

$ j, C" Y0 D* T6 I1 {" E! }

58              81.6*        44.1         47.5

$ @9 V5 |. U9 j) u

59              80.7*        44.3         48.8

" D. O( @6 I" n% X7 `

60              81.3*        43.8         48.8

, |' k0 c" |" `7 O

61              81.7*        44.6         49.7

4 Z3 Z5 d% }6 `2 q! `2 e& Q5 l

62              82.5*        44.1         49.4

6 P3 y- s: I" _' W- l

63              82.5*        44.5         50.2

/ ], K( u5 l; a/ @$ e$ O7 o

64              82.6*        44.3         49.9

* f5 j+ Z- O; h# z3 ?; @# E

65              82.9*        44.1         50.2

" r% S6 q1 H2 ~3 q2 L0 {; S

66              83.3*        44.2         49.7

4 R8 g6 O% M# M9 J

67              82.4*        44.1         49.2

& Y' _- q3 X9 B1 b

68              81.1*        43.9         48.7

! z$ Y! |$ u1 @0 g

69              80.7*        43.8         48.6

# e' {5 d2 b5 R+ D2 o$ s3 b

70              81.6*        44.1         48.4

J4 h& Z' N) J& R0 ]$ c% |6 f W

71              81.6*        43.8         48.4

5 x' h/ Y# T0 {3 I: i9 ?0 O

72              79.5         43.5         47.8

. e7 `9 d8 }! |

73              80.0         43.3         47.5

; {* M. y0 u0 p# W I6 F

74              80.3*        43.9         47.6

/ K: T* k8 y1 p, l- h4 m; ~3 ?

75              80.3*        43.9         47.2

9 B1 E+ ?( S9 x' g2 c: u7 ]

76              81.3*        43.8         46.6

. g: ?7 `. A$ C

77              82.2*        43.8         46.9

; e4 g: U1 i# ^1 o. b

78              82.0*        43.8         47.4

+ z) Y/ D; S' c( g( Z

79              81.4*        43.6         47.3

5 e' R/ }5 ^7 q4 r/ r/ V0 G) `& r9 G

80              80.5*        44.1         47.6

$ c; t# I: @) g. Z, d

81              80.3*        43.5         46.6

' [9 w7 P# v6 Q0 v

82              79.7         44.0         45.8

6 y* B$ [6 |/ `- K$ H4 {0 X

83              79.9         44.2         45.9

: }( j6 e) t" K& w

84              79.0         44.0         45.9

) Z# v1 R" e4 Y! Z# Y

85              78.7         43.9         45.8

2 M u/ Q: u" L8 K

86              77.3         43.8         45.2

. J2 g ]. U# q" F. }

87              76.4         43.7         45.9

/ u4 t/ x! s0 K

88              76.0         43.8         45.1

, I# R( v0 f8 u. k8 f& T5 E! w

89              75.1         43.6         45.2

* k, ?6 ^! U9 Q# M3 r7 n

90              75.1         43.7         44.1

; r/ o2 F+ v8 k) G9 F9 s+ q6 k

91              75.7         44.1         44.1

: m& B$ W: h# r

92              76.1         43.8         43.9

! K! R5 ]6 w' s, h. v

93              76.7         43.8         44.3

8 d0 b, t+ Y/ u7 E' V5 x

94              77.6         43.8         44.9

( \, c& p% s7 L4 _& Q; \

95              77.7         44.0         44.4

& d: v" N3 D; J9 }! B/ K

96              76.9         43.7         46.0

/ A' `. d G K

97              76.9         43.8         44.9

; i1 [: d5 _' j- T

98              78.0         44.1         45.5

' R5 X- f7 U: ` T. k d

99              78.1         44.4         45.5

8 H9 {" j* d# _) Y% D' U8 F0 t

100              77.7         44.2         45.3

, Y& `9 Z8 [4 u" t' w* g0 O1 s

101              78.4         44.3         46.4

6 D+ c; k+ w- N9 Q$ \1 L

102              78.8         44.2         46.7

. T/ O1 q$ l6 m. Q

103              79.3         44.2         49.0

. p" S2 X5 A$ B

104              80.2*        44.5         49.5

8 [& s2 \- B. c5 [) i( W

105              80.9*        44.1         50.9

! _0 u U( u( ~7 r$ G4 l

106              81.6*        44.5         51.5

+ O- y5 ]; Y$ A1 W

107              82.3*        44.5         52.2

* _' d4 ~+ w8 |0 Y& u d- B7 O2 o, w

108              82.9*        44.1         51.0

4 w0 b2 v% p9 g2 S3 q' _

109              82.9*        44.5         50.9

. c j& o4 Q; \9 H5 e0 }

110              82.3*        44.5         50.3

) T9 \; E# ?9 o# t: t; V

111              82.3*        44.6         50.5

% k: x8 ?6 n0 Z3 ?* @

112              82.2*        44.6         51.1

: S( H+ H, l' u) n2 h( J* I/ u

113              83.4*        44.6         52.3

8 I$ F# I, `2 Z* V

114              83.8*        44.2         52.2

% w" ?/ d& [7 T1 @2 Z

115              84.3*        44.6 53.3

% O$ K! O F _$ a8 Q! U& A6 x

116              82.6*        44.2         52.0

1 L% V0 T, b& ~0 t& @* W

117              82.2*        44.2         51.3

' Z8 D1 ~: [" e( L& v

118              82.3*        44.1         50.2

, Z) ^# A" f: z) u" @) L3 u

119              83.1*        44.2         48.9

" C8 J7 S1 P7 b7 F

120              82.0*        44.5         48.8

1 j" k1 {, e" E6 V5 _: s; {

121              81.1*        44.5         47.8

[. r# ?) u# g) K% M' O6 I

122              79.7         44.3         46.7

' ?8 E- e( N: S4 {

123              79.1         44.0         46.4

4 u7 C4 r' ?% [4 | v/ e0 R

124              78.6         44.1         46.6

0 B5 j' g1 W' V: p/ X$ O

125              78.0         43.9         46.0

* c( K( I. B! T' _) {" V# { j# m8 S$ y

126              76.6         44.3         45.3

# o i6 ~8 _# ?/ V6 M9 x

127              75.4         44.2         44.8

1 z% n% }: V4 ^

Summary:

( d! i& |( d- }6 [2 y

Number of Noise errors found 90

4 y b2 f7 J/ v; v8 f

200kHz       300kHz       380kHz

9 F) G. o& ^( j6 _5 Q. H: s! t- C

Average         81.4         44.2         49.3

" e% D' b; ? u3 R& _

Maximum         85.1         47.3         53.3

Channel           49           35          115 1 v0 }9 h. b: _: z# ~( S       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》。$ S$ p+ S# V. 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。

_8 u5 d9 M! P: g

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。

( ^: F; a- o5 @- C/ f! }! [

2、电火花电源箱冒烟了

C2 O" l. N7 g0 X

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。

6 N- w9 ?) q2 p% 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。

: N' w1 r% M3 i$ k' I& T

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。

4 }+ o/ o* o7 y$ y

3、侧扫声纳承重头连接缆断了

3 t9 a: F. r6 ^3 L+ d% S. \

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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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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活跃在2026-3-25
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