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1、,水上工程综合解决方案,南方测绘 GNSS 水上部,水上产品简介,水上系统集成简介,南方代理进口产品,海上工程解决方案,南方公司针对海洋工程、水上施工、测量方面所研发、生产的产品，涵盖了海上及内河水上工程施工定位、导航、水深测量、水深测量数据处理、绘图等技术应用领域。,主要介绍以下几个系统及相应产品 1 南方水上测量系统 2 南方施工导航定位系统 3 南方GPS打桩系统 4 南方产量计系统 5 南方远程施工监控系统 6 智能航标监控系统,一：水上工程测量解决方案 南方28、29测深仪 南方自由行导航软件,测深效果图,二：水域测量准备工作与测量要点 -流程图,测量前准备 测线布设等,自由行系列导
2、航软件+测深软件,测深仪数据,GPS数据,综合数据*.org 水底断面数据,后处理（水深、潮位改正等）,成图、土方结算、成果输出,GPS安装校正,测深仪 安装校正,一：水域测量准备工作与测量要点 -流程图,测深仪安装连接,吃水0.5 启动求校声速,根据水域情况调节仪器初始参数,记录断面数据,工作中观察调节参数,GPS安装连接 求取GPS参数,导航软件设置、参数设置（若RTK设天线高等）,与测深仪通讯设置COM20 9600,连接仪器、检查通讯是否正常,设置正常、记录数据,二：水域测量准备工作与测量要点 准备工作,1、定位设备、测深仪、声速仪（或测试板）(可选带电脑等)。 2、电源。 3、测区计
3、划文件和测区测量计划线文件（应事先编好） 4、受潮汐影响较大的测量区域应事先根据潮汐预报来安排外业测量时间,要 点 注意： 一:所测得水深不应人为平滑，应以瞬时水深为准。 二：一般按照5米距离采集数据，方便内业数据处理。,一：水域测量准备工作与测量要点计划线布设与走线,布线方法 1、导入已布好的*.dxf计划线文件。 2、根据指定坐标区域在软件上作图。 3、根据现场情况在软件上手工画图。,计划测线布设要点 1、按比例尺要求。 例如1：5000间隔50米 2、按航道宽度预加长宽度设计。 3、测线布设应与航道轴线垂直。 4、可提前布设测线或现场布线。,一：水域测量准备工作与测量要点,根据水域环境与
4、深度适当调节测深仪参数，自动功能适用大部分情况。手动功能提供更专业的操作方式，即使采用手动测量，若参数调节准确在整个测量过程中亦不需要频繁调节。,水深测量界面与记录效果,导航界面,数据更新率30HZ双频测量,数据更新率14HZ高频测量,流域成图效果,一：水域测量准备工作与测量要点 成果文件处理,要 点 1、检查原始数据文件、核对水深数据。 2、检查测深仪记录，校对水深数据。 3、编制潮位表（必要时要调制水位曲线图）。 4、潮位改正处理。 5、数据格式选择与保存（视用户使用的软件功能而定）。 6、按测图比例进行水深数据展点，检查图面水深点间距和分布要求。 7、检查图面水深点，发现疑点水深要及时校
5、对、修改。 8、按测图比例定义图幅和图框，面积过大则需要分图幅编制，每幅图之间应有部分重叠，并按顺序编号。 9、图名、图号、坐标系、比例尺、基准面等必须标明。 10、定位系统、测深仪型号、精度说明。 11、图框、坐标、公里网必须按规范要求标绘。 12、测量单位、作业人员、审核者都要注明和签字。 13、先绘制草图，经审核无误后再绘制成果图。 14、依据成果图及数据文件进行施工方量计算。,一：水域测量准备工作与测量要点 成果文件,多种方法库容计算 断面法、方格网法、等高线法、法等,标准海图,图副整饰,南方SDE-系列测深仪,SDE-18高频,SDE-28高频,SDE-29 双频,适用领域 1、沿海
6、、航道水深测量； 2、内河、湖泊、水库水深测量； 3、疏浚工程施工测量； 4、一体化水上自动化水深测量（附送导航测量软件）； 5、疏浚工程施工定位导航终端（只需连接GPS即可）； 6、可单机用于测深，与其它系统配套测量，也可自成系统进行水深自动化测量。（可与任何测量型的GPS连接和组成系统）,一：水域测量 -南方测深仪器简介,海洋流域普查测量,湖泊测量 库容计算,三维成图 数据库接口,1，便携式、数字化、一体化水深测量。 2，高速DSP芯片，全自动测量。 3，更高的数据实时更新率，最快30HZ高于国内外主流仪器（一般20HZ）。 4，更精确的瞬时水深采集。 5，兼容性强，可连接任何厂家定位系统
7、。 5，病毒防护，防止病感染。 6，专业的海图作图系统，具有海洋，流域普查成图、疏浚工程施工图编制、测量计划线编图、水深测量数据展点、水深图编绘、等深线勾绘、水下三维地形图绘制、水深图框编制、航道断面绘制、水库库容计算、疏浚土方计算等功能。,二：测深仪原理与基本概念,水深公式： S=d+vt/2 S:水深 d:吃水 v:声速 t:时间,1、深度与水深：深度-水面到水底的距离。 水深-以平均海水面为基准，向下为正的距离，与高程相反（所以后处理后的两个文件_d.dat,_h.dat 符号相反）。 2、吃水：换能器底面到水面的距离，可通过测深杆刻度的读取得到。 3、声速：超声波在水中的传播速度，声速
8、值受温度、盐度及水质的 影响，在内地淡水测量中推荐值为1483米/秒，海水约1500。 4、时间：即超声波从换能器发射起到回波从水底反射回来被换能器接收这段时间。由内部测深仪内部ns级高精度定时器求得。,二：测深仪原理与基本概念,二：测深仪原理与基本概念,探头-超声波换能器： 一种具有固定特征频率的电声转换器。即可发射声波，也可接收声波。 回声测深仪的实现： 测深仪发射一定脉宽的固定频率的高压交流电信号驱动换能器并开始计时，换能器将电能转换成机械能（超声波）在水中传播从水底返回被换能器接收再转换成电能即电信号并停止计时。测深仪在对时间精确计算并通过公式求得水深的同时，对发射波和回波进行实时采样
9、将超声波在水中的历程以波形显示的方式在屏幕或图纸上显示出来。,二：测深仪原理与基本概念 发射参数,发射率（测量频率）：就是每一秒发射的 次数，发射率越高，同样的船速我们测量的密度更高，图形更细腻。发射率是衡量测深仪的一个重要指标。 发射脉宽：驱动换能器高压交流电信号的持续时间，发射脉宽的增加能一定程度地加大发射的能量。 发射功率：驱动换能器高压交流电信号的幅度，幅度的增加能加大发射的能量。 抑制脉宽：由于发射时换能器会产生余震， 且在实际测量过程中换能器的表面容易产生气泡及浪涌的干扰，在发射后一定的时间内拒绝接收这段时间就为抑制脉宽,二：测深仪原理与基本概念 接收参数,增 益：超声波在水中受到
10、较大的衰减，当反射回来被测深仪接收后信号变得非常弱小，需要对这个信号进行放大，放大倍数即为增益 回波阈值：衡量回波幅度的阈值，用于对电信号等杂波的滤除及水深取样的位置。 时 间 门：水底的变化是曲线性的，因此每一次水深的值的变化范围肯定在上一次水深值上下的某一个范围内，时间门的引入就是通过软件评估回波及接收回路固定在这个范围内，排除范围外的杂波影响水深的读取与判断 时间增益控制（TVG） ：声波在水中传播时，声强按指数规律衰减，为保持信号幅度的平稳，TVG将控制接收放大器按相反的规律增长放大倍数 自动增益控制(AGC)： 防止TVG把二次回波放大以干扰正常的水深判断，在获取到期望回波之后，增益
11、会被自动拉低。,抑制脉宽过窄，不能完全清除“余振”，“余振信号”与回波混杂，造成测量结果不稳定； 抑制脉宽过大，如果水深过浅，这样就收不到回波信号。造成当前测量无水深值情况； 计算方法：S抑制= (1/2) v (发射脉宽+抑制脉宽) + S吃水 (参数：浅水抑制) 一般要求抑制脉宽大于发射脉宽1ms以上。 根据实际经验将抑制脉宽设置到需要测量的最浅水深值处为最佳一般0.8-2.4。,三、测深仪参数的调整方法 抑制脉宽的设置,四、数字测深仪主界面的理解,SDE-28高频,SDE-29双频,1，SDE28，测深仪的操作步骤,启动测深仪,一、启动正常后进行测量参数设置：选择“设置”-“测量参数”，
12、进入到测量参数设置界面 首先按 按钮，右侧会出现波形。 二、设置吃水和声速。吃水水面到探头底部 声速声音在水中的传播速度，可用比对板反求。,二、测深仪参数设置,三、测深仪参数的调整方法,根据实际经验，SDE-28测深仪参数调整范围如下（适用于40米绝大多数情况）： 吃水：0.5米 时间门限：始终10% 回波阈值：1 功率：低 发射脉宽：0.01-0.3 抑制脉宽：按最浅测量需要，一般0.8-2.4 增益：2-4 调节方法为先调增益，再调发射至回波强劲正常，无二次回波和杂波为准。,1.1 SDE-28 常见问题的分析判断,常见问题解决方案,1、没有水深或者水深时有时无： (1)检查探头。探头是否
13、固定的牢固；探头是否保持在水面一下；探头底面是否正对水底，即测探杆是否倾斜。 (2)检查探头与测深仪之间的连接电缆。检查连接探头的一端的电缆线与探头是否松动；检查连接测深仪端的接头是否与测深仪接触良好。 (3)检查设置参数。发射脉宽是否过小。抑制脉宽设置是否过大。,2、回波线与吃水线联在一起，在波形图面上表现为一条“波形”： (1)检查探头底部离水底距离是否大于0.4米 (2)检查发射脉宽和抑制脉宽是否过大。 (3)适当减少发射脉宽和抑制脉宽,3、图像上显示的回波线颜色比较淡，甚至出现“脱节”的现象。,回波颜色很淡,检查步骤 (1)检查发射脉宽是否太小 (2)检查发射功率是否与当前水深相符合
14、(2)可以适当增加发射脉宽 (3)可以适当增加“增益”和“回波阈值”,4、不打标 (1)检查系统设置：选择 设置系统选项,“定标方式”是否选择为“串口命令” (2)自由行导航软件与测深仪串口连接是否接通。 点击“开始”，对端口进行测试，查看测试显示的数据是否正常。,5、在图象上除了有一条回波线外，还有些淡淡的杂波线。,杂波,检查“增益”和“回波阈值”设置是否过大，如果是，适当减小。,SDE-28系统保护的措施,1.为防止病毒让机器崩溃，系统C盘为写保护，开机后在C盘上的一切操作，包括安装，卸载程序，删除文件，安装驱动程序，修改注册表，都将在系统重新启动后复原。 2.若不慎系统出现不正常问题，还
15、可以通过开机出现的一键还原菜单将系统w还原到出厂前的系统状态，双重保护 3.卸载D盘的程序将保存改动，如果更新测深仪软件和自由行主程序，则须在原安装位置进行更改 4.若U盘不慎带入病毒感染D盘，则可以采用如下步骤， 若系统有两张卡，则将D盘的CF卡，取出，用读卡器插入在无毒电脑上进行格式化，然后再装入测深仪内部，重新安装软件 若系统是一张卡，则需要开机(系统复原)后格式化D盘，然后再装入程序。,几个主要事项,连接顺序等准备工作 注册码的判断 数据格式 系统还原的使用,2，南方双频测深仪SDE-29,高频和低频在工程中的运用,高频(200kHz)： 波束窄,能量集中,容易实现精度，受复杂、软底水
16、底环境限制 低频(20kHz)： 波束宽,功率高,在浮泥层衰减小,穿透能力强、在硬底时精度不足 具备单频测深仪的基本功能。 由于测量水域水况很差或水体中有急流、气泡等,造成测深仪高频声波大幅衰减,高频部分无回波信号。 希望利用低频声波的穿透特性,取得水底浮泥层以下的水深数据。,运用背景,河道、港口等海事工程环境下浮泥的存在,给航道适航水深的确定带来了很大困难。 目前大多数船舶使用的单频回声测深仪,常把淤泥(浮泥)层表面以上的水深作为通航水深,从而造成了不必要的水深限制和过大的疏浚要求。 测量水域水况差，水体中有急流、气泡等,造成测深仪高频声波大幅衰减,高频部分无回波信号。,例案,江苏连云港吹填工程实地测量,南方 SDE-29 技术指标,工作频率： 低频20kHz高频200kHz 主要量程： 0 960m 测深精度： 0.01m0.1% 分辨率： 0.01m 可调声速： 13001650m/s 操作系统： 嵌入式w
