多功能水深测量自动化系统在海洋综合测量中的应用

多功能水深测量自动化系统在海洋综合测量中的应用 多功能水深测量自动化系统在海洋综合测 量中的应用 第28卷第3期 2008年5月 海洋测绘 HYDROGRAPHICSURVEYINGANDCHARTING VO1.28.No.3 May,2008 多功能水深测量自动化系统在海洋综合测量中的应用 邵关,刘种 (91561部队,广东广州510320) 摘要:H/HCZ一02型水深测量自动化系统集测量定位,数据采集,实时控制和处理于一体,其工作模式适合新 时期海道测量的需要.立足发掘现有设备的潜力,介绍了该型设备的主要特点及在海洋重力,磁力等海洋综合测 量中的应用. 关键词:水深测量;自动化系统;海洋综合测量 中图分类号:P229.3文献标识码:B文章编号:1671—3044(2008)03—0063—02 1系统的特点和性能2系统在测量工作中的应用 H/HCZ一02水深测量自动化系统是海军海洋测 绘研究所于1989年研制成功,1990年起在国土资 源部等多个单位推广使用,广泛适用于沿岸,近海和 远海水深测量作业.经过多年来不断地改进,完 善,已发展成为一套具有测量定位,多通道数据采 集,输出和实时控制及处理功能的中央指挥,控制设 备(见图1).系统的核心部分是便携式加固计算 机,该计算机与PC机完全兼容,具有抗振动,防尘, 防潮和抗高低温恶劣环境的特点,并配置了海道测 量所需要的各种部件和接口,可同时连接4种以上 的测量设备,其电源满足交流(AC220V),直流(DC 12V电瓶)两用的需要.该系统体积小,外形紧 凑,如便携式加固计算机及附属设备投入工作时仅 占用约0.3m.的面积,并且重量轻,手提便携,能够 适应海上恶劣的作业环境,可以在各种测量船只,小 艇和渔船上完成测量任务. 图1系统组成示意图 在排水量1000吨的测量船上,改装后用于测量 工作的房间约4m大小,放置SII型重力仪,磁力仪 主机,UPS不间断电源后所剩空间无几,且工作问位 于露天甲板下,紧邻主辅机舱,狭窄,高温,震动使得 仪器工作条件十分恶劣.但事实表明,自2005年起 连续三年的海洋重力,磁力,水深测量任务中,该系 统可以有效解决原有船只加装测量设备后所面临的 问题,其稳定的技术性能为开展包括海洋重力,海洋 磁力,水深在内的海洋综合测量提供使用需要. 图2综合测量作业流程图 图2展示的是该系统在海洋重磁,水深综合测 量作业流程中的位置与作用.海上工作期间,GPS, 信标机二合一天线接收的定位信号由串口2输入, 通过系统内置的定位模块,经由PCI总线,再从串口 1转发给各测量仪器,同时在VGA显示器接口通过 视频电缆把船只导航定位图像传送至驾驶控制台, 便于指挥测量作业;各测量仪器获取的数据可实时 收稿日期:2007—10—20;修回日期:2007—12—02 作者简介:邵关(1976一),男,广西梧州人,工程师,主要从事海洋重磁测量和数据后 处理工作. 海洋测绘第28卷 通过串口3,4传送到系统的便携式加固计算机,并 自动 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 和备份.在实际工作中发现以下几个方面 值得注意:?系统中四个串,J均为标准RS232接 口,但串口2已给内置的GPS信标接收机专用,其 余三个串口则可相互交换使用.?转发GPS定位 信号时,为了防止信号传输衰减,在串口电缆转发处 加装RS-232/RS.422接口转换器以保持稳定的数 据通信.而且加装后仪使用普通的网线和9针串口 即可完成系统与一定距离外的测量设备(如测深 仪)之间多路数据的传送(GPS信号)和接收(水深 信号).?与主机连接的电缆插拔时,一定要先关 掉主机和外设的电源,严禁带电插拔,尤其是GPS 天线的带电插拔特别容易引起定位模块(上面集成 了GPS接收机,信标接收机,控制单元)的损坏. ?早期的便携式加固计算机出于软件稳定工作需 要,普遍使用WIN98操作系统,但现行导航采集软 件是海军海洋测绘研究所基于XP系统编写而成, 两者的相互兼容存在一定问题.在海上工作中发 现,现行导航采集软件在WIN98系统下长时间运行 时,将出现不定时的死机现象,极大影响了测量作业 的进度.将计算机操作系统升级为XP系统后,该 故障现象得到彻底解决. 3存在不足及解决办法 最明显的不足是GPS信标接收机定位精度不 高.在进行海洋重力,海洋磁力和水深的综合测量 当中,系统内置的定位模块主要依靠接收沿海RBN- DGPS台站的差分信号进行准确定位,定位误差小 于3m,但离开台站信号覆盖范围后仅能进行单点定 位,定位误差小于25mJ.显然这样的定位精度仅 能初步满足近海区域以大地测量为目的的海洋磁力 测量,若要开展多波束全覆盖水深测量,则定位精度 远远不够.此外,影响海洋重力测量精度有一项重 要的因素——厄特弗斯效应,其改正的计算精度受 到航向,航速误差影响的程度较大,如在中纬度海 区,当测量船以10kn的速度沿东西方向航行时, 0.2kn的速度误差就可产生大约1mGal的厄特弗斯 改正误差』,显然我们可以依靠高精度的导航定位 减少这种误差.还有,当使用高精度的差分GPS系 统进行定位时,海洋重力测线交叉点不符值将明显 减小,从而提高根据该不符值来估算的整个测网精 度,为测量数据的准确性提供判断依据. 面对这样的问题,若要保证测量成果质量,满足 测量工作要求,最直接有效的方法就是使用高精度 的定位手段,如保持紧凑,轻便的前提下,改进系统 中的定位模块,引入Et渐广泛使用的广域差分GPS 信号,将定位精度提高到分米级甚至更高的水平. 4结论 通过笔者几年来的亲身工作体验,对多功能水 深测量自动化系统的使用取得如下几点认识: (1)经过多年的发展和运用,该系统的稳定性 和可靠性Et益提高,充分发掘的潜力能使其工作领 域拓展到新时期的海洋综合测量之中. (2)通过合理的改良和实际工作使用表明,该 系统的技术特点可以在当前海洋综合测量中得到充 分的体现,系统性能能够满足测量任务的需要,取得 了令人满意的测量成果. (3)为了满足将来综合程度更高的测量任务需 要,并使仪器应用的工作地点延伸至更远的海域,系 统中的定位模块需要引入新的定位手段,不断提高 精度. 参考文献: [1]彭光宇,赵明才.海洋测量定位与计算[M].北京:测 绘出版社,1993. [2]黄谟涛,翟国君,管铮,等.海洋重力场测定及其应 用[M].北京:测绘出版社,2005. ApplicationofMulti—functionalSoundingAutomaticSystemin MarineIntegratedSurvey SHAOGuan,LIUChong (91561Troops,Guangzhou,Guangdong,510320) Abstract:TheoperatingmodeofH/HCZ一02multi— functionalsoundingautomaticsystemcanmeetthe demandsofhydrographicsurveyinnewtime.Thesystemintegrateswithdataacquiringmodule,real-time controllinganddealingmodule,andsurveypositioningmodule,whichinletbyGPSanddifferenceGPS receiver.Baseonsufficiencetousepotentialofexistingequipment,thispapershowsthemain characteristicsof automaticsystem,anditsapplicationinmarineintegratedsurvey,suchasmarinegravimetric andmarine magneticsurveyetc. Keywords:sounding;automaticsystem;marineintegratedsurvey