水库淤积浅剖声呐探测基准站启动转换导航浅剖软件安装及软件SOP文件操作天线定位中心.docx
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水库淤积浅剖声呐探测基准站启动转换导航浅剖软件安装及软件SOP文件操作天线定位中心
附录A基准站启动SOP文件操作
基站各种设置是通过操作手持控制器完成的。
以Timble软件为例操作如下:
A.0.1手持控制器软件的启动与蓝牙链接
打开Timble手持控制器,进入软件界面。
进行手持控制器与R4基站主机设置连接。
点击设置进入设置界面,点击连接进行蓝牙连接。
点击蓝牙对话框中的配置栏进行蓝牙配置。
此时出现已连接对话框,再点击添加新设备对话框搜索其他蓝牙设备。
此时选择要与其连接的基站设备型号一致的设备型号,并点击下一步显示要连接设备名称,保存后完成手持控制器与基站的蓝牙连接。
同样方法可设置手持控制器与流动站蓝牙连接,选择使用的流动站设备型号并保存,完成手持控制器与流动站连接。
此时选择配置接收机号SN,点击接收启动手持控制器与两站的连接。
A.0.2设置测量形式
在手持控制器软件界面点击测量形式,进入设置界面。
点击测量形式中的RTK,则软件自动跳转到编辑这个测量形式的界面。
点击基准站设置选项,设置播发格式CMR,天线类型选择使用的天线型号,输入天线高度,该天线高度为测量基准点至接收主机天线头开嘴基座(黄线处)垂直距离。
点击接受进入基准站数据链路对话框,选择自定义电台类型,端口2接收,波特率选择电台中设置通讯对应的波特率38400,点击接受并储存完成测量形式设置。
A.0.3新建任务
在软件初始界面中点击常规测量,进入任务选项,打开新建任务输入新任务名,进入新任务对话框,点击属性栏坐标系统选项中的键入参数,在投影栏中选择横轴墨卡托投影,并在对话框中进行新建任务设置。
主要输入参数如下。
主要有假北:
0,假东:
500000,纬度原点:
0,中央子午线:
当地值,长半轴:
6378245,扁率:
298.3,比例系数:
1,坐标类型:
网格。
点击1/2进入项目高度选项,输入测区大致高程。
点击接受回到键入参数选项中基准变换,选择三参数,输入WGS84坐标与北京54坐标三个转换参数(X、Y、Z),点击接受再回到键入参数选项,点击ESC进入任务属性栏,坐标系统选择当地,点击接受完成任务设置。
A.0.4输入基准站坐标
在已建任务下,选择键入进入输入坐标界面,输入控制点名称、坐标及高程,点击接收完成输入基准站坐标设置。
A.0.5启动基准站接收
在软件初始界面中点击常规测量,进入测量选项,进入启动基准站界面,点击启动基准站接收机,软件会自动连接上原先蓝牙配置好的基准站。
进入开始测量的启动基准站界面,点击列表调入控制点名称,然后点击接受出现基准站已启动界面提示,表明基准站已启动。
此时基准站外接电台的TX灯会1秒闪烁一次,RX灯不亮,点击确定完成基准站设置。
附录B转换软件SOP文件操作
根据调查,我省绝大多数大、中及小型水库均采用北京54坐标系统。
因此淤积测量中要将GPS测得WGS-84坐标转换成北京54坐标,在获得测区基准点三个WGS-84坐标后,求解转换参数的软件SOP文件操作如下:
B.0.1软件名称:
TrimbleGeomaticsOffice(简称TGO软件),是Trimble公司针对计算三参数制作软件。
B.0.2建立北京54坐标系统,目的是后续TGO软件计算三参数时调用
打开已安装好的TGO软件,双击TGO/功能/CoordinateSystemManager,进入坐标管理器,用来定义当地直角坐标系统。
1编辑/增加椭球(E):
名称和输出名称均为Beijing54,输入Beijing54坐标系统椭球参数,只需输入长半轴6378245和扁率298.3即可。
2编辑/增加基准转换(D)/Molodensky:
选择创建新的基准转换组,同样名称和输出名称均为Beijing54,椭球选择Beijing54,转换选择从WGS-84坐标转换至Beijing54坐标。
3编辑/增加系统坐标组(R):
名称和输出名称均为Beijing54。
4增加坐标系统(O):
选择横轴墨卡托投影(T),选择坐标系统组Beijing54,名称和输出名称均为Beijing54,基准名称选择Beijing54,基准转换方法选“Molodensky”。
5进行下一步,选择无大地基准模型。
6进行下一步,坐标方向选择北、东,输入纬度原点0,中央子午线,北坐标0,东坐标500000,比例系数1。
(中央子午线为当地值)。
7保存文件,完成北京54坐标系统的建立。
B.0.3TGO软件计算三参数
1打开TGO软件,在已建立北京54坐标系统下新建项目,为项目取名,选择Metric后确认。
2填入项目细节内容:
如项目概况,操作人员姓名等。
3在项目属性下,选择坐标系统:
点击“Change”及“新系统”。
4选择坐标系统类型:
在坐标系统和投影下,选择“China”和“Beijing1954GKZone21N”(6º分带法的北京54坐标系,分带号21为当地值,根据所在地区经度进行计算求得,N代表横坐标前不加代号)。
5选择大地水准模型:
点击“预定义的大地水准面模型”下的EGM96(Global)。
完成坐标系统设置。
6添加点坐标:
选择插入“点”,将三个基准点的WGS-84坐标(B、L、H)和直角坐标直角坐标(X、Y、Z)组成的三组数据,按照框图分别输入,完成点插入。
7点击测量,进行GPS点校正,选择基准转换“三参数”,调出“点列表”中输入的三组数据进行计算。
8点击“报告”,生成三参数列表,若表中列出的沿X轴转换、Y轴转换、Z轴转换三个转换参数呈“红色”显示,表明转换参数“不可用”,需重新选择控制点坐标进行计算。
9若“报告”中列出三参数为正常“黑白色”,表明转换参数正确“可用”。
附录C导航软件安装及软件SOP文件操作
C.1导航软件安装
C.1.1HYDROproTM导航软件包含两张CD盘,一个USB软件狗。
CD盘一张为Terramodel软件先安装,一张为HYDROpro软件后安装。
C.1.2软件安装时根据界面提示逐项安装,安装完成后先不要插入USB狗,在安装界面选择InstallLockDriversOption,按提示安装驱动即可。
C.1.3所有安装完成后,插入USB软件狗,点击运行Flavor,选择Construction—Survey,点击OK完成全部安装。
点击桌面Nav即可运行程序。
C.2导航软件SOP文件操作
C.2.1创建新项目:
开启导航测量软件HYDROpro,运行Nav软件程序,点击项目,建立一个新项目,输入项目名称,选择存储路径,勾掉从已有项目继承配置。
点击下一步进入新项目细节菜单,根据项目情况输入相关信息,点击完成。
C.2.2设置项目属性:
如上述设置项目细节需修改,点击项目属性进行项目细节修改。
此外点击主菜单下配置,对显示单位进行修改,点击全球设置,对显示时间格式进行修改。
C.2.3设置坐标系统:
设置坐标系统包括选择坐标系和创建新的坐标系统
1选择坐标系统:
点击主菜单下配置,打开坐标系选项。
如果项目未提供当地直角坐标,可按如下步骤将WGS-84坐标转换成北京54坐标。
选择新系统,下一步选择坐标系统和投影带,出现系统组后,左侧选择China,右侧选择Beijing1954GKZone21N。
在大地水准面模型界面,选择预定义大地水准面模型,基准面选择EGM96(Global),完成坐标系统设置。
其中投影带根据所在地区经度(通过GPS查看)进行计算。
2建立新的坐标系统:
输入新坐标系统的名称,创建一个新的组,输入组的名称。
进入大地基准转换菜单选择新建,输入转换名称。
点击新建椭球,输入椭球名称、长半轴、扁率数据。
选择三参数或七参数。
转换方法原则是,工区长度小于80Km,可以选择三参数。
点击下一步投影方式,选择横轴墨卡托投影。
点击下一步,输入中央子午线经度。
点击下一步选择方位起算方向为北,坐标值为北和东。
点击下一步,选择不需要转换模型。
最后点击查看新建坐标系统参数,参数设置齐全后完成坐标系建立。
C.2.4船只配置
1在主菜单下点击配置,打开下拉菜单选择船只,弹出船只配置对话框,点击增加输入船名和编号。
点击编辑器进行船型、偏移点编辑,量取GPS以及换能器位置,输入偏移量。
2导航软件船形为实际测船形通过手涂方式缩放在显示的平面图上,中心点为测船重心位置。
3量测船上GPS定位天线相对测船重心偏离位置(X、Y),输入偏移量设置中。
量测船上换能器相对测船重心偏离位置(X、Y),输入偏移量设置中。
完成测船设置。
C.2.5设备配置
1在配置菜单下选择设备,点击增加,在设备类型中选择GPS,在设备名称中选择NMEA。
点击下一步完成,在出现对话框中,选择船只名称、偏移点(对应上节配置)。
打开端口对话框,选择对应端口名称、波特率以及其他配置,使其与GPS硬件输出波特率一致。
点击测试查看是否有数据输入。
2NMEA是一套定义接收机输出的标准信息格式,常用的格式为“GGA”,它包含了定位时间,纬度,经度,高度,定位所用的卫星数,DOP值,差分状态和校正时段等。
3端口是计算机连接GPS设备接口,软件给出多达30多个接口,需要选择每个端口进行测试,直到界面有数据流滚动为止。
C.2.6引导物:
引导物可以是航道、测线或目标,编辑时从中选择其中的一项。
浅剖探测中一般引导物为测线。
C.2.7输入测线:
在配置菜单下选择引导物,输入组名称、当前导引物名称(测线名称),测线起终点横纵坐标及高程。
需要增加测线时,点击“点”插入增加测线的起终点横纵坐标及高程。
完成引导物测线设置。
C.2.8记录方式:
记录方式是指测船在航行过程中,实时采集数据声波触发的时间间隔和距离间隔。
具体配置可长可短,选择后按此间隔记录数据。
1在配置菜单下选择事件,在弹出对话框中选择时间,在事件配置对话框中点击时间间隔,输入需要记录的时间间隔。
2在配置菜单下选择事件,在弹出对话框中选择距离(Distance),在Pistance事件对话框中,在间隔对话框中输入需要记录数据的距离间隔。
C.2.9选择测线:
在主菜单上打开测量下拉菜单,选择编辑导向联系。
指定引导物组、引导物(即当前需要测量的测线名称)、当前点、下一个点、航行方向等形成测线要素便可以沿某条测线进行测量。
一条测线测量完成后按同样方法选择下一条测线。
实际测量时预先在引导物中输入测线坐标值,在配置菜单下实施时告中,增加项目测线名称即可。
C.2.10显示:
导航行进中需要显示的平面图及测量文本。
平面图显示输入坐标点形成的各条航线图形及测船沿每条测线航迹。
测量文本中显示横纵坐标及高程等主要信息。
1需要将测量文本的WGS-84经纬度坐标及高程修改成北京54直角坐标:
点击并激活测量文本属性窗口,在属性对话框,点击船只位置,在弹出项目中,选择你需要的信息进行插入,如横、纵轴坐标、高程、解等,确定后只显示这些信息。
2显示离线条,该显示用于监控测船偏移测线的情况。
最后将平面图与横、纵坐标及高程信息调整为一屏显示,在航行测量中实时监控。
附录D浅剖软件安装及软件SOP文件操作
D.1浅剖软件安装
D.1.1浅剖数据采集软件用于管理系统在线操作,数据采集和数据回放。
软件预装在主机单元内置电脑系统中,亦可安装在用户电脑中进行回放。
D.1.2用户可通过系统设置菜单进行有关换能器吃水和声速值的设置。
D.1.3用户还需设置有关浅剖数据的存储路径,或采用系统默认路径。
D.2有关GPS通讯参数设置
D.2.1GPS数据输出格式GGA的定位地址(NMEA1)及信息应包括:
1UTC时间,hhmmss(时分秒)格式;
2纬度ddmm.mmmm(度分)格式;
3纬度半球N(北半球)或S(南半球);
4经度ddmm.mmmm(度分)格式;
5经度半球E(东经)或W(西经);
6GPS状态:
0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,6=正在估算;
7正在使用解算位置的卫星数量(00~12)(目前的0也将被传输);
8HDOP水平精度因子(0.5~99.9);
9海拔高度(-9999.9~99999.9);
10地球椭球面相对大地水准面的高度;
11差分时间(从最近一次接收到差分信号开始的秒数,如果不是差分定位将为空);
12差分站ID号0000~1023(前面的0也将被传输,如果不是差分定位将空)。
D.2.2将上述定位数据地址(NMEA1)根据探测及输出数据需要,有选择输入字符串中。
通常选择是4、2、1、6、10、9、7、8顺序对应输入数字串String1~String8中。
D.2.3当设置好有关GPS通讯参数后,对有关参数设置进行保存,以便今后直接读取设置文件。
D.3定位天线中心、测船重心与换能器及姿态仪相对位置设置
D.3.1换能器与定位天线中心有关参数设置:
定位天线中心与换能器中心应保持一致,如有偏离,应将换能器中心规算到定位天线中心。
D.3.2方法是以定位天线中心为原点,将换能器中心与定位天线原点的三维关系(X、Y、Z)实测值输入软件设置中。
D.3.3姿态补偿仪、换能器与测船重心有关参数设置:
将二者规算到测船重心位置。
D.3.4方法:
将姿态仪与测船重心三维关系(X、Y、Z实测值),换能器与测船重心三维关系(X、Y、Z实测值),分别输入姿态补偿设置中。
D.3.5上述D.3.1~D.3.4中,天线定位中心、测船重心三维坐标原点与换能器、姿态仪位置关系图示见附录E。
D.4测深输出参数设置
D.4.1有关测深输出参数设置:
水深输出应包括项目名称、时间、低频水深、高频水深、GPS通讯数据String1~String8。
D.5系统常规设置
D.5.1系统常规设置中包括:
换能器入水深度,声波在水中传播速度通过水温、水的含盐度及换能器入水深度计算求得。
D.5.2系统常规设置还应包括项目名、测线编号、深度范围、高低频增益、差频频率及脉冲。
D.5.3浅剖数据实测采集时,通过正确调节深度范围、高低频增益、差频频率及脉冲数值,即可获取高质量的浅剖图像数据。
D.5.4差频设置范围:
4~15khz,必须根据探测任务选择,低频较高高频具有更大的穿透力,但分辨率较低,高频的分辨率高,但穿透力小。
好的起点是在给定范围的中间值并逐渐调整。
D.5.5采集参数设置修改后,将直接应用到浅剖主机单元系统中,并立即生效,再次修改前将永久性地影响记录的数据质量。
D.5.6系统高低频增益设置:
先进行手动调整低频和高频的增益数值(范围:
0~90dB,步距:
1dB)。
适当放大或减小低频增益数值,高频增益保持能够正常测量水深即可。
低频增益根据识别沉积物性质的变化而实时调节有关增益信号的数值是否达到最佳配置。
D.5.7如果选择了自动增益控制选项,相关手动设置参数无效,通常不建议使用自动增益系统。
通过手动调节,在相关信号曲线和能量等级图表中,可实时查看有关信号增益的数值是否达到最佳配置。
D.5.8对于起始水深范围设置,如果在浅水区域,水中混响和噪音干扰较大,可适当减小有关声波Ping率。
D.5.9由于声呐是根据选用的量程以固定速率发射声波信号,航速将影响沿航迹方向探测能力,随着速度的变化,声呐接收Ping数的变化一般航速越慢,声呐接收Ping数越多,分辨物体能力越强。
附录E天线定位中心、测船重心三维坐标原点图示
E.0.1天线定位中心、测船重心三维坐标原点与换能器、姿态仪位置关系如图1、2所示。
E.0.2以船载GPS导航定位天线头(如图中接收天线1)位置,为三维坐标中心原点,其中X坐标:
测船航行方向右侧为正值;Y坐标测船航行方向为正直,Z坐标:
向下为正值。
量取换能器(如图MP换能器)位置的X、Y、Z值(以m为单位),输入换能器与定位中心参数设置中。
E.0.3以测船重心(如图中CO船重心)位置,为三维坐标中心原点,其中X坐标:
测船航行方向右侧为正值;Y坐标测船航行方向为正直,Z坐标:
向下为正值。
分别量取换能器(如图MP换能器)位置的X、Y、Z值(以m为单位),姿态仪(如图MS姿态仪)X、Y、Z值,将位置值输入换能器、姿态仪与测船中心参数设置中。
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