HD3(x)0测深仪说明书【中海达测深仪操作手册】.doc

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1、目 录第一章 回声测深仪概述21.1 回声测深原理31.2 水底信号识别技术3第二章 HD-3(X)0测深仪62.1 安装连接图62.2 测深主界面72.3 参数及环境设置102.4 开始测深（或记录）152.5 回放、查找和打印162.6 水深输出格式162.7 定标控制182.8 使用机内海洋测量软件18第三章 水深测量资料后处理223.1 动态吃水和测深仪改正准备233.2 原始采集水深取样243.3 水位改正253.4 数据格式转换25附件：系统恢复说明26第一章 回声测深仪概述海洋声学仪器发展迄今为止，出现突飞猛进的技术飞跃，国际上推出许多先进的海洋声学设备，如：多波束海底成像系统、

2、侧扫声纳、浅层剖面仪、水下声标应答器等等，而测深仪只是声学仪器家族中最常用的一种设备。目前国际上大多型号的测深仪还是采用机械记录针式或热敏记录方式。丹麦的E-sea sound率先采用了数字成像测深仪，但价格昂贵（每台售价双频机在30万人民币以上），而且只能存储30分钟的图像数据。国内目前使用最多的测深仪还是机械记录针式的，体积大，功耗大，故障率高。中海达公司经过多年的研究，率先推出HD-17/HD-18/HD-20型数字成像式测深仪，把打在记录纸上的模拟信号，用数字化图像的方法显示出来，并可以存贮，事后可随时回放和打印，用先进数字处理的方法捕捉水底回波信号，既精度高，又稳定可靠,用电子闪存，

3、可存储50-100小时的记录图像数据，还配有USB存储盘，随时可将数据导出。中海达公司同时还推出了HD-16型轻巧工程测深仪，应该是目前最轻巧的测量型测深仪。虽然它只显示和输出水深无图像记录，但所得到的水深也是经过复杂的数字处理的，精度高而又可靠。中海达测深仪是目前国内商品化测深仪中最先进的测深仪。2004年底中海达推出第二代HD-2（X）系列测深仪，第二代测深仪比第一代测深仪性能更加完善。2007年月中海达推出了第三代HD-2（X）T系列测深仪，第三代测深仪CPU更稳定、系统保护更全面、反应速度更快、数据吞吐量大等改进，更加适合外业人员的操作。HD3(X)0中海达公司在HD-27T系列的成功

4、基础上，开发出的第三代全新数字化测深仪-HD3(x)0. HD3(x)0测深仪融合最尖端测深技术，引入先进的混频技术，是目前国内唯一具有高频混频电路技术的测深仪，这就减少由于换能器蜂鸣产生的表面噪音和增强回声强度。HD3(x)0配置200KHz频率的换能器，适合大多数海测工程的测量需求。HD3(x)0测深仪根据声纳在水中的传输特性设计出完美的TVG曲线，用户在测深时可根据不同环境调整TVG曲线，从而优化测深精度，并有效地解决了浅水测深的难题。1.1 回声测深原理如图1-1，假设声波在水中的传播水面速度为V，当在换能器探头加窄脉冲声波信号，声波经探头发射到水底，并由水底反射回到探头被接收，测得声

5、波信号往返行程所经历的时间为t，则：Z = Vt图1-1回声测深原理Z就是从探头到水底的深度，再加上探头吃水就是水深了。1.2 水底信号识别技术虽然回深测深的原理很简单，但水中的情况却是很复杂的，有干扰回波、有鱼群出没或杂物的回波，水底的反射条件各不相同，在浅水区还有可能出现二次、三次回波，如何从众多的杂波中跟踪得到真正的水底回波信号，需要采用相关的技术。1、水底门跟踪技术（也叫时间门跟踪技术）如图1-2，由于水底的变化是比较平缓的，两次测深之间（约0.1秒），水深变化不会太大，我们假定二次深度的变化量为10%,则我们就在上次正确回波时刻前10%Z到后10%Z开一道时间门，只有在时间门内的回波

6、我们才认为是正确的回波，这10%就叫时间门宽度，一旦时间门内没有回波，就逐渐扩大时间门直至全程搜索回波，直到重新捕获正确的回波。图1-2 水底门跟踪技术2、脉宽选择对于大多数情况来说，水底面的回波脉冲宽度是最大的，而干扰信号和二次回波的脉冲宽度相对要小，脉宽选择就是识别最大脉冲宽度的脉冲作为正确回波信号，当然还要配合时间门一起来识别。3、信号门槛如果你的测区或环境有较多的干扰，你可以把信号门槛设置增大，如图1-2中，把信号门槛提高就可以把干扰信号虑除掉。但是信号门槛也不能过大，过大有可能把较弱的回波信号也虑除掉，门槛的不同会在一定程度上影响测深精度，所以适当的选取合适的信号门槛对于抑制干扰，稳

7、定跟踪有好处。4、增益控制增益控制技术可以根据测量回波脉冲的信号的强度，回波信号过强时控制接收放大电路降低增益，以防止干扰信号过多。当回波信号幅度过小时，自动控制接收放大电路提高增益，以接收回波。增益范围的大小是衡量接收通道性能的关键，中海达测深仪接收增益控制范围为90Db，可以使用手动增益控制。5、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，这就是时间增益控制。如图1-3。图1-3第二章 HD-3(X)0测深仪2.1 安装连接图图2-1 换能器安装图图2-1A换能器与固定杆的安装下图为测深仪HD-370连接

8、端口图示：使用标准配置探头时，探头接TX1。图2-2连接端口2.2 测深主界面连接安装完毕后，连接上电源（直流或交流都可），打开主机侧面的开关，系统开始启动，启动完毕后自动进入测深软件界面，如图2-3单频测深时的界面：信息显示区操作按钮区回声图像显示区深度标尺图2-3深主界面1、回声图像显示区瀑布式显示回声图像从上到下信号线分别为：零米线、发射线（即吃水线）、回波线。定标时显示一条打标线及打印注记内容，由外部命令控制打标时，注记内容由外部软件提供，其他打标方式时，只打印连续点号和定标时间。2、深度表尺显示对应档位的深度刻度，档位分为下列几档：1档 010米2档 020米3档 040米4档 08

9、0米5档 0160米6档 0320米7档 0640米当设置为“自动换档”但不打开“允许平移”时，当水深大于现档位的90%时，自动扩大到下一档位，当水深小于现档位的30%时，自动缩小到上一档位。当设置为“自动换档”并且打开“允许平移”时，水深超出现档位底端时，向上平移换档，当现档位被移动四次后，自动转入下一个倍乘档位。当使用“手动换档”时，如果回波不超出显示范围的50%，也不会造成回波信号丢失，只是看不到显示罢了。如果回波超出显示范围的50%，将可能会造成回波信号丢失。3、回波波形显示瀑布式回声图像显示区可以转换为回波波形显示，就像示波器一样，可以很清楚地看到从发射到接受的波形，以波形方式显示时

10、，不会影响正常的测深和记录。点击窗口右上角的小按钮可以在“瀑布”方式和“波形”方式来回转换。波形方式显示从发射到接受整个过程的波形。波形幅度的大小代表了回波信号的强弱。红色方形波表示被跟踪的水底回波。如图2-4图2-4回波图形窗口4、水深显示窗口显示对应通道被捕捉的水深，当跟踪失败时，显示的水深后面有个“？”号，当浅水报警打开时，一旦水深小于报警值，水深窗口显示“警告”。5、操作按钮区所有操作功能的按钮及进展条。如图2-5图2-5操作按钮测 深：开始测深，但不记录记 录：开始测深，并记录，将提示你给定一个文件名，系统将根据日期自动给你一个唯一的名字回 放：回放曾经记录的测深文件，犹如查看记录纸

11、，并可以快进、快倒、暂停及搜索查找打 印：把曾经记录的测深文件打印到外接热敏打印机或喷墨打印机上停 止：停止测深，并停止声波发射，不工作时可以省电扩 档：手动扩大显示测深范围缩 档：手动缩小显示测深范围设 置：设置测深要素环 境：修改工作方式、端口输出格式等服 务：产品注册及升级固件等定 标：手动定标（在手动定标方式时才有效）关 闭：关闭测深软件，回到系统桌面2.3 参数及环境设置按“设置”按钮出现修改参数设置对话框，如图2-7各项参数的说明请详见第一章有关说明。1、 吃水：0 15米。2、 声速：1370 1700米/秒，对于浅水测量时可以简便使用单一声速来校准，根据比对的水深或温度、盐度计

12、算声速（见图2-6，严密的测量方法要根据测量规范的要求进行。使用“比对深度”计算时，“实测深度”输入的是测深仪上的深度计数，“比对深度”输入的是用打水砣或其它方法测得和真实深度。图2-6声速计算3、 发射脉宽用于控制发射脉冲的宽度，“自动”时将根据不同档位使用不同的发射脉宽。4、 底面坡度选择用来控制时间门：“普通”的时间门宽度为深度的5%；“陡坡”的时间门宽度为深度的10%；“峭壁”的时间门宽度为深度的15%。5、 发射功率：115档。自动功率档时：软件会自动根据水深和回波信号的强弱综合计算出适合的功率级别,建议用户使用自动功率。图2-7参数设置6、 信号门槛：抑制小幅度干扰信号的门槛值，分

13、为10档，最大时为信号满幅度的60%，浅水可设大一些，深水要设小一些，选上自动门槛会根据信号强弱来调整。7、 增益控制：可调节滑动棒来调节增益，也可在主界面中调节。如图2-78、 在“高级”中设置，调整好“ 浅水增益”值有利于2米以内的浅水回波跟踪，不同的底质可能要采用不同的值，在浅水时如果回波很淡，可以适当增大这个值，反之，如果回波一片糊，就要减小这个值，TVG的值是随着深度的增大，增益增大的快慢，即增益的增加斜率，这个值越大增益增加的越快，它主要决定大于2米深度的增益状况，比如在10米水深时，如果回波谈，就加大TVG值,TVG值一般设置为20 Log 。如果你不知道如何去设置这些参数，你可

14、以按“恢复默认值”钮，把所有参数都恢复到默认值，不过吃水还是要根据探头的入水深度由你设置。图2-8按“环境”按钮出现如图2-9所示对话框：图2-9环境设置深度输出端口： 中海达测深仪可以仿真世界上各类测深的数据格式，根据你定位系统的需要，你选择水深输出的波特率和数据格式，各种数据格式的说明请参见后面的章节，一般单频可选用Haida-H格式，双频可选用Haida-HL格式。输出数据的端口可选用COM1或COM2。工作方式：根据你的测深仪型号选择对应的工作方式，HD-370单频测深仪只能在高频方式下工作，可调节其频率以适应不同频率的探头；HD-310不能调节频率，只有一个固定频率200 KHz。定

15、标方式：有四种定标方式可供选择，详细说明请参见后面的章节。 浅水报警：激活浅水报警时，你可以输入水深限值，当水深小于这个限值时，水深窗会显示“警告”。存储定标点信息到文本文件：一旦打开这个选项，记录测深时，自动会把定标点的信息存储的与HDS文件相同的文件名而扩展名为TXT的文件中，格式为：点号，时间，水深H，水深L，吃水，声速打印机设置：用于设置连续打印时的相关参数。见图2-10。图2-10 打印机设置其中：色彩可设置为彩色或黑白输出，定标点水深或深度刻度线可选择打印，刻度的粗分、细分选择可控制打印刻度标尺的细分程度，长度方向的缩放可以控制打印的比例。涌浪仪接口：图2-11如果你配有涌浪补偿仪

16、的话，可以接到COM1或COM2（避开水深输出口），如图2-11，定义好端口和波特率，根据涌浪仪的输出数据格式，定义好格式，例如输出格式为：$-0.23$为识别头，涌浪修正值-0.23的起始为“-”在整个字符串的第二位（起始位2），“-0.23”共有5个字符（即长度为5），结尾为，单位为“米”。当打开“启用涌浪修正”时，显示和串口输出的水深自动进行了改正，并且修正值被记录在原始文件中。产品注册：如果你已购得产品的永久使用权，请向产品供应商索取注册码，对产品进行永久注册。注册方法是：点击“服务”，在下方注册码框中输入注册码即可。图2-12 产品升级服务2.4 开始测深（或记录）按“测深”时，系统

17、开始发射和接收，并显示回声图像，水深输出口也有相应格式的水深输出，只测深时不进行图像记录。如果你不需要图像记录的话，这倒是个节省内存空间的好方法，因为进行图像记录每小时要用去10M左右的内存。如果你是正式的成果测量，那么就用“记录”钮，进入“记录”时会出现一个文件对话框要求你输入一个记录文件名，系统会自动根据日期，生成一个不重复的文件名，你只需要点击确定就可以了。如果你一定要自己输入文件名，你可以打开中文输入，并启动软键盘，也可以接上外接键盘输入。如果你输入的文件名已存在，会提示你是否“覆盖”，如选择“是”，你以前的原始文件就被覆盖了。建议你每个文件记录时间不要太长，一个小时左右就够了，太大的

18、文件无论是拷贝还是打印都将会出现“磁盘满”或“缺纸”等困惑。注意：经常留意你的存储空间是否足够，最好每天工作完以后，用USB存储盘把记录文件（*.hds）转移到别的电脑或刻录光盘永久保留，文件转移后记得把测深仪内的文件（*.hds）删除，腾出足够的空间。在测深时，如果有多次回波或有干扰波，系统能自动识别正确的回波，万一跟踪到别的干扰波上去了，可以在瀑布窗口或波形窗口的正确回波上边的空白处点击一下就恢复了。注意：需要人为强制跟踪时，在正确回波图像上边的空白处点击一下就可以了。2.5 回放、查找和打印存贮的测深文件（*.hds）你可以随时调看，也叫回放，你所看到的回放内容和当时测深是一样的，所以你

19、存贮的文件也可以说是“数字记录纸”，这也是我们不考虑在测量时实时打印的原因，数字化时代了，为什么还要去保管一堆堆记录纸呢？如果要上交资料的话，上交一张光盘不是很方便吗？你将测深软件（有配备光盘或上我公司网站下载）安装到任意电脑上都可以查看你的“数字记录纸”。回放时，软件会弹出对话框，选择你需要回放的文件，软件会按正常回放速度放映，如果你要加快，可以点击“快放”钮，还可以用“快倒”、“暂停”，也可以按打标的点号查询，直接跳到你要放的位置。查询点号直接跳转图2-13跳转点号显示水深如果你确实要记录纸的话，建议你配上连续纸打印机，用“打印”按钮可以打印出像记录纸一样的硬拷贝资料。在回放时，如果要人工

20、量取水深的话，先按“暂停”，在把鼠标箭头指向要量取的地方，水深显示窗会根据鼠标的位置显示对应的水深值。在测深记录时，系统会自动生成一个扩展名为LST的文件，用于存放搜索查寻用的资料，有了这个文件查询会很快，所以拷贝文件是也要把这个文件一起拷贝。如果没有这个文件，在回放时如果点击查询，软件会自动生成这个文件，不过根据文件的大小需要等待一定的时间。2.6 水深输出格式1、 HaiDa-H(高频输出)和HaiDa-L格式(低频输出)：DTE#DT为识别头第3位,当水深错误时为E,正确时为空格第48位为水深值，单位为.回车换行2、 HaiDa-HL格式(双频输出)DTE# E#DT为设别头第3位,当高

21、频水深错误时为E,正确时为空格第48位为高频水深值，单位为.3、 ESO 25格式高频通道：DA#.#m低频通道：DB#.#mD为识别头A表示高频通道B表示低频通道#.#为水深，单位为米代表一位空格m代表单位为米4、 INNERSPACE格式#为识别头，十六进制数02Hex2-6为水深，单位为cm5、 NMEA 173 DBS格式SDDBS,#.#,f,#.#,M,#.#,F 呎 米6、 ODOM DSF et格式高频通道：et#H低频通道：et#Let为识别头H表示高频通道L表示低频通道#为水深，单位为cm2.7 定标控制操作：在“环境设置”的界面左下方可以设置定标方式1、接受串口命令：由海

22、洋测量软件控制打标，定标命令根据选择的水深输出格式的不同而不同。Haida_H、Haida_L、Haida_HL的命令为：$MARK，* 其他定标命令和对应的格式相一致，请查询相关资料。*好代表要插入的打印字符串。2、外接打标：把仪器配备的打标电缆插到水深输出串口上，每按一下电缆另一头的按钮，会打标一下，点号自动累加。3、手动打标：按一下屏幕的“定标”钮，会打标一下，点号自动累加。4、自动定时：根据你设定的时间间隔（秒），自动定时打标，点号自动累加。注意：不管使用何种打标方式，必须在“环境”中设置对应的打标方式才会起作用。2.8 使用机内海洋测量软件HD-370机内配有海洋测量软件，只要把你的

23、GPS接到后面的串口（COM1或COM2）就可以进行水上测量作业，你可以省掉一台电脑和一套测量软件，测深软件获取得水深值由测量软件直接调用，实现0延迟传送，水深和定位的同步更好。运行桌面的“NAV28测量软件”，出现图2-14界面。图2-14左边窗口为测深仪窗口，操作与测深仪一样；右边为测量导航窗口，与测量软件的操作一样，请参照海洋测量软件操作手册。点击“全屏”，将全屏幕显示测量界面。点击“双屏”，将回到测深和测量双屏幕显示。点击“去测深”，将全屏显示测深界面。点击“去测量”，将回到双屏显示。设置操作步骤：1、 测量界面新建任务。2、 测量界面端口配置，把GPS连接到COM1，把定位口设为CO

24、M1，并设置好波特率，件图2-15。图2-153、 测量界面选择好定位数据格式，见图2-16。图2-164、 测量界面进入测量方式。5、 测深界面环境设置中选择好是高频测深还是双频测深，见图2-17，测量软件会根据这个设置选择记录。图2-176、 测深界面开始“测深”或“记录”。7、 开始测量记录。第三章 水深测量资料后处理中海达公司为了广大用户的方便，将外业测量软件采集的原始资料（*.ss文件）处理成可以成图使用的“水深资料后处理软件”，免费锲入到测深仪中供广大客户使用，“水深资料后处理软件”有如下功能：1、 将原始采集的资料（*.ss），根据成图要求的密度筛选编辑成需要的文件（*.HTT）

25、。2、 进行测深仪改正、动态吃水改正。3、 进行水位改正（非RTK无验潮作业时）。4、 将数据转换成需要的格式。5、 辅助功能。运行桌面的水深资料后处理，出现如图3-1。图3-1首先要获取你测量时使用的任务（*.NAV）,以确定你的坐标系统及投影等参数。根据图3-1中的作业流程图来解释作业步骤。3.1 动态吃水和测深仪改正准备建立动态吃水改正数和测深仪改正数表，见图3-2。图3-2深度必须要覆盖测区的最大和最下水深，速度表必须要覆盖测量时的最大和最小航速。3.2 原始采集水深取样水深标尺高频水深取样点定位点RTK水位图3-3执行“水深采集取样”，出现水深编辑图，打开原始水深文件，出现水深河水位

26、线，如图3-3是双频测深仪采集的文件。量程：“量程+”用于扩大水深显示范围，“量程-”用于缩小水深显示范围。取样间隔：图上相邻两水深点的间隔（米），在打开文件前设定好取样间隔，或打开文件后从新修改间隔，用鼠标在途中点击，该点后重新按新的间隔取样。点击“只取定位点”则所有取样线和定位线重合。RTK水位：也就是RTK测得的水面高程，如果是江湖和水库，高程值有可能很大，不在水深线附近，所以看不到也无法编辑，这时可以输入一个“高程显示平移值”，把高程线调整到窗口内进行编辑。水深加常数：如果你在测量时搞错了吃水，这时你可以在这里进行常数改正。通道切换：如果是双频或多通道、多波束，通道切换可以单独显示各个

27、通道和所有通道一起显示，只有在单独显示通道时才能进行编辑。定位点： 蓝色虚线为对应测量时的定位点，也对应测深仪回声图的定标线，线的上头是点号。取样点： 是软件根据取样间隔计算出来的取样点线，可以重新取样，也可以用鼠标拖动取样线。水深线： 水深线上每一个点都代表一个采集水深，当这点为大红色圆圈时，表示此水深不正确，你可以用鼠标拖动来编辑圆滑这些点。编辑完后，打开另一个文件时或退出时都会提示你存储编辑结果，存储时不会对原始文件（*.SS）进行任何修改，而是把编辑过后的文件存储在（*.SS1）文件中，你也可以重新打开编辑过的文件（*.SS1）进行编辑，存储的同时，将把取样的点经过动态吃水改正和测深仪

28、改正后，存储到（*.HTT）文件中，如果是双频测深仪将生成三个HTT文件，高频的（*-1.HTT）文件、低频的（*-2.HTT）文件及差值（*-12.HTT）文件。3.3 水位改正如果你需要水位改正的话，请查看中海达海洋成图软件操作手册，中海达网站可以下载各种操作手册。3.4 数据格式转换图3-4处理生成的(*.HTT)文件可以直接供中海达海洋成图软件调用，如果你要用其他成图软件成图（如：威远图、开思及南方等），就要进行格式转换，见图3-4，选择好格式和类型，点击确定后出现文件选择对话框，可以批量选择多个HTT文件，生成的目标文件文件名相同，只是后缀不同。附件：系统恢复说明系统恢复操作布骤：、

29、 开机前，将仪器配置的系统还原U盘插入USB口，开机等待系统的字符提示 Press Y to replace the system disk or press Ctrl+Alt+Del to restart the computer.如果确认要还原系统，再按下键盘上的“Y”键回车即可，系统自动启动ghost直接把系统重新覆盖（注意：仪器上的数据将会全部消失，请备份好数据后再进行此操作），如果不想还原系统就按下Ctrl+Alt+Del组合键重启电脑并拔下U盘。如果系统不能从U盘启动，请重新开机后按住键盘的“Del”键，进入主板的BIOS设置界面，第一启动盘(优先启动盘)选择为USB 启动，再按键盘上的“F10”后回车退出，系统会重启，、 等待系统提示重启电脑后按下回车键、拔掉系统还原U盘即可。