新编2014版南方测深仪操作手册123.docx
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1、南方SDE系列数字化测深仪操作手册(含SDE-28、28S、28D、28M、230、18+)2014年合订版南方卫星导航测绘仪器有限公司2014年2月前 言说明书用途:欢迎阅读南方测深仪使用说明书,本说明书详细介绍了如何设置和使用南方系列测深仪。说明书简介:本说明书是以南方201401版本为例,指导您如何安装、设置和使用南方测深仪和南方水深测量软件软件进行工作,测深仪型号包括:SDE-28、SDE-28S、SDE-230、SDE-28D、SDE-28M和SDE-18+(含SDE-18)等多款南方数字化测深仪。经验要求:为了您能更好的使用南方测深仪和水深测量软件,南方卫星导航公司建议您具备一定的
2、电脑操作和测量的知识,并仔细阅读本说明书。如果您有任何疑问,请查阅南方卫星导航公司的官方网站:.S。安全技术提示注意: 该内容一般是操作特殊的地方,需要引起您的特殊注意,请认真阅读。换能器电缆标配长度为15米,三节不锈钢测深杆,长度为2米,对于个别用户可能会不适用,建议提前说明或要求定制。警告: 该内容一般为非常重要的提示,如果没有按照警告内容操作,将会造成仪器的损坏或数据的丢失,以与系统的崩溃,甚至会危与到人身安全。责任免除:使用本产品之前,请您务必仔细阅读使用说明书,这会有助于您更好地使用本产品。广州南方卫星导航仪器有限公司不对您未按照使用说明书的要求而操作本产品,或未能正确理解使用说明书
3、的要求而误操作本产品所造成的损失承担责任。 南方卫星导航测绘仪器有限公司致力于不断改进产品功能和性能、提高服务质量,并保留对使用说明书的内容进行更改而不预先另行通知的权利。我们已对印刷品中所述内容与硬件和软件的一致性作过检查,然而不排除存在偏差的可能性,且新旧型号之间会略有差异,与实际中的具体菜单细节也会有所变动,使用说明书和图片仅供参考,若有与产品实物不符之处,请以产品实物为准。技术与服务:南方卫星导航仪器有限公司网站的“技术与服务”和“软件下载”版块能为用户提供技术支持和软件更新,如果您有其它问题可以通过“服务指南”电话联系我们或在“技术论坛”上留言,我们会与时的解答您的问题。相关信息您可
4、以通过以下途径找到该说明书:1、购买南方测深仪产品后在仪器箱内会附带一本操作说明书和一张光盘,可供用户现场阅读或在电脑上读取光盘查内容并查找说明书文件夹里的该说明书文档。2、登陆南方卫星导航仪器有限公司官方网站,在“下载专区”“产品说明书”里即可找到。您的建议:如果您对本产品与产品说明书有什么意见和建议,可登陆南方卫星导航仪器有限公司官方网站,在“技术服务” “建议与投诉”版块留言,针对您的反馈信息和对我们的产品品质的意见和建议我们会悉心采纳、分析与改进,您的意见和建议必将有助于我们改进与提升产品的性能和品质。目 录第一章 概述1一、回声测深仪概述1二、测深仪工作原理与数字处理技术2第二章 S
5、DE-28S高频数字化测深仪(含SDE-28)测深仪7一、性能与技术指标:7二、安装连接说明(测深仪、GPS和换能器的安装示意图)8三、换能器安装步骤与要求:8四、功能键和快捷栏功能:9五、测量参数设置11六、设置参数要点:12七、测深仪参数设置:13第三章SDE-230新一代高频数字化测深仪17一、性能与技术指标17二、测深仪界面介绍:18三、测深仪操作步骤:18第四章SDE-28D双频数字化测深仪25一、设备简介:25二、性能与技术指标:25三、换能器的安装:27四、控制软件界面说明:27第五章 SDE-28M多通道数字化测深仪33一、产品说明:33二、性能与技术指标:33三、仪器连接与安
6、装34四、主机的工作界面:35五、控制软件界面35六、参数设置界面36七、系统设置界面37八、与自由行软件组成的水深监测系统功能37九、水深测量过程中应注意的事项39十、测深仪需要调整和设置的参数:40第六章 辅助功能操作说明41一、SDE-2XX系列测深仪主机辅助功能操作41二、SDE-2XX测深仪主机系统还原的操作44三、更换测深仪机内 CF 卡的操作45第七章、SDE-18+工程型数字化测深仪47一、性能与技术指标:47二、SDE 18+主机介绍:47三、操作键说明:48四、操作注意事项:49五、SDE 18+主机操作步骤:49第八章、水深测量数据后处理57一、南方自由行软件的后处理功能
7、介绍:57第九章、南方SDE-2XX系列数字化测深仪外业测量60一、快速配置指南60第一章 概述一、回声测深仪概述这里首先感谢您选择了南方品牌测深仪,本手册中我们将向您介绍有关南方品牌多种型号测深仪的性能、操作和使用要点,它对于您掌握和使用南方测深仪会有一定的帮助,并通过您的熟练应用为您带来外业工作上的方便、快捷和理想的测量成果。1、设备简介南方便携式数字化测深仪(SDE-2XX系列)是按工控型产品要求设计的,是集软件化、数字化、电脑化为一体的新型产品,具有防尘、防水、抗震功能,是集水深测量、软件图形导航、定位数据、水深数据采集功能一体化的水上测量设备,它经历了多年的研发和市场的考验与技术的积
8、累,经多方面、不同水域、海区的测试、改进和完善,以其技术先进、性能稳定、操作简单、携带方便、价格合理而得到一致好评,是一款性价比极高的新产品,也是南方公司多年以来一直推介的精品。便携式机体设计,自带12.1 英寸彩色触摸式显示屏,可外接键盘、鼠标操作或点击屏幕操作, 内置嵌入式WINXP 操作系统,CPU 主频: 668MHZ, 内置4G 大容量电子存储器,测量过程中的水底回波是采用数字化图像方法显示,并且可以同步存贮,事后可随时回放和打印,主机和内置测量软件能连接任何厂家的 GNSS接收机进行定位和测量, 可运行不同软件商提供的水上测量软件 (支持嵌入式 WinXp 版本的),设备兼容性强,
9、抗震、防水性能好,是一款海洋、江河、湖泊水深测量和港口、航道疏浚工程测量的理想测量设备。南方工程型数字式测深仪(SDE-18系列)则是一款以轻便设计、方便随时使用的机型,主要用于简单的水道、河床的水深测量和工程施工检测,可替代挖泥船水砣检测挖泥深度,减少作业人员的劳动强度,产品推出几年一直很受欢迎。南方公司经过多年的研究,陆续推出了SDE-28、SDE-28S、28D、28M等多型号数字测深仪和数字成像式测深仪,把过去记录在纸上的模拟信号,用数字化图像的方法显示和存贮,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,可存储100500小时的记录图像
10、数据,还配有USB存储盘,随时可将数据导出。南方公司同时还推出了SDE-18、DE-18+等轻巧型工程测深仪,属于目前较为轻巧的工程测量型测深仪。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,适合一些小的河道或临时的水深测量和施工船替代水砣检测施工深度使用。2、产品发展历史十年前,南方公司就开始筹划水上测量产品与测深仪的研发和生产,并于2004年年底推出首款便携式工程测深仪(SDE-18型),2006年又推出第一款工控型数字化高频测深仪(SDE-28型),功能比首款工程型测深仪更强且性能更加完善,成为南方品牌测深仪主打产品。同时还改进和升级了南方便携
11、式工程测深仪产品(SDE-18+型)。2008年后南方公司又相继推出新一代数字化高频测深仪(SDE-28S型)、数字化双频测深仪(SDE-28D)和数字化多通道测深仪(SDE-28M)等多款实用机型产品。基于更高端的工控板,CPU主频更高、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的SDE-28S测深仪,更加适合外业人员的使用和操作。南方卫星导航公司在数字化测深仪系列产品研发和生产的成功基础上,2012年又相继推出SDE-200型数字化变频测深仪和SDE-230全新型数字化测深仪,优化了产品结构、性能和技术,填补了南方测深仪产品系列化的空缺,进一步扩大了市场的推广空间和客户的可选
12、性。二、测深仪工作原理与数字处理技术1、测深仪的工作原理测深仪的工作原理是利用超声波穿透介质并在不同介质表面会产生反射的现象,利用超声波换能器 (探头) 发射超声波, 测出发射波和反射波之间的时间差来进行测量的。声波在水中的传播速度为 V,换能器(探头)发出超声波,声波经探头发射到水底,并由水底反射回到探头被接收,测得声波信号往返行程所经历的时间为t,则:Z= Vt2;同时根据探头上固定杆的刻度可获知水面与探头之间的距离,即吃水深度,两者之和即为最终水深值。2、超声波水中传递特性假设声波在水中的传播速度为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
13、声波信号往返行程所经历的时间为t,则:Z = Vt2图1-1测深仪工作原理图公式中:V=声速,T=声波往返时间, Z =Vt/2 也就是从探头到水底的深度,再加上探头吃水就是我们要测的水深。3、水底信号识别技术虽然回声测深的原理很简单,但水中的情况却很复杂,水底的反射条件各不相同,水中有鱼群出没或漂浮杂物、水草,会干扰超声波的传播与接收。在浅水区如果发射能量较强还有可能出现二次、三次回波,如何从众多的干扰与杂波中跟踪得到真正的水底回波信号,需要采用相关的水底信号识别技术。4、水底门跟踪技术(时间门跟踪技术)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
14、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。5、发射脉宽发射脉宽为超声波发射的持续时间,由于水吸收超声波的能力和水的深度与盐度有关,在水深或盐度大的地方要适当加大脉冲宽度以确保回波信号有一定的强度。发射脉宽选择实际上是发射时间的选择,脉宽越长则发射的脉冲信号时间越长,发射能量就越大,回波信号越强,脉宽的大小与发射时间、能量和回波信号强度是成正比的,因此,在浅水中测量应选择脉宽较小或最小来测,否则就容易影响测量效
15、果。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。6、抑制脉宽抑制脉宽的目的是消除信号发射后残留的多余信号,即在发出指定时间长度的脉冲信号之后, 电路中存在残留的信号尚未清除, 要是等到信号自动平息需要相当长的时间,这时候启用抑制脉宽功能可以将这些无用的信号抑制掉, 已确保发出信号是有用的信号,减少发出信号时的杂波产生。一般来说,抑制脉宽设置大于发射脉宽1 毫秒以上为好,在浅水区域测量效果尤为明显。7、增益控制增益控制是在手动测量状态下通过人工调整进行加减信号放大或衰减
16、倍数,以获得更清晰、稳定的水底回波信号。通常的水深测量中可以根据现场水质情况使用自动增益或手动增益。8、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。在正常的测量过程中TVG的参数设置要求与水深测量性质有很大的关系,而疏浚测量则对TVG的设置参数要求更高,在操作与使用中要不断地积累经验,以便更好地使用好仪器和体现双频测深仪的优点。图1-2 TVG时间增益原理9、包络信号识别技术它是提升低频测深仪性能技术手段之一,即在一个发射周期内对所有的回波信号进行检波识别,根据信号的强弱和连续的回波与幅度
17、的大小进行智能化识别,从中区分出水中干扰信号、浮泥层信号、二次回波信号并确定出真正的水深回波。尤其是对低频回波信号的处理与识别能更加有效地排除其它杂波的干扰或误判,真正能体现出低频的穿透性与深度数字化的优势,真实再现水下断面和挖泥的断面,解决了高频在浑水和浮泥层中测不到底的问题,为疏浚工程施工测量提供了更有效的检测手段。 10、信号门限如果你的测区或环境有较多的干扰,你可以把信号门限设置增大,如下图中所示,把信号门限提高就可以把干扰信号虑除掉。但是信号门限也不能过大,过大有可能把较弱的回波信号也虑除掉,时间门限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限对于抑制干扰,限制假水
18、深和稳定跟踪水底回波效果更好。图1-3信号门限11、时间门限时间门限的默认值为10%,如果你的测区或环境有较多的干扰,你可以把时间门限设置增大,把时间门限提高就可以把干扰信号滤除掉。但是时间门限也不能过大,过大有可能把较弱的回波信号也滤除掉,门限的过大或过小在一定的程度上会影响正常的水深测量和水深信号的数字化处理,所以适当地选取合适的时间门限对于抑制干扰,保持信号稳定和连续跟踪回波能起到有效的帮助。12、自动增益控制自动增益控制技术可以根据测量回波脉冲的信号的强度,回波信号过强时自动控制接收放大电路降低增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,以接收更稳定的回波
19、信号。自动增益范围的大小是衡量接收通道性能的关键,南方测深仪接收增益控制范围为70db,可以使用自动增益或手动增益调整。13、DSP数字处理技术DSP 英文全称 “Digital Signal Processor”,南方双频测深仪采用了先进的DSP数字信号处理单元和数字处理技术,整体上由高速DSP数字处理芯片组成的数字处理单元对测深仪的发射与回波信号进行独立的数字化处理,减轻了单片机与工控机的运行负荷,提高了整机的运行速度与稳定性。SDE-28D双频测深仪具有回波图像细腻、数据更新率快、数字化水深数据精确度高的优势,也是当前国内继HY系列测深仪之后的第二家采用DSP数字处理技术的测深仪生产厂家
20、。14、量程选择在测量过程中,不同的水深深度所采用的测量频率不同,深度与频率对应如下表:量程选择水深量程数据更新率/秒小于15米015米14 Hz小于30米030米14 Hz小于60米060米7 Hz小于120米0120米2 Hz小于240米0240米2 Hz小于300米0300米2 Hz表1-1 量程选择由表可见,为了得到更高的采样率和回波图像的分辨率,应尽量选择适当的水深档位。如所选取的档位小于实际水深,系统会自动调节发射频率到适合档位,此时水底断面图不能全部显示在屏幕上,标尺仍定格在当前档位,但测量成果精度不受任何影响。南方SDE-2XX系列的测深仪都是在工控机平台上开发的产品,时期不同
21、其工控板的配置与速度也有所区别,型号越新的产品配置越高、速度越快,但使用与操作的方法、步骤基本大同小异,它们所内嵌的操作系统和自由行软件操作也是基本相同,会使用SDE-28就会使用SDE-28S、28D、28M和SDE-230等,只是28M的换能器安装功夫多一点而已,其它没什么区别。第二章 SDE-28S高频数字化测深仪(含SDE-28)测深仪SDE-28S SDE-28一、性能与技术指标:工作频率:200KHZ;发射角度:7;发射频率:200W;声速范围:13001650m/s;测量深度:0.39m300m;测深精度:1cm0.1;吃水范围:0m9.9m;分 辨 率:1cm;供电方式:直流
22、918V(12 V 铝酸电池适用)或交流 220 伏两用;功 耗: 25W;处理器主频:1.2GHZ;操作系统:嵌入式 WinXP;内存:1GB;显示:12.1 寸 TET LCD;输入:触摸屏、鼠标、键盘;I/O 接口:2 个 COM 口、2 个 USB 口、一个打印并口;内置存储器容量:2GB(可根据用户需求设计);串口输出:仿真多种格式,波特率可调;数据回放和打印功能,测深数据和图像同步记录,具有可选等比例的数据硬拷贝打印功能;工作环境:-2060;体积:55cm60cm25cm 含运输箱,防水、抗震。重量:约 8.5Kg二、安装连接说明(测深仪、GPS和换能器的安装示意图)现场安装时,
23、GPS接收机输出可接到测深仪主机的COM1或COM2上,键盘、鼠标接任意的USB口,插上换能器接头,然后接上电源即可进行工作。警告!连接电瓶时要注意正负极,红色夹子为正极,黑色夹子为负极,接错将会损坏主机。人为损坏的设备则不在保修范围之内,希望大家留意。图2-1 安装连接图三、换能器安装步骤与要求:测量前应首先安装、 固定换能器,安装换能器的位置最好选择在船体的中部船舷旁边,这样可以减少行驶时船首推出的浪涌对探头的影响和干扰。使用船速快的测量船测量时测深杆必须增加前后拉绳进行加固,海上测量时换能器吃水要放深一点,测量时应适当控制好船速以保证测量效果,一般来说海上作业时换能器吃水在1.2 米到
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