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文檔簡介
交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
側(cè)掃聲吶探測技術(shù)要求
(征求意見稿)
編制說明
交通運輸部南海航海保障中心
二〇一八年九月三十日
1.工作簡況
1.1任務(wù)來源
本標(biāo)準(zhǔn)的編制工作來源于《交通運輸部關(guān)于下達(dá)2018年交通運
輸標(biāo)準(zhǔn)化計劃的通知》(交科技函〔2018〕412號),標(biāo)準(zhǔn)計劃號為JT
2018-49。同時,本標(biāo)準(zhǔn)由交通運輸部海事局2017年航海保障專項項
目計劃“航保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制修訂及新技術(shù)研究”作為支撐,項目編號
2017-27。本標(biāo)準(zhǔn)由交通運輸航測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提出并歸口,由
交通運輸部南海航海保障中心作為主要起草單位承擔(dān)制訂任務(wù)。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了側(cè)掃聲吶測量的一般規(guī)定、配置要求、測前準(zhǔn)備、
數(shù)據(jù)采集、處理與資料整理、技術(shù)總結(jié)、檢查與驗收及資料上交的要
求和實施方法;適用于沿海港口航道掃海測量,其他水域可參照使用。
本標(biāo)準(zhǔn)的編制將按照對一般技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,從征求意見稿開始
進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編寫。
1.2協(xié)作單位
國家海洋局第二海洋研究所,地瀛儀器科技(上海)有限公司。
1.3主要工作過程
立項后,起草組的主要工作過程如下:
2017年7月,啟動研究大綱編寫,并開展了資料收集工作。
2017年9月,完成研究大綱編寫,組織召開研究大綱審查會,
依據(jù)來自海軍,水利系統(tǒng),海洋局系統(tǒng),海事航海保障系統(tǒng)相關(guān)專家
的意見對研究大綱進(jìn)行修改完善。
1
2017年9月,啟動標(biāo)準(zhǔn)編寫工作,起草組針對側(cè)掃聲吶在交通
運輸行業(yè)的實際使用情況,通過實地考察、技術(shù)研討、發(fā)放問卷等多
種形式方式開展技術(shù)調(diào)研工作。
2017年9月,起草組在資料收整理分析和技術(shù)調(diào)研的工作基礎(chǔ)
上,編寫完成《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要求》(草稿)。
2017年10月,開展了項目成果審查工作,根據(jù)會議意見,對部
分內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整,形成了《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要求》(征求意見稿
草稿)。
2017年10月,《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要求》(征求意見稿草稿)
向海軍,水利系統(tǒng),海洋局系統(tǒng),部分高等院校、航道系統(tǒng)、海事航
海保障系統(tǒng)的相關(guān)專家、及儀器公司等部分應(yīng)用單位的代表公開征詢
意見和建議,并根據(jù)專家的意見和建議,對部分內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整,對
《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要求》(征求意見稿草稿)進(jìn)行了第一次修訂。
2017年11月,開展了實地技術(shù)試驗,對《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要
求》(送審稿草稿)中部分關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行驗證,并對《側(cè)掃聲吶
測量技術(shù)要求》(征求意見稿草稿)進(jìn)行了第二次修訂。
2017年11月,開展了項目成果結(jié)題會,起草組根據(jù)結(jié)題評審專
家的意見和建議對《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要求》(征求意見稿草稿)進(jìn)
行了第三次修訂。
2018年7月,交通運輸航測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織召開了標(biāo)準(zhǔn)
征求意見稿草稿技術(shù)咨詢會,與會專家對標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿草稿逐條進(jìn)
行了審查和討論,起草組依據(jù)專家的意見和建議對《側(cè)掃聲吶測量技
2
術(shù)要求》(征求意見稿草稿)進(jìn)行了第四次修訂。
2018年8月至9月,起草組對征求意見稿草稿進(jìn)行了多輪修改
完善,并于9月形成《側(cè)掃聲吶測量技術(shù)要求》(征求意見稿)。
1.4主要起草人及其所做的工作
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:王平、周慶沖、張濟(jì)博、王久、鄔金、程國
標(biāo)、茍諍慷、潘國富、賴培偉、王華強。具體分工如表1所示:
表1標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其主要工作
姓名單位具體承擔(dān)工作
交通運輸部南海負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)編制過程中的人員、部門組織、協(xié)調(diào),對標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、技術(shù)
王平
航海保障中心要求總把關(guān),是標(biāo)準(zhǔn)編制的總負(fù)責(zé)人。
交通運輸部南海提出標(biāo)準(zhǔn)整體框架性思路,組織標(biāo)準(zhǔn)編寫各關(guān)鍵環(huán)節(jié),對標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵
周慶沖
航海保障中心措辭和技術(shù)指標(biāo)做出論證決策,是標(biāo)準(zhǔn)編制的技術(shù)負(fù)責(zé)人。
國家海洋局第二承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)起草工作,參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)的修訂和論證工
張濟(jì)博
海洋研究所作。
交通運輸部南海承擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)修訂工作,參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)的起草和論證工
王久
航海保障中心作。
依據(jù)框架思路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容結(jié)構(gòu),負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)立項材料編報,負(fù)
交通運輸部南海
鄔金責(zé)標(biāo)準(zhǔn)具體的檢查和技術(shù)論證工作,作為經(jīng)辦人組織并落實標(biāo)準(zhǔn)起
航海保障中心
草、修訂、論證各關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
地瀛儀器科技負(fù)責(zé)國內(nèi)外相關(guān)資料整理分析,參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)起草,修訂及論
程國標(biāo)
(上海)有限公司證工作。
國家海洋局
茍諍慷參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)的起草工作,參與部分章節(jié)的修訂工作。
第二海洋研究所
國家海洋局
潘國富參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)的起草工作,參與部分章節(jié)的修訂工作。
第二海洋研究所
交通運輸部南海
賴培偉參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)的起草及論證工作。
航海保障中心
3
交通運輸部南海
王華強參與標(biāo)準(zhǔn)主要章節(jié)的修訂及論證工作。
航海保障中心
2.標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容
2.1編制原則
1)實用性
本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中,進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查和研究了行業(yè)現(xiàn)狀,堅持
實用性為主的原則,統(tǒng)一了工作流程和技術(shù)要求,規(guī)范了生產(chǎn)過程,
滿足政府部門、交通主管部門和港航企業(yè)的應(yīng)用需求。
2)一致性
本標(biāo)準(zhǔn)對側(cè)掃聲吶測量時的系統(tǒng)配置、測前準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)
據(jù)處理與成圖、資料檢查與驗收及資料上交等方面作了較詳細(xì)的規(guī)
定,按照國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的順序優(yōu)先引用或參考,保
持與它們的一致性和兼容性,以確保按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對側(cè)掃聲吶測量成果
質(zhì)量評定的一致性。
3)協(xié)調(diào)性
本標(biāo)準(zhǔn)在編寫過程中采用的相關(guān)術(shù)語、量、單位及其符號、符號、
代號和縮略語等遵循現(xiàn)行的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條款,體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)
性。
4)規(guī)范性
本標(biāo)準(zhǔn)從起草工作到隨后的所有階段均按照GB/T1.1-2009規(guī)定
的規(guī)則起草,體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性。
4
2.2標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容說明
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了沿海港口航道側(cè)掃聲吶測量的范圍、規(guī)范性引用文
件、一般規(guī)定、配置要求、測前準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與資料整
理、技術(shù)總結(jié)、檢查與驗收及資料上交等具體要求做出了明確的規(guī)定。
2.2.1范圍
“范圍”一章規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)的使用范圍。
本條闡述了制訂本標(biāo)準(zhǔn)的目的和作用,本標(biāo)準(zhǔn)所指的側(cè)掃聲吶包
括單波束側(cè)掃聲吶、多波束側(cè)掃聲吶、多脈沖側(cè)掃聲吶、相干聲吶,
本標(biāo)準(zhǔn)不適用于多波束系統(tǒng)反向散射數(shù)據(jù)的采集和處理。
2.2.2規(guī)范性引用文件
“規(guī)范性引用文件”一章規(guī)定了引用的標(biāo)準(zhǔn)。
目前我國交通部門側(cè)掃聲吶測量依據(jù)的規(guī)范是《海道測量規(guī)范》
(GB12327-1998)和《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014),
為了與國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)一致,本標(biāo)準(zhǔn)在編制過程中還引用了《海洋調(diào)查
規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)的相關(guān)
條文。
2.2.3術(shù)語和定義
“術(shù)語和定義”一章解釋了側(cè)掃聲吶測量過程中的一些專業(yè)術(shù)語。
3.1條是海道測量方面的術(shù)語,在參考IHOS-32《海道測量詞典》
側(cè)掃聲吶定義的基礎(chǔ)上進(jìn)行了編寫。
3.2條是海道測量方面的術(shù)語,參考《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:
海底地形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)3.2側(cè)掃聲吶測量的定義
5
“采用聲學(xué)換能器對海底進(jìn)行掃描,獲得海底回波信號,實現(xiàn)海底地
貌成像的一種物探調(diào)查方法”和《海道測量基本術(shù)語》(征求意見稿)
側(cè)掃聲吶掃測的定義“利用側(cè)掃聲吶系統(tǒng)對海底進(jìn)行掃海測量,搜尋
礙航物或獲得海底聲學(xué)影像數(shù)據(jù)記錄”編寫。
3.3引自《沿海港口航道基礎(chǔ)地理信息要素第1部分:分類與編
碼》(JT/T1161.1-2017)3.1節(jié)沿海港口航道的定義“對沿海港口
附近水域,以及內(nèi)海、領(lǐng)海中供船舶通航的通道”。
3.4引自《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)3.4
節(jié)掃海測量的定義“對一定海區(qū)進(jìn)行全覆蓋的探測,以查明該區(qū)域內(nèi)
是否存在航行障礙物的測量,簡稱‘掃測’”。
2.2.4一般規(guī)定
“一般規(guī)定”一章規(guī)定了采用側(cè)掃聲吶測量的基準(zhǔn)、掃海方式、
覆蓋要求和精度指標(biāo)等。
4.1.1根據(jù)《中華人民共和國測繪法》,經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn),我國自
2008年7月1日起,啟用了2000國家大地坐標(biāo)系,因此在本標(biāo)準(zhǔn)中,
要求平面坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一采用2000國家大地坐標(biāo)系(CGCS2000)。
4.1.2引自《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)
4.1.5節(jié)時間基準(zhǔn)的要求“時間應(yīng)采用北京時,當(dāng)采用其他時間基準(zhǔn)
時應(yīng)標(biāo)明”。
4.1.3本條引自《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T
954-2014)“測量應(yīng)采用高斯-克呂格投影,并應(yīng)符合下列要求:
a)大于1:5000比例尺測量應(yīng)采用1.5°帶投影;
6
b)小于等于1:5000,大于等于1:10000比例尺測量應(yīng)采用3°
帶投影;
c)小于1:10000,大于1:50000比例尺測量應(yīng)采用6°帶投影;
d)小于等于1:50000比例尺測量可采用墨卡托投影,并應(yīng)以測
區(qū)的中央緯度作為基準(zhǔn)緯線?!?/p>
側(cè)掃聲吶一般要求全覆蓋測量,比例尺較大,因此一般使用高斯
投影,為了使測量時投影變形小,所以根據(jù)不同的測量比例尺設(shè)定了
不同的高斯投影帶;當(dāng)進(jìn)行小比例尺(小于或等于1:50000比例尺)
底質(zhì)調(diào)查或海底地貌調(diào)查時,可以使用墨卡托投影。
4.2《海道測量規(guī)范》(GB12327-1998)6.4.1.1節(jié),分為4.2.1、
4.2.2和4.2.3三節(jié)進(jìn)行闡述,使其條理更清晰。按IHOS-44《海道
測量規(guī)范》要求側(cè)掃聲吶不能用于水深測量,如需確定水深,應(yīng)與多
波束等測深手段組合進(jìn)行測量。
4.3側(cè)掃聲吶測量覆蓋是用來描述海底被掃測的程度。一個測區(qū)
的覆蓋度一般以100%的倍數(shù)表示,側(cè)掃聲吶測量覆蓋要求可分為
100%覆蓋、200%覆蓋和非全覆蓋,單獨的100%覆蓋的側(cè)掃聲吶測量
不足以排除掉一個虛假的目標(biāo)特征,200%覆蓋的側(cè)掃聲吶測量則可以
為此提供判斷依據(jù)。進(jìn)行200%覆蓋有三種方法:
1)進(jìn)行單獨的測量,其中測線距離為100%覆蓋測線間距離的一
半。
2)測區(qū)進(jìn)行兩次100%覆蓋,第二次覆蓋期間的測線位于將第一
次的覆蓋測線中間。
7
3)在正交方向上進(jìn)行兩個單獨的100%覆蓋。
值得注意的是,而當(dāng)受到外部影響(如海流、風(fēng)況、避讓等)時,
會產(chǎn)生數(shù)據(jù)漏空,即使進(jìn)行了200%覆蓋的側(cè)掃聲吶測量也不能保證
所有的漏空都被彌補,需要通過補掃、縮小量程或采用滿足全覆蓋要
求的多波束測深系統(tǒng)等測量手段進(jìn)行補充?!堆睾8劭诤降罍y量技術(shù)
要求》(JT/T954-2014)9.2.1節(jié)規(guī)定的掃海區(qū)域“下列區(qū)域應(yīng)進(jìn)行
掃海測量:
a)港口泊位、港池(轉(zhuǎn)頭地)及航道通航水深確定;
b)新辟港口航道、錨地等水域選址;
c)錨地及其與航道相鄰的通道、推薦航線和航路;
d)危機航行安全的特殊淺點(區(qū))及礁石探測;
e)確認(rèn)臨近通航水域的原有可疑物,如沉船概位、據(jù)報、疑存、
疑位或疑深探測;
f)水上助航標(biāo)志漂失,以及各類水上丟失物搜尋;
g)海上突發(fā)事件造成的沉沒船舶及物體的搜尋。
本標(biāo)準(zhǔn)上述7類掃海區(qū)域覆蓋要求進(jìn)行了細(xì)化,將a)、d)、f)
三類情況歸入4.3.2,應(yīng)進(jìn)行200%覆蓋測量,主要是考慮到上述情況
的掃海測量主要是針對小目標(biāo)進(jìn)行探測,需進(jìn)行200%覆蓋測量才能
確定目標(biāo)特征;而將b)、c)、d)、g)歸入4.3.3,至少應(yīng)進(jìn)行100%
覆蓋測量,上述情況屬于一般測量,如果待探測目標(biāo)小于等于2m×
2m×2m或?qū)儆谒钚∮诘扔?0m的重要水域則也應(yīng)進(jìn)行200%覆蓋測
量。
8
以上,“2m×2m×2m”的表達(dá)源自IHOS-441A等級測量中特征
探測要求的“立方體特征”概念,待探測目標(biāo)有任意一邊小于2m則
應(yīng)進(jìn)行200%覆蓋測量;“重要水域”為IHOS-44特等測量描述中富
余水深處于臨界狀態(tài)的通航水域。
4.3.4其他不需要全覆蓋的任務(wù),如底質(zhì)調(diào)查或大范圍的海底地
貌調(diào)查,根據(jù)任務(wù)需要進(jìn)行測量。
4.4本條是新增條款。無論是IHOS-44《海道測量規(guī)范》,還是
國內(nèi)《海道測量規(guī)范》(GB12327-1998)、《沿海港口航道測量技術(shù)要
求》(JT/T954-2014)以及其他標(biāo)準(zhǔn),掃海測量平面精度主要針對多
波束系統(tǒng),并沒有專門對側(cè)掃聲吶測量目標(biāo)物位置精度進(jìn)行規(guī)定,考
慮到應(yīng)急測量等特殊情況下會要求根據(jù)側(cè)掃聲吶確定測量目標(biāo)位置
發(fā)布航行通(警)告,本條文對粗掃和精掃能夠達(dá)到的位置精度進(jìn)行了
要求,并經(jīng)過試驗驗證可行。
4.4.1本條參照NOAA(美國國家海洋和大氣管理局)《海道測量
規(guī)范與交付》,側(cè)掃聲吶目標(biāo)定位誤差應(yīng)小于10m,因此規(guī)定采用粗
掃方式探測時,目標(biāo)定位誤差應(yīng)小于10m,可以滿足IHOS-57《數(shù)字
海道測量數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》CATZOCA2置信區(qū)的位置精度(±20m)要求。
4.4.2由于精掃應(yīng)用至少三個不同方向測得的目標(biāo)距離,交會出
目標(biāo)的最或然位置,目標(biāo)的定位精度得到了較大提高,本標(biāo)準(zhǔn)要求采
用精掃方式測量時,目標(biāo)定位誤差應(yīng)小于5m,可以滿足《海道測量
規(guī)范》(GB12327-1998)中對障礙物位置測量的要求和IHOS-57
CATZOCA1置信區(qū)的位置精度(±5m)要求。經(jīng)過海上試驗驗證5m的
9
定位誤差是可以達(dá)到的。
2.2.5配置要求
“配置要求”一章規(guī)定了系統(tǒng)硬件和軟件的要求。
5.1.2對側(cè)掃聲吶測量的數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行了規(guī)定,包括導(dǎo)航定
位設(shè)備、側(cè)掃聲吶和其它輔助設(shè)備。
5.1.3隨著科技的發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)得到了較大的發(fā)展,
已經(jīng)不再局限于美國的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),還出現(xiàn)了歐洲“伽利略”
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、俄羅斯GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及中國“北斗”衛(wèi)星
導(dǎo)航系統(tǒng),因此新的規(guī)范(差分全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(DGNSS)技術(shù)要
求(GB/T17424-2009)已經(jīng)將較老的標(biāo)準(zhǔn)中的GPS改成GNSS(Global
NavigationSatelliteSystem),因此本標(biāo)準(zhǔn)將定位接收機稱為GNSS
接收機。
5.1.4對用于側(cè)掃聲吶測量的定位設(shè)備指標(biāo),各規(guī)范均無具體要
求?!端\工程測量規(guī)范》(JTS131-2012)要求多波束掃測“應(yīng)使用
差分GPS定位,定位數(shù)據(jù)更新率不應(yīng)小于1Hz”,《海洋調(diào)查規(guī)范第
10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)規(guī)定了“定位
須使用DGPS定位儀,數(shù)據(jù)更新率不低于1Hz”,因此本標(biāo)準(zhǔn)要求GNSS
接收機應(yīng)使用差分定位,數(shù)據(jù)更新率不低于1Hz。同時要求定位精度
不低于2m,是因為IHOS-44、《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T
954-2014)都要求在特等測量中目標(biāo)的綜合平面精度不低于2m,而
GNSS接收機定位精度只是其中的一個影響因素,因此要求實時定位
精度不低于2m。
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5.1.5拖魚的定位精度是影響目標(biāo)物測量精度的重要因素,為
了提高拖魚的定位精度,增加了選用水下聲學(xué)定位系統(tǒng)的規(guī)定。IHO
C13《海道測量手冊》提到可以使用水下聲學(xué)定位系統(tǒng)確定拖魚的位
置,但對水下聲學(xué)定位系統(tǒng)的精度未作要求。目前國內(nèi)外在海洋調(diào)查
和海洋工程中水下聲學(xué)定位系統(tǒng)已經(jīng)廣泛使用,但相關(guān)規(guī)范還未對水
下聲學(xué)定位系統(tǒng)的做出明確的要求。鑒于目前在沿海港口航道測量中
水下定位系統(tǒng)應(yīng)用較少,因此本標(biāo)準(zhǔn)對于水下聲學(xué)定位系統(tǒng)做推薦使
用,建議使用水深為超過30m的水域,精度控制在在斜距的1%,而
且該系統(tǒng)在使用前應(yīng)進(jìn)行校正。
5.1.6側(cè)掃聲吶的主要技術(shù)指標(biāo):
a)側(cè)掃聲吶的波束在水平面上很窄,而在垂直面上較寬,波束
寬度可以決定聲吶能夠獲得的分辨率,換能器沿航跡方向的波束角不
低于2°的要求引自《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》
(GB/T12763.10-2007)。
b)在《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T
12763.10-2007)7.1.4中要求側(cè)掃聲吶技術(shù)指標(biāo)“分辨率:不低于
1m”,但嚴(yán)格意義上講,分辨率、分辨力和探測能力在定義和單位上
都有所不同,本標(biāo)準(zhǔn)采用了“探測能力(DetectionCapability)”這
一規(guī)范用法,與分辨率的概念相比更為準(zhǔn)確和嚴(yán)格。IHOS-44中也
明確提出“當(dāng)需要全覆蓋掃測時,用于進(jìn)行測量的設(shè)備必須能夠明顯
地檢測規(guī)定大小的特征?!杉瘮?shù)據(jù)的海道測量部門有責(zé)任評估任
何準(zhǔn)備使用系統(tǒng)的能力,使之滿足自己的要求,從而能有足夠高的機
11
會探測到任何此類特征”。
國際上各海道測量規(guī)范對探測目標(biāo)的大小均有要求,如IHOS-44
特等測量要求立方體特征大于1m的目標(biāo)特征必須被探測到,UKHO(英
國海道測量局)特等測量的目標(biāo)探測能力要求為能夠探測1m的立方
體或0.5m×2m的圓柱體,USACE(美國部隊工程師兵團(tuán))在通航和疏浚
測量中要求側(cè)掃聲吶探測能力要達(dá)到能從陰影長度量出大于0.5m
(對硬底質(zhì))和大于1m(對軟底質(zhì))的立方體,NOAA要求側(cè)掃聲吶以能
夠從陰影長度測量中量出1m×1m×1m大小物體的方式進(jìn)行操作,
2013年CHS(加拿大海道測量局)發(fā)布的《海道測量標(biāo)準(zhǔn)》要求在最高
等級測量中聲吶能夠探測到立方體特征大于0.5m的目標(biāo)。但如何界
定目標(biāo)被探測到并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),一般被認(rèn)同的做法為“3次命中
規(guī)則”,即每個目標(biāo)至少被垂直航跡方向和沿航跡方向各被聲吶探測
到3次,UKHO、LINZ、USACE和NOAA均采用此規(guī)則。但其更適
用于多波束測深系統(tǒng),按照IHOC-13《海道測量手冊》,側(cè)掃聲吶實
現(xiàn)長度方向特征探測的最低限度為近場區(qū)目標(biāo)至少能收到5個脈沖
信號,在高度上的探測要求可按USACE和NOAA從陰影長度能夠
量出指定高度特征的要求執(zhí)行。
盡管根據(jù)指定規(guī)則和設(shè)備參數(shù)能計算出各種聲吶在理論上的探
測能力,但實際的探測能力還受設(shè)備狀況、目標(biāo)材質(zhì)、折射、噪聲、
生物干擾、船尾流、表面反射和拖魚穩(wěn)定性等多方面因素影響,在一
般海況下針對目標(biāo)材質(zhì)、量程、航速等因素對側(cè)掃聲吶的性能進(jìn)行現(xiàn)
場確認(rèn)十分必要。本次在海上試驗中,驗證了目前主流的側(cè)掃聲吶在
12
一般海況下均具備探測0.8m×0.8m×0.8m和0.5m×0.5m×0.5m大
小目標(biāo)的能力,但是考慮到有些聲吶探測0.5m×0.5m×0.5m物體需
要拖魚離海底很近,船速極低,不便于實際操作。正常作業(yè)條件下探
測0.8m×0.8m×0.8m大小的物體則完全沒有問題,可以明顯滿足現(xiàn)
行IHOS-44規(guī)范特等測量等級對于立方體特征大于1m的要求,同時
也能體現(xiàn)現(xiàn)有聲吶技術(shù)的發(fā)展,本標(biāo)準(zhǔn)中將側(cè)掃聲吶的探測能力指標(biāo)
定為能分辨海底0.8m×0.8m×0.8m大小的物體。
在設(shè)備驗收時,應(yīng)特別針對小于等于0.8m×0.8m×0.8m大小的
物體進(jìn)行掃測,現(xiàn)場確認(rèn)側(cè)掃聲吶的性能。
c)目前的側(cè)掃聲吶進(jìn)入全數(shù)字時代,模擬記錄不便于存儲、處理
和交換數(shù)據(jù),已經(jīng)很少使用,因此本標(biāo)準(zhǔn)要求聲吶具有數(shù)字記錄功能。
d)姿態(tài)傳感器可以用來監(jiān)控側(cè)掃聲吶數(shù)據(jù)的姿態(tài),保證數(shù)據(jù)的質(zhì)
量,也便于進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理,因此本標(biāo)準(zhǔn)要求聲吶具有姿態(tài)傳感器。
5.1.9設(shè)備應(yīng)按國家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗,符合相關(guān)要求后使用可
以保證測量成果的可靠性,比如衛(wèi)星定位設(shè)備應(yīng)按國家相關(guān)規(guī)定及時
送檢。側(cè)掃聲吶目前國內(nèi)還沒有專業(yè)的檢驗機構(gòu),一般是作業(yè)單位進(jìn)
行自檢。作業(yè)單位應(yīng)定期對側(cè)掃聲吶進(jìn)行檢驗,周期一般為一年,選
擇有代表性的海域進(jìn)行,測試側(cè)掃聲吶探測能力是否滿足本標(biāo)準(zhǔn)要
求。
5.2由于側(cè)掃聲吶數(shù)據(jù)采集和處理具有較強的專業(yè)性,因此對采
集軟件和處理軟件的基本功能也進(jìn)行了規(guī)定。
2.2.6測前準(zhǔn)備
13
“測前準(zhǔn)備”一章規(guī)定了資料搜集、技術(shù)設(shè)計、測線布設(shè)儀器安
裝和海上測量試驗的技術(shù)要求。
6.1.1測前收集的資料內(nèi)容主要引自《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:
海底地形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)7.1.1.1和《沿海港口
航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)5.1.2節(jié)進(jìn)行整理編寫。
《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T
12763.10-2007)7.1.1.1節(jié)內(nèi)容為:
“所收集的資料包括:
a)最新測量的側(cè)掃聲吶數(shù)據(jù)和最新出版的海底地形圖、海圖;
b)底質(zhì)類型資料;
c)助航標(biāo)志及航行障礙物的情況;
d)其他與測量有關(guān)的資料?!?/p>
《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)5.1.2節(jié)內(nèi)容
為:
“應(yīng)收集的測區(qū)資料包括下列內(nèi)容:
a)最新出版的地形圖和海圖;
b)控制測量成果資料及其相關(guān)技術(shù)說明;
c)高程和水位站控制資料和有利用價值的觀測記錄;
d)助航標(biāo)志、航行障礙物、地質(zhì)或底質(zhì)資料;
e)測區(qū)的水文、氣象、交通等情況;
f)其它與測量有關(guān)的港口航行資料等?!?/p>
6.1.2引自《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)“應(yīng)
14
對所收集的資料的可靠性及精度情況進(jìn)行全面分析,并作出對資料采
用與否的結(jié)論性意見”,分析判斷收集的資料可靠性及準(zhǔn)確度情況,
并確定是否使用該資料。
6.2技術(shù)設(shè)計參考《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)
“5.3.1設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)實地踏勘結(jié)果,分析已有資料的準(zhǔn)確性和可
靠性,對圖上設(shè)計進(jìn)行修正和充實,并編寫技術(shù)設(shè)計書。及5.3.2技
術(shù)設(shè)計書應(yīng)裝訂成冊,應(yīng)經(jīng)設(shè)計、審核、批準(zhǔn)人員簽名后執(zhí)行”編寫,
技術(shù)設(shè)計書的內(nèi)容參見附錄A。
6.3測線布設(shè)是測前準(zhǔn)備的重要內(nèi)容,測線布設(shè)主要為測線間距
和測線方向,本條對測線布設(shè)了進(jìn)行規(guī)定。
6.3.1引自《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)“量
程選擇應(yīng)考慮聲吶的自身性能、探測目標(biāo)尺寸、水深等因素,確保信
號質(zhì)量、滿足可探測任務(wù)要求的最小目標(biāo),量程宜設(shè)為拖魚至海底高
度的十倍”。NOAA的“經(jīng)驗法則”是:拖魚高度低于8%,有效探測距
離為拖魚高度的12.5倍,量程設(shè)置為拖魚高度的10倍可以滿足全覆
蓋要求。此外,根據(jù)7.1.1航速計算公式可知,在進(jìn)行小目標(biāo)探測時,
量程最大不宜超過150m,特等測量中最大不宜超過100m。
6.3.2由于側(cè)掃聲吶大多采用拖曳式采集,容易受到水流、船
只操控的影響,而GNSS接收機本身也存在著一定的定位偏差,因此
相鄰測線應(yīng)該有一定的重疊寬度,才能保證不漏測。
海道測量規(guī)范(GB12327-1998)中定義重疊寬度為:
S=(2~3)E222+m+m+E
20121
15
水運工程測量規(guī)范(JTS131-2012)中
S=2E222+m+m+E
00121
式中:
S0—掃測重疊寬度(m);
E0—測量船定位中誤差(m);
m1—拖魚相對于測量船的定位中誤差(m);
m2—定位點記入中誤差(m);
E1—測量船偏航的系統(tǒng)誤差(m),測量船航線與兩定位點相連直
線之間的最大橫向位移。
水運工程測量規(guī)范與海道測量規(guī)范中重疊寬度計算基本一致,只
是在于將(2~3)的系數(shù)簡化為2,本標(biāo)準(zhǔn)選擇水運工程測量規(guī)范的
計算重疊寬度公式。
6.3.3我國的相關(guān)規(guī)范《海道測量規(guī)范》(GB12327-1998)、《海
洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)、
《水運工程測量規(guī)范》(JTS131-2012)、《沿海港口航道測量技術(shù)要求》
(JT/T954-2014)僅提出了相鄰測線應(yīng)該有一定的重疊寬度,但并未
給出測線間隔的計算公式。IHOC13建議相鄰條帶間的重疊度為
125%,NOAA200%覆蓋為100%覆蓋測線間距的一半。《海道測量規(guī)
范》(送審稿2012)要求測線間距應(yīng)為D≤2nR,R為所選量程,n
一般取值為0.5~0.8。
為便于外業(yè)測線布設(shè),結(jié)合IHO和NOAA以及《海道測量規(guī)范》
(送審稿2012)的相關(guān)規(guī)定,本標(biāo)準(zhǔn)提出了測線間隔計算公式,并
分100%覆蓋和200%覆蓋兩種情況。根據(jù)任務(wù)要求,不需要全覆蓋
16
時,測線間距可根據(jù)成圖比例尺確定。
由于傳輸損失、噪聲干擾、水質(zhì)差異等都會限制聲吶的探測距離,
因此聲吶的有效探測距離小于量程。在淺水區(qū)尤其是水深小于20m
區(qū)域作業(yè)時,聲吶的有效探測距離可參考10倍拖魚離海底高度計算,
結(jié)合航行試驗適當(dāng)調(diào)整測線間距。
6.3.4海道測量規(guī)范(GB12327-1998)要求,測線應(yīng)相互平行,
并使測線盡量滿足:平行于測區(qū)風(fēng)流方向;平行于掃海區(qū)域的長邊;
平行于測區(qū)等深線走向;平行于探測目標(biāo)走向。《水運工程測量規(guī)范》
(JTS131-2012)要求測線應(yīng)平行于測區(qū)較長邊、挖槽軸線和河道走
向;《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T
12763.10-2007)要求全覆蓋時測線采用平行地形或構(gòu)造總體走向布
設(shè);UKHO要求測線方向和測區(qū)潮流方向夾角小于20°。
因此,本標(biāo)準(zhǔn)要求聲吶的測線方向應(yīng)盡可能與測區(qū)潮流流向平
行,以便最大限度的減小拖魚的偏移。對于測區(qū)潮流影響不大的地方,
聲吶可平行于等深線方向測量,這樣可以最大限度避免頻繁調(diào)整拖纜
長度。在港池、航道等較狹長范圍內(nèi)測量時,為便于測量,測線可平
行于掃海區(qū)域的長邊布設(shè)。在進(jìn)行精掃時,測線方向宜平行于目標(biāo)走
向,或與目標(biāo)走向夾角小于30°。
6.3.5檢查線主要為了與主測線測量結(jié)果進(jìn)行比較驗證,本條引
自《海道測量規(guī)范》(送審稿2012)要求“每次測量過程中至少應(yīng)布
設(shè)1條跨越整個測區(qū)與多數(shù)測線相交的檢查線”。
6.4.1GNSS接收機天線安裝在測量船頂部比較開闊的地方,以避
17
免接收機信號被遮擋。
6.4.2參考《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T
12763.10-2007)儀器安裝“記錄儀安裝在船只擺動較小的實驗室;儀
器系統(tǒng)的安裝應(yīng)有良好的接地條件,避免電信號干擾;淺海調(diào)查時,
應(yīng)根據(jù)調(diào)查區(qū)水深確定拖曳方式,聲吶操作室應(yīng)有較好的通視條件”。
6.4.3隨著科技的發(fā)展,側(cè)掃聲吶出現(xiàn)了固定式安裝,因此本標(biāo)
準(zhǔn)分別規(guī)定了拖曳方式和懸掛方式的安裝方法。
拖魚來自英文“towfish”,目前已經(jīng)成為通用名稱,主要是指側(cè)
掃聲吶的水下?lián)Q能器。
側(cè)掃聲吶的安裝方式可任務(wù)需求、測區(qū)水深等情況確定選用拖曳
方式還是懸掛方式。采用拖曳方式時可拖曳于船艉、船側(cè)或船艏,采
用懸掛方式時宜安裝于船側(cè)或者船艏。懸掛方式不適于安裝在船艉主
要是拖魚安裝在船艉容易受到尾流影響。
拖曳式的好處在于避免拖魚受到測量船移動的影響以及在海底
以上一定高度運行以獲得最佳探測效果,缺陷在于拖魚位置的不確定
性。
懸掛式安裝的好處在于聲吶的位置和方向可以精確測定,因此探
測目標(biāo)的定位相對容易,而且,船只也容易操縱,不利在于船只運動
會影響聲吶的姿態(tài),而且可能會和其他的儀器相互干擾,而且不能使
拖魚在距海底適宜高度運行,因此懸掛方式適宜在淺水區(qū)使用。在淺
水區(qū)測量時,懸掛安裝通常是最好的方法,尤其是海底地形較復(fù)雜,
如礁石區(qū)。
18
6.4.4根據(jù)目前的通用做法,增加了甲板摩擦試驗。儀器入水前,
在甲板上進(jìn)行摩擦試驗,分別摩擦換能器的左右舷,確認(rèn)接收是否正
常。
6.5設(shè)備調(diào)試作為側(cè)掃聲吶日常工作的一部分,是為了確定聲吶
信號質(zhì)量良好和圖譜記錄清晰情況下的參數(shù)設(shè)置,并對側(cè)掃聲吶的可
靠性進(jìn)行檢查。要求在測區(qū)附近進(jìn)行是為了體現(xiàn)測區(qū)的實際情況,以
便與測量時采用統(tǒng)一的采集和記錄參數(shù);有代表性的海域指任何有孤
立目標(biāo)、水下結(jié)構(gòu)物或明顯底部特征的水域,設(shè)備調(diào)試過程中可通過
聲吶圖像上的目標(biāo)特征進(jìn)行可靠性檢查,聲吶的左右兩個通道和各個
頻率、量程均要進(jìn)行檢查,以便確定聲吶有效探測距離。為便于后續(xù)
數(shù)據(jù)處理,所使用的參數(shù)及變動情況、可靠性檢查的結(jié)果等均應(yīng)進(jìn)行
記錄。
2.2.7數(shù)據(jù)采集
“數(shù)據(jù)采集”一章規(guī)定了對側(cè)掃聲吶測量的航行要求、測量記錄
要求、現(xiàn)場目標(biāo)判斷、補測重測、質(zhì)量監(jiān)控等技術(shù)要求。
7.1.1由于側(cè)掃聲吶是根據(jù)選用的量程以固定速率發(fā)射聲波信
號的,拖魚的工作航速影響沿航跡方向探測物體的能力。顯示的是隨
著速度變化,側(cè)掃聲吶接收Ping數(shù)的變化。一般航速越慢,側(cè)掃聲
吶系統(tǒng)接收Ping數(shù)越多,分辨物體能力越強。隨著速度的增加,聲
吶圖像會產(chǎn)生橫縱比例不一致,導(dǎo)致橢圓目標(biāo)沿航跡方向短軸變短,
正方形目標(biāo)變成橫向的長方形目標(biāo)。
由于側(cè)掃聲吶是根據(jù)選用的量程以固定速率發(fā)射聲波信號的,為
19
了保證工作效率,側(cè)掃聲吶應(yīng)以一定的航速測量,拖魚的工作航速影
響探測物體的能力。我國《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌
調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)要求航速不超過6kn,UKHO、LINZ
等也都要求單波束側(cè)掃聲吶測量時最大航速不超過6kn。而NOAA和
IHOC13是根據(jù)通過目標(biāo)的探測Ping數(shù)對航速進(jìn)行限定,相對更科
學(xué),NOAA規(guī)定最大航速應(yīng)滿足每次通過探測到目標(biāo)最小Ping數(shù)應(yīng)
滿足3次,IHOC13要求為5次。
NOAA側(cè)掃聲吶最大航速為:
f
v=Lp
max3
式中:vmax為最大航速(m/s),L為需要探測到的最小目標(biāo)物尺寸(m),
fp為每秒發(fā)射Ping數(shù)。
圖1NOAA目標(biāo)探測示意圖
IHO計算最大航速為:
fp
v=(L+B)
max5
式中:B為脈沖寬度(s),其它參數(shù)含義與式NOAA相同。
20
圖2IHO目標(biāo)探測示意圖
考慮到需要探測最小目標(biāo)的大小,參照和IHO推薦和NOAA規(guī)
定,本標(biāo)準(zhǔn)對NOAA最大航速計算公式進(jìn)行了改進(jìn),增加了波束或
脈沖系數(shù)m,并要求每次通過探測到目標(biāo)的最小Ping數(shù)n不小于5,
則最大航速,以單波束側(cè)掃聲吶探測立方體特征1m物
體為例(聲速c取1500m/s):
量程50m時,Ping率為15Hz,最大船速為3m/s(約5.6節(jié));
量程75m時,Ping率為10Hz,最大船速為2m/s(約3.7節(jié));
量程100m時,Ping率為7.5Hz,最大船速為1.5m/s(約2.8節(jié));
量程150m時,Ping率為5Hz,最大船速為1m/s(約1.8節(jié))。
需要指出的是此公式計算的只是理想狀態(tài)下的最大船速要求,如
果考慮拖魚運動時的艏向偏差,還應(yīng)適當(dāng)降低最大船速。此外,該公
式中m取值不直接適用于多波束側(cè)掃聲吶或者多脈沖側(cè)掃聲吶最大
航速計算,實際使用時可以參照此公式,m取值應(yīng)小于波束或者脈沖
數(shù),適當(dāng)提高航速,根據(jù)各儀器廠商提供的資料,多波束側(cè)掃聲吶或
者多脈沖側(cè)掃聲吶航速一般不應(yīng)超過10kn。最大航速計算公式也可
21
以用于反算側(cè)掃聲吶量程的選用。此外,當(dāng)探測目標(biāo)較大,根據(jù)該公
式計算的單波束側(cè)掃聲吶測量計算出的航速過大時,應(yīng)滿足海洋調(diào)查
規(guī)范最大航速不超過6kn的規(guī)定。
7.1.2拖魚高度與聲吶數(shù)據(jù)的質(zhì)量直接相關(guān)。如果換能器被拖離海
底太高,將減少目標(biāo)陰影長度,增加目標(biāo)識別的難度。如果拖得太低,
外邊緣的反射率將被降低,限制了聲吶的有效探測距離。為保證海底
聲吶圖像清晰,IHOC13和LINZ指出拖魚離海底最適宜的高度為使
用量程的10%,《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T
12763.10-2007)也要求拖魚離海底高度控制在最大掃幅寬度的10%,
但在實際作業(yè)過程中很難保證拖魚離海底高度一直保持在使用量程
的10%,NOAA要求拖魚離海底高度控制在使用量程的8~20%,根
據(jù)《海道測量規(guī)范》(送審稿2012)要求“懸掛方式安裝應(yīng)使拖魚放
深大于測量船吃水1m,拖曳方式安裝應(yīng)使拖魚離海底高度為量程檔
的10~15%,海底起伏較大的水域,應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗟亍薄?/p>
本標(biāo)準(zhǔn)采用《海道測量規(guī)范》(送審稿2012)的規(guī)定,主要是考
慮到拖曳方式安裝使拖魚離海底高度為量程檔的10~15%,既有一定
的調(diào)整余地,又可以獲得較好的圖像效果,懸掛方式安裝使拖魚放深
大于測量船吃水1m可以使拖魚避開船只龍骨對信號的遮擋。
7.1.3~7.1.6引自《海道測量規(guī)范》(GB12327-1998)6.4.1.3節(jié),
原文為:“6.4.1.3.4經(jīng)常檢查測量船的實際航速,并使之保持在計劃
航速以內(nèi)。當(dāng)換能器拖體離海底高度值變化時,可以改變航速,但不
得大于計劃值。
22
6.4.1.3.5拖曳電纜長度大于測區(qū)水深時,換線轉(zhuǎn)向應(yīng)使用小舵角
大旋回圈,根據(jù)旋回半徑大小選擇合適測線上線。上線時,應(yīng)在測區(qū)
外1cm(圖上)處即應(yīng)保持航向穩(wěn)定。
6.4.1.3.6保持掃海航向穩(wěn)定,不得使用大舵角修正航向;風(fēng)流壓
角不得大于3°。
6.4.1.3.7加強值更瞭望,注意過往船舶、作業(yè)漁船和各種網(wǎng)具,
防止丟失換能器拖體?!?/p>
7.2.1~7.2.3引自《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》
(GB/T12763.10-2007)7.3.2節(jié),原文為“
a)監(jiān)視記錄圖像和各項采集參數(shù),及時發(fā)現(xiàn)是否有異常情況出
現(xiàn);
b)監(jiān)視數(shù)據(jù)采集記錄系統(tǒng)和實時打印紙記錄是否正常,發(fā)現(xiàn)問
題及時糾正;
c)發(fā)現(xiàn)海底障礙物或特殊地貌形態(tài),應(yīng)及時記錄,以備解釋和
準(zhǔn)確度評估使用”。
7.2.4采集的數(shù)據(jù)應(yīng)記錄在硬盤上,為了保證數(shù)據(jù)安全或者存儲介
質(zhì)破壞,應(yīng)及時做好備份。
7.2.5在數(shù)據(jù)記錄時增加“文件格式宜選用通用格式”,以便于實
現(xiàn)資料的共享。文件通用格式包括XTF、JSF、SDF等。
7.3外業(yè)測量表填寫要求引自《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地
形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)7.3.3節(jié),由于沿海港口航道測
量多在淺水區(qū),船舶干擾、航標(biāo)、網(wǎng)具等干擾情況較多,因此增加了
23
條文7.3.3。
7.4由于沿海港口航道側(cè)掃聲吶測量以障礙物探測為主,增加了
現(xiàn)場目標(biāo)判讀。為了確認(rèn)是否為目標(biāo),剔除干擾,需通過相鄰測線或
相反方向探測到兩次以上時,可確認(rèn)目標(biāo)存在。
探測目標(biāo)離水底高度的計算公式引自《水運工程測量規(guī)范》
(JTS131-2012)附錄M,公式為:
H0=LSHT/RS
式中
H0——目標(biāo)離水底的高度(m);
LS——目標(biāo)陰影的長度(m);
HT——拖具至水底的距離(m);
RS——陰影最遠(yuǎn)端至拖具的水平距離(m)。
如果采集軟件能夠直接量取目標(biāo)高度,也可直接量算。
7.5數(shù)據(jù)的補測和重測,主要參考《海道測量規(guī)范》
(GB12327-1998)6.4.1.4節(jié)和《水運工程測量規(guī)范》(JTS131-2012)
附錄M編寫?!逗5罍y量規(guī)范》(GB12327-1998)6.4.1.4節(jié)原文為:“掃
海成果資料中有下列情況者應(yīng)當(dāng)補掃:
a)當(dāng)點位間隔大于圖上2cm,而測量船駛?cè)?、駛出測區(qū)定位點
離測區(qū)邊界外小于規(guī)定要求時;
b)當(dāng)S0、S1、S2、S3之一不滿足計劃寬度要求時;
c)測量船航向偏離測線方向大于3°或風(fēng)流壓角大于3°,使大面
積掃海聲圖無法正確拼接時;
24
d)測量船航向左右偏離,形成漏掃區(qū)時;
f)聲圖記錄上有噪聲或其他干擾記錄,影響聲圖質(zhì)量,不能正確
反映海底地貌和目標(biāo)時;
j)儀器故障,整機或分機不能正常工作、或拖纜、水密接頭進(jìn)水
阻抗小于0.5MΩ,聲圖記錄上無回波信號或記錄不可信時;以及不能
滿足探測目標(biāo)的要求時?!?/p>
《水運工程測量規(guī)范》(JTS131-2012)原文為:
“遇下列情況時,應(yīng)進(jìn)行補掃:
(1)定位間隔大于圖上20mm;
(2)重疊寬度小于式(M.3.1)的計算值;
(3)測量船航向偏離測線方向大于3°;
(4)聲圖襯底底色選擇不當(dāng);
(5)聲圖記錄上有噪聲或其他干擾記錄,影響聲圖質(zhì)量,不能正
確反映水底地貌和目標(biāo);
(6)調(diào)解補償,動態(tài)范圍壓縮不當(dāng),平坦水底色調(diào)不均勻,近端
盲區(qū)寬度大于量程的1/2,遠(yuǎn)端作用距離小于量程的1/10;
(7)聲圖一側(cè)有明顯地貌起伏,而另一端無任何地貌起伏跡象;
(8)風(fēng)浪較大造成換能器拖體在水中上下波動,在聲圖記錄紙上
出現(xiàn)水面線;
(9)水底線有規(guī)律地相對彎曲,盲區(qū)邊界,遠(yuǎn)端最大作用距離相
對彎曲變化;
(10)儀器故障,整機或分機不能正常工作;
25
(11)拖纜及水密接頭進(jìn)水阻抗小于0.5MΩ,聲圖記錄上下無回波
信號或記錄不可信,以及分辨力不能滿足探測目標(biāo)的要求?!?/p>
本標(biāo)準(zhǔn)將《海道測量規(guī)范》f)、g)和《水運工程測量規(guī)范》的(10)、
(11)整理劃分為重測。
7.6數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控主要包括聲吶系統(tǒng)工作狀態(tài)、定位信號穩(wěn)定、
數(shù)據(jù)存儲和側(cè)掃聲吶相鄰測線拼接是否正常,確保相鄰測線間的重疊
帶寬度,引自《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌調(diào)查》(GB/T
12763.10-2007)。
(8)“數(shù)據(jù)處理與解釋”一章對資料整理、數(shù)據(jù)處理與成圖要求、
資料解釋、技術(shù)總結(jié)進(jìn)行了規(guī)定。
2.2.8數(shù)據(jù)處理與資料整理
8.1為了檢查和校核外業(yè)工作的質(zhì)量,應(yīng)對外業(yè)測量資料進(jìn)行整
理,資料整理的內(nèi)容引自《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地形地貌
調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)7.4.1節(jié)。原文為:
“為了檢查和校核外業(yè)工作的總體質(zhì)量,應(yīng)在作業(yè)現(xiàn)場對所取得
的各項資料進(jìn)行整理,并對測量數(shù)據(jù)質(zhì)量做出初步評價。資料整理內(nèi)
容如下:
a)有效測線完整性檢查;
b)結(jié)合航跡圖和側(cè)掃聲吶條幅圖,確定補測和加密;
c)各種紙質(zhì)打印資料整理、裝訂和會簽;
d)數(shù)據(jù)備份。”
8.2數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容主要參考《海洋調(diào)查規(guī)范第10部分:海底地
26
形地貌調(diào)查》(GB/T12763.10-2007)7.5.2節(jié),除了原有的導(dǎo)航數(shù)據(jù)
處理、聲吶拖體位置歸算、船速改正,增加了圖像均衡和斜距改正。
海洋調(diào)查規(guī)范7.5.2節(jié)內(nèi)容為:
“系統(tǒng)進(jìn)行定位、水深、地形校正,將各種微地貌形態(tài)標(biāo)繪在海
底側(cè)掃聲吶條幅平面圖上;全覆蓋測量時,進(jìn)行聲吶圖像拼接,繪制
海底側(cè)掃聲吶鑲嵌圖。具體內(nèi)容包括:
a)導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)的編輯、校準(zhǔn)和準(zhǔn)確度評估;繪制航跡圖;
b)根據(jù)船只位置、聲吶拖體沉放深度、拖纜入水長度及方位等
信息,進(jìn)行聲吶拖體位置歸算;
c)對船速變化造成的記錄與實際地形的比例失調(diào)進(jìn)行校正;
d)繪制海底側(cè)掃聲吶條幅平面圖;
e)繪制海底側(cè)掃聲吶鑲嵌圖;”
8.3.1由于側(cè)掃聲吶計算的目標(biāo)位置、判定目標(biāo)物性質(zhì)屬于間接
探測,存在著一定的偏差,必要時應(yīng)結(jié)合其它手段(如多波束、單波
束測量或下潛探摸)進(jìn)行綜合分析,以準(zhǔn)確確定目標(biāo)的位置、高度、
性質(zhì)。
8.3.2通過側(cè)掃聲吶進(jìn)行海底底質(zhì)分類,國內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量
研究,但由于回波強度與發(fā)射頻率、底質(zhì)類型、入射角度等多種因素
有關(guān),不同的底質(zhì)類型可能有相同的回波強度,同時回波數(shù)據(jù)與沉積
物物理力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系是復(fù)雜的、多變的,因此在確定海底底質(zhì)
類型時應(yīng)結(jié)合底質(zhì)取樣,海底底質(zhì)類型引自《海道測量規(guī)范》
(GB12327-1998)。
27
8.3.3根據(jù)資料解釋的結(jié)果,繪制掃海圖,考慮到交通部門水域
側(cè)掃聲吶測量的工作性質(zhì),底質(zhì)類型、海底障礙物的成圖符號采用《中
國海圖圖式》(GB12319-1998)。
2.2.9技術(shù)總結(jié)、檢查與驗收
“技術(shù)總結(jié)、檢查與驗收”一章規(guī)定了技術(shù)總結(jié)編寫、資料檢
查與驗收的內(nèi)容和要求。
9.1技術(shù)總結(jié)的編寫要求引自《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T
954-2014)12.1.1節(jié)“測量作業(yè)完成后,作業(yè)隊?wèi)?yīng)編寫技術(shù)總結(jié),編
寫、審核、審定人員應(yīng)簽字”,編寫提綱見附錄F。
9.2.1~9.2.5參考《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)
12.2節(jié)和《海事測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定方法及要求》(JT/T952-2014)4.1
節(jié)進(jìn)行綜合整理編寫。
《沿海港口航道測量技術(shù)要求》(JT/T954-2014)12.2節(jié)內(nèi)容如
下:
“12.2檢查與驗收
12.2.1測量成果質(zhì)量應(yīng)通過“二級檢查一級驗收”方式進(jìn)行控制。
二級檢查是指測量單位作業(yè)部門的過程檢查和測量單位質(zhì)量管理部
門的最終檢查,一級驗收是指項目管理單位驗收或委托具有資質(zhì)的質(zhì)
量檢驗機構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量驗收。
12.2.2過程檢查應(yīng)對測量成果進(jìn)行100%檢查。最終檢查應(yīng)對上
交的測量成果進(jìn)行檢查,涉及野外檢查項的可采用抽樣檢查。
12.2.3驗收一般采用抽樣檢查,必要時可對樣本以外的測量成果
28
檢查項進(jìn)行概查。
12.2.4各級檢查驗收工作應(yīng)獨立、按順序進(jìn)行,不得省略、代替
或顛倒順序。
12.2.5最終檢查應(yīng)審核過程檢查記錄,驗收應(yīng)審核最終檢查記
錄,對發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)進(jìn)行處置?!?/p>
《海事測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定方法及要求》(JT/T952-2014)4.1節(jié)內(nèi)
容為:
“4.1.3海事測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗包括二級檢查(過程檢查、最終
檢查)一級驗收。過程檢查由測繪單位作業(yè)部門的檢查人員承擔(dān)。最
終檢查由測繪單位的質(zhì)量管理部門檢查人員承擔(dān)。驗收工作由任務(wù)的
下達(dá)(委托)單位組織實施,或由該單位委托具有檢驗資格的檢驗機
構(gòu)驗收。
4.1.4各級檢查驗收方式應(yīng)符合下列要求:
a)過程檢查應(yīng)采用100%的測繪成果內(nèi)容檢查;
b)最終檢查一般采用100%的測繪成果內(nèi)容檢查,涉及野外檢
查項的可采用抽樣檢查,抽樣率一般不應(yīng)少于測繪成果項的20%,其
它檢查項應(yīng)對內(nèi)業(yè)100%的測繪成果內(nèi)容進(jìn)行檢查;
c)驗收一般采用抽樣檢驗方式,抽樣率一般不應(yīng)少于測繪成果
項的15%。
4.1.5各級檢查、驗收工作應(yīng)獨立、按順序進(jìn)行,不應(yīng)省略、代
替或顛倒順序。
4.1.6最終檢查應(yīng)審核過程檢查記錄,驗收應(yīng)對最終檢查記錄進(jìn)
29
行審定,審核中發(fā)現(xiàn)的問題作為資料質(zhì)量錯漏處理,并作為產(chǎn)品質(zhì)量
和質(zhì)量等級評定的依據(jù)?!?/p>
9.2.6測量成果產(chǎn)品質(zhì)量判定及質(zhì)量等級評定按照《海事測繪產(chǎn)
品質(zhì)量評定方法及要求》(JT/T952-2014)4.2節(jié)評定,質(zhì)量檢驗項目
及內(nèi)容、質(zhì)量缺陷分類及內(nèi)容按5.7節(jié)表13和表14進(jìn)行檢驗?!逗?/p>
事測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定方法及要求》(JT/T952-2014)質(zhì)量檢驗項目及
內(nèi)容原文為“
表13掃海測量成果質(zhì)量檢驗項目及內(nèi)容
項目子項目詳查內(nèi)容
1.技術(shù)設(shè)計格式、內(nèi)容與規(guī)范的符合程度;
測量任務(wù)書2.設(shè)計技術(shù)指標(biāo)、方案與規(guī)范或合同要求的符合程
與技術(shù)設(shè)計——度;
書3.引用的原始數(shù)據(jù)和資料;
4.文字、術(shù)語和計量單位。
1.儀器的選擇;
測量儀器檢2.強檢儀器的計量檢定;
——
驗、校準(zhǔn)3.現(xiàn)場儀器檢驗與校準(zhǔn)的項目、方法和結(jié)果;
4.儀器檢驗、校準(zhǔn)資料。
1.儀器設(shè)備調(diào)試;
2.測線布設(shè);
外業(yè)測量
3.定位;
4.掃測或重測。
側(cè)掃聲吶掃
1.外業(yè)記錄簿外觀、字跡質(zhì)量、計算結(jié)果;
測外業(yè)記錄
2.外業(yè)記錄簿記錄錯誤及處理。
1.聲吶圖像判讀;
數(shù)據(jù)處理2.可疑障礙物位置判讀、歸算;
3.聲吶圖像數(shù)據(jù)輸出。
測量過程記1.過程記錄填寫情況;
錄2.重要問題記載和質(zhì)檢結(jié)論。
1.技術(shù)報告內(nèi)容與規(guī)范的符合程度;
測量過程記
2.技術(shù)設(shè)計執(zhí)行情況;
錄與技術(shù)報
3.關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)或新技術(shù)應(yīng)用的描述;
告技術(shù)報告
4.出現(xiàn)的技術(shù)問題的處理;
5.質(zhì)量和精度指標(biāo)的檢查統(tǒng)計分析;
6.成果的評價和建議。
”。
《海事測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定方法及要求》(JT/T952-2014)質(zhì)量缺
陷分類及內(nèi)容原文為“
30
表14掃海測量成果質(zhì)量缺陷分類及內(nèi)容
檢查序缺陷
缺陷描述
內(nèi)容號類別
1無技術(shù)設(shè)計和技術(shù)報告。
2主要測量儀器技術(shù)指標(biāo)無法滿足項目的技術(shù)要求。
3偽造原始記錄或成果資料。
4測量時采用錯誤的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù),導(dǎo)致成果不符合項目與技術(shù)設(shè)
Ⅰ
5計要求。
6側(cè)掃聲吶聲圖數(shù)據(jù)不清晰,無法判讀。
7航道、錨地、港池等重要水域中的礙航物錯漏每一處。
其他導(dǎo)致產(chǎn)品嚴(yán)重缺陷的差、錯、漏。
1技術(shù)設(shè)計不能滿足項目要求或規(guī)范要求。
側(cè)
2技術(shù)報告不符合項目要求或規(guī)范要求。
3國家規(guī)定的強檢儀器未定期送檢,或未進(jìn)行現(xiàn)場檢驗和校準(zhǔn)。
掃
4測線布設(shè)間距或布設(shè)方向20%不符合規(guī)范或項目要求。
5定位中心與拖魚位置偏差過大,未作歸算而造成點位精度超限。
聲Ⅱ
6側(cè)掃聲吶掃測范圍未達(dá)到全覆蓋或相鄰重疊帶寬度不符合要求。
7特殊水深點或可疑信號未按要求進(jìn)行加密或加密測量不符合要求每一
吶
8處。
9掃測目標(biāo)未經(jīng)過另一種方式確認(rèn)即下明確結(jié)論
掃
其他導(dǎo)致產(chǎn)品重缺陷的差、錯、漏。
1強檢儀器已送檢,現(xiàn)場檢驗或校準(zhǔn)主要項目每缺一項或超限一項。
測
2一幅圖中每有10%的測線間距超限。
3一幅圖中每有20%的定位點間距不符合要求。
4測量船速超限每五條測線。
5圖名、圖號同時注錯或漏注。
Ⅲ
6測量過程記錄中障礙物等重要內(nèi)容錯漏每一處。
7技術(shù)報告內(nèi)容不完整、重要的技術(shù)問題表述不清楚、結(jié)論不明確。
8外業(yè)記錄每有三處無校核簽名。
9磁盤成圖數(shù)據(jù)與外業(yè)圖板不一致。
10其他導(dǎo)致產(chǎn)品一般缺陷的差、錯、漏。
1側(cè)掃聲吶掃測疑點未進(jìn)行現(xiàn)場記錄每一處。
側(cè)2
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