中海达测深仪使用说明书.docx
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中海达测深仪使用说明书
Lastrevisionon21December2020
中海达测深仪使用说明书
测深仪使用说明书
手册修订情况
修订日期
修订次数
说明
2012年1月
1
测深仪使用说明书版本
前言
说明书用途
欢迎使用中海达测深仪使用说明书，本说明书介绍了如何设置和使用测深仪。
说明书简介
本说明书是以Hi-RTK版本为例，指导您如何安装、设置和使用Hi-RTK软件进行工作。
经验要求
为了您能更好的使用Hi-RTK软件，中海达建议您具备一定的测量知识，并仔细阅读本说明书。
如果您有任何疑问，请查阅中海达的官方网站：
。
安全技术提示
注意：
注意提示的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。
警告：
警告提示的内容一般为非常重要的提示，如果没有按照警告内容操作，将会造成仪器的损害，数据的丢失，以及系统的崩溃，甚至会危及到人身安全。
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。
广州市中海达测绘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的要求而误操作本产品所造成的损失承担责任。
广州市中海达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，使用说明书中的图片仅供参考，若有与产品实物不符之处，请以产品实物为准。
技术与服务
中海达网站开启了“技术与服务”版块，如果您有问题可以通过“服务指南”电话联系大区技术中心、总部事业部或通过“专家坐堂”、“技术论坛”进行留言，我们会及时的解答您的问题。
相关信息
您可以通过以下途径找到该说明书：
1、购买中海达产品后会附带一个光盘，打开光盘可以在说明书文件夹里找到此说明书。
2、登陆中海达官方网站，在“下载专区”→“产品说明书”→“测绘产品”里即可找到。
您的建议
如果您对本说明书有什么建议和意见，请登陆中海达官方网站，在“技术服务”→“建议与投诉”版块留言，您的反馈信息对我们说明书的质量将会有很大的提高。
CHAPTER
1
回声测深仪概述
本章节介绍：
■回声测深原理
■水底信号识别技术
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、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-seasound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，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２月中海达推出了第二代HD-2（X）T升级系列测深仪，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-2X系列的成功基础上，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默认配置200KHz/20Khz频率的换能器，适合大多数海测工程的测量需求，并且客户可以根据水环境定制不同频率的换能器。
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。
回声测深原理
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，测得声波信号往返行程所经历的时间为t，则：
Z=Vt／２
图1-1
Z就是从探头到水底的深度，再加上探头吃水就是水深了。
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。
水底门跟踪技术（也叫时间门跟踪技术）
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
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。
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，稳定跟踪有好处。
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，以接收回波。
自动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，可以使用自动增益或手动增益。
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。
图1-3
CHAPTER
2
HD-360便携式测深仪
本章节介绍：
■性能指标及特点
■配置
■面板操作
■Hi-RTK海测版同HD360便携作业
性能指标及特点
图2-1
性能指标
◇工作频率：
200KHz
◇最大发射功率：
250W
◇测深范围：
0.3m～120m
◇测深精度：
±1cm+％h
◇吃水调整范围：
~19.99m
◇声速调整范围：
1370～1700m/s，分辨率1m/s
◇环境工作温度：
-20℃～55℃
◇外形规格：
217mmX123mmX60mm
◇重量：
0.897kg
◇显示：
8x4LCD带背光的液晶显示
◇面板操作：
5按键，菜单操作，自动背光显示
◇串口数据输出：
默认19200，可以设置为4800960057600
◇供电电源：
锂电池（2600mah）或交流220V,功耗4w,同时也可以用12V的蓄电池供电，电量显示,欠压（12v）自动关机.充电5小时，工作可以长达10小时30分钟
特点
◇微处理器全数字化处理，数字化采样速率达20次/秒
◇自动增益控制
◇自动功率控制
◇功率可调，方便节能
◇水底门跟踪和脉宽选择技术的完美结合
◇内置电池，携带方便
◇蓝牙内置，无线传输
◇充电供电切换，工作持久
◇轻巧、稳定、可靠
配置
表2-1配置
名称
型号
数量
说明
主机
HD-360
1
HD-360换能器
DS-360
1
发射超声波探头
通讯电缆
UC-1
1
连接测深仪和电脑进行数据采集
锂电电池（2600mAH
）
575184（四串）/HD-360
供电电池
HD-360电源适配器
HD-007
1
电池智能充电器
铝合金箱
LH-99
1
携带箱
面板操作
面板介绍
图2-2
主信息界面
按一下电源键电源就自动打开，经开启画面后进入主信息画面，如下图，按住并保持2秒钟，会进入关机界面，电源自动关闭。
特别说明：
在开机的状态下背光会自动开启（方便用户在夜间操作），5秒钟以后液晶背光会自动关闭。
图2-3
快捷键修改增益、功率
长按“-”号键进入增益设置，短按“-”号键数值减一，短按“+”号键数值加一，设置完毕按返回键返回测深界面；
长按“+”号键进入功率设置，短按“-”号键数值减一,短按“+”号键数值加一，设置完毕按返回键返回测深界面；
参数设置过程中，测深同时也在工作，所以在设置参数的过程中可以观看测深的结果,更加有利于把参数设置到测深的最佳数值。
图2-4
修改参数
按一下“确认”键将进入参数设置界面。
按“+”号键右移，“-”号键左移。
图2-5
下面以修改吃水为例，说明操作流程：
按“+”或“-”键，移到吃水处，按下“确认”键，再按“+”或“-”键对数值进行设置，设置完毕按下”确认“键。
按返回键将进入测深界面。
图2-6
注意点：
◇在“OFF”图标上按确认键，进行自动增益和自动功率的设置。
◇测深界面的右下脚显示蓝牙标志，表示蓝牙已开启。
◇进入通讯-》串口-》可以对波特率进行设置。
◇在参数设置界面如果用户没有任何操作，经过20秒界面将自动返回测深主界面。
HD-360便携式测深仪的界面软件说明
随机光盘中有HD-360便携式软件，运行安装软件到你的PC机（windows9x、2000、XP、NT操作系统）。
该软件可以监控测深仪的水深、各项参数，也可以修改设置各项参数，同时可以保存测深数据。
运行HD-360便携式测深仪软件，在没有开启串口的情况下，界面如下：
图2-7
◇在选好端口号，其他默认的情况下，串口会自动打开，显示水深数据。
◇若勾选自动清除，则接收到1000个字节会自动清除。
在参数设置窗口界面下，可以对测深参数进行设置。
同时每设置一个参数，串口都会返回设置的相应值进行响应。
◇点击“参数显示”将会显示设置的参数。
◇点击“参数存储”将软件设置的参数存储在仪器的EEPROM中，掉电保存。
◇点击“恢复出厂默认值”所有参数会自动设置为出厂设置。
◇点击“更新全部参数”将会把界面设置的参数代替仪器通过按键设置的参数。
◇点击“保存水深数据”将会保存水深数据。
◇在关闭串口的情况下，可以点击“打开文件”阅读保存的文件。
手动指令说明：
◇指令“HDC=0003”可以对吃水的设置。
表示00.03m的吃水,如果设为：
“HDC=0030”表示吃水为：
00.30m。
◇指令“HDG=0”则设功率为“自动”状态。
输入指令为“HDG=3”则设功率为3。
◇指令“HDZ=0”则设增益为“自动”状态。
输入指令为“HDZ=3”则设增益为3。
◇指令“HDM=1”则设脉宽为“1”状态。
输入指令为“HDM=3”则设脉宽为3。
◇指令“HDL=0”则设蓝牙为“关闭”状态。
输入指令为“HDL=1”则设蓝牙为“开启”状态。
◇指令“HDB=0”则设背光为“关闭”状态。
输入指令为“HDB=1”则设背光为“开启”状态。
◇指令“HDK=10”则设门槛为“10”状态。
输入指令为“HDK=30”则设门槛为30。
◇指令“HDS=1480”则设声速为“1480m/s”状态。
输入指令为“HDS=1500”则设门槛为1500m/s。
注意：
以上指令对各个参数的设置是固定的但是数值是可以根据情况变化的。
Hi-RTK海测版同HD360便携作业
Hi-RTK海测版是一款基于海洋施工测量时使用手簿软件，用户可用手簿代替电脑进行工作，从而使用户使用起来更加的方便。
一般的，在硬件设备中HD360具有蓝牙功能，可以通过蓝牙直接连接到Hi-RTK手簿上进行水深测量。
最简便的是采用安装有海测版软件的Q5掌上手簿，通过蓝牙连接上HD360测深仪，就可以实现测深定位的功能，在野外这样的使用尤其简便，定位精度在亚米级。
如果定位精度要求很高，比如小于1到2厘米的，定位时另外使用V8或同类型精度的RTK来作业，就可以满足要求，达到相对简便的目的。
用户在进行水深测量时，按照以下步骤来进行设置：
◇新建项目，定义坐标系统等参数。
◇定义计划线,如果已有海测软件项目（*.Nav）,则可以直接调入。
◇连接GPS。
◇进行测深仪设置。
◇进行海洋测量。
简单介绍如下：
读取海测项目
海测项目是中海达海洋测量软件所生产的项目文件格式，项目文件包括项目名，坐标系，投影等参数，用户可更具需要读取已有的海测项目。
图2-8
定义计划线
用于定义测量时船行驶的计划线，将范围线的拐点坐标依次输入，点击添加
，然后选择平行某条边，输入间隔，生成等距离的计划线，生成完成后软件提示“计划线生成成功”。
图2-9
连接GPS
选择连接GPS方式，GPS类型，并进行连接。
图2-10
◇内部GPS：
手簿自带的GPS模块
◇外部蓝牙连接GPS：
用蓝牙连接GPS
◇外部串口连接GPS：
用串口线连接GPS
◇主板：
选择连接的GPS类型或GPS主板的类型
测深仪设置
连接测深仪有两种方式，直接通过蓝牙连接，或通过有线连接。
配置连接的测深仪的输出格式等信息，常用的测深仪格式显示在列表中，用户可根据需要进行添加；编辑；删除；测试等操作，通常用户选中一种测深仪格式后可进行测试，查看输出水深数据是否正确。
图2-11
添加：
添加一种新的测深仪格式。
编辑：
如果测深仪的输出格式不对，可编辑原有测深仪格式，不同的测深仪对应着不同的数据格式，用户可在测深仪说明书中进行查找，包括：
基本的水深字符串信息，双频数据，打标命令等信息。
删除：
在列表中选中，删除已有的测深仪的格式。
测试：
可测试某种测深仪的输出数据，查看水深是否正确，可根据情况调节串口输出的波特率，一般为9600。
图2-12
海洋测量
海洋测量功能主要用于用户进行实时导航,可实时显示船的当前坐标以及水深等信息,并能够实施进行控制,记录当前的坐标和水深信息,保存成定位文（*.dat）件和水深文件（*.ss）格式,类似于海洋测量界面的功能,采集的数据可用海洋成图软进行后处理成图。
图2-13
：
全图显示
：
船型居中
：
选中参考线路，此时可以在图形上选取要放的计划线即可，界面会自动调整方向
：
选中目标点，进行导航
：
打标，在自动记录时，可以进行打标操作
：
切换到大图，坐标，水深显示。
：
在按下自动采集，选择记录模式，可选择按时间，平距，斜距，手动记录方式，输入测线名后，则软件开始按测线进行记录，Hi-RTK海测版同时记录*.SS文件和*.Dat文件，文件格式和海洋测量软件一致。
可导出通过海洋成图软件成图。
CHAPTER
3
HD-310/HD-370/HD-380测深仪
本章节介绍：
■性能指标及特点
■配置
■安装连接图
■测深主界面
■参数及环境设置
■开始测深（或记录）
■回放、查找和打印
■水深输出格式
■定标控制
■使用机内海洋测量软件
性能指标及特点
图3-1
图3-2
图3-3
HD310/370/380测深仪性能指标
◇工作频率：
高频100-750KHz（可调），低频3-50KHz（可调）
◇最大发射功率：
高频500W，低频600W
◇测深范围：
高频0.3m～600m，低频0.5m～2000m
◇测深精度：
±10mm+％h，分辨率：
1cm
◇吃水调整范围：
0.0m～15m
◇声速调整范围：
1370～1700m/s，分辨率1m/s
◇高速A/D转换，采样速率153600次/秒，瀑布式显示
◇工业嵌入高速低功耗CPU主频
◇工业嵌入式DDR2内存：
1000M
◇水深最大采样速率每秒钟30次
◇内置一个4G海量CF卡存储器（可定制）
◇串口数据输出仿真多种格式，波特率可调
◇高亮度12寸液晶显示屏，分辨率1024×768,600cd/m2（坎德拉每平方米）
◇外接端口：
两个RS-232串口、三个USB口，一个DC/AC电源接口、换能器接口
◇供电电源：
直流12V或交流220V，功耗20W
◇环境：
工作温度-30℃～60℃，防水、防震
◇外形规格：
440mm长×341mm宽×164mm高
◇重量：
9kg
配置
表3-1配置
名称
型号
数量
说明
主机
HD-370/380
1
高频换能器（HD-370）
DS-27A
1
200KHz
双频换能器（HD-380）
DS-28A
1
200KHz,20KHz
换能器安装杆
TD-27T
1
两段分节
直流电源线
PW-3A
1
直流电源线
交流适配器
CL-3A
1
交流适配器
外接鼠标
USB接口鼠标
1
数据电缆
分接线
1
串口、USB
还原U盘
SYS-370
1
系统备份还原
包装箱
定制
1
主机携带箱
安装连接图
图3-4
下图为测深仪连接端口：
图3-5
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，如图为单频测深时的界面和双频测深时的界面：
信息显示区
操作按钮区
图3-6
图3-7
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。
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0～10米
2档0～20米
3档0～40米
4档0～80米
5档0～160米
6档0～320米
7档0～640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。
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，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。
图3-8
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”。
操作按钮区
所有操作功能的按钮及进展条。
图3-9
【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，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
参数及环境设置
按【设置】按钮出现修改参数设置对话框，各项参数的说明请详见第一章有关说明。
◇吃水：
0～15米。
◇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、盐度计算声速，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3-10
◇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。
◇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%。
◇发射功率：
1~15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3-11
◇信号门槛：
抑制小幅度干扰信号的门槛值，分为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。
◇增益控制：
可调节滑动棒来调节增益，也可在主界面中调节。
◇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20Log。
如果你不知道如何去设置这些参数，你可以按“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3-12
按“环境”按钮出现如图所示对话框：
图3-13
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200KHz。
定标方式
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，
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