 |
Определение места на галсе с помощью радиодальномерных и фазовых систем
|
|
|
|
7.3.11. В условиях производства инженерно-гидрографических изысканий на крупных водоемах используются радиодальномерные и фазовые геодезические системы.
Из существующих в настоящее время радиодальномерных и фазовых систем могут использоваться "ГРАС", "Изыскатель-2", "Автокарта-2" и др.
Примечание - Гидрографическая радиодальномерная автоматизированная система ("ГРАС") представляет собой фазовый радиодальномер, предназначенный для высокоточного определения места на галсах, работающий в сантиметровом диапазоне радиоволны.
Место на галсе определяется в биполярной системе координат по двум измеренным одновременно расстояниям до береговых радиостанций.
Дальность действия "ГРАС" при наличии прямой геометрической видимости катерной и береговой радиостанциями составляет 60 км и более.
Средняя квадратическая погрешность измерения расстояний с учетом всех необходимых поправок составляет, примерно 
м.
Значительные габаритные размеры и вес береговых и катерной станций (около 500 кг) не позволили системе "ГРАС" найти широкое применение в инженерной гидрографии.
7.3.12. При использовании "Атлас Поларфикс" для измерения расстояния и азимута применяется лазерный принцип. Курсопрокладчик, регистратор координат и круговой кубический отражатель находятся на движущейся станции. Получение данных и контрольные операции могут выполняться непосредственно на станции слежения или с помощью специальной системы передаваться на любую удаленную станцию. Точность определения положения судна 0,2 м на 1 км.
Приборы для измерения глубин
Эхолоты
7.4.1. Для целей инженерно-гидрографических работ на реках, озерах, водохранилищах и в прибрежных зонах морей наибольшее применение нашли отечественные промерные эхолоты ПЭЛ-4М, ПЭЛ-5, ЭИР, а также зарубежные: Hydrostar 4300, Sonar Lite, Baty-500 MF, Navisound 100D, многолучевой эхолот SEA BEAM 1180 фирмы ELAC Nautik GmbH и др. Из малогабаритных эхолотов переносного типа применяются эхолоты "Кубань" и "Язь".
|
|
|
Основные технические характеристики этих эхолотов приведены в приложении Е.
Комплект промерного эхолота в переносном варианте состоит из центрального прибора и забортного устройства. Кроме того, в комплект эхолота входят соединительные кабели, крепежные детали и источники питания - аккумуляторные батареи.
Центральный прибор смонтирован в переносном корпусе и содержит: механизм самописца, блок питания, блок посылки и усилитель. Все средства управления эхолотом размещены на верхней крышке центрального прибора.
Забортное устройство содержит излучающий и приемный вибраторы, заключенные в одном общем корпусе - обтекателе. Устройство снабжено приспособлениями для крепления его к борту катера.
Полное техническое описание эхолотов прилагается к каждому прибору.
Полевые промерные работы, выполняемые эхолотами, состоят из подготовительных и собственно промерных работ.
7.4.2. В состав подготовительных работ входят: установка эхолота на катере и его тарирование.
Забортное устройство эхолота с помощью крепежных деталей устанавливается за бортом катера в средней его части на расстоянии не менее 10 см от обшивки. Рабочая часть вибраторов при этом должна быть параллельна поверхности воды и углублена, в зависимости от осадки катера, на 20 - 80 см. При этом необходимо предусмотреть, чтобы впереди забортного устройства не было выступающих частей корпуса катера, создающих завихрения.
Центральный прибор устанавливается на катере в удобном для обслуживания месте и мягкими тросами надежно крепится к жестким конструкциям катера. При этом прибор не должен быть удален от забортного устройства на расстояние, превышающее длину соединительных кабелей. Искусственное удлинение кабелей не допускается.
|
|
|
После установки забортного устройства и центрального прибора производят соединение этих узлов и подключение к источнику питания.
Тарирование должно выполняться в дни промера дважды - перед началом измерения глубин и после их окончания.
Категорически запрещается приступать к производству измерения глубин без выполнения тарирования эхолота. Перед тарированием производят регулировку числа оборотов электродвигателя эхолота, которые доводят до номинала с точностью 
.
В суммарную поправку, определяемую тарированием эхолота, входят поправки за:
отклонение фактической скорости звука в воде от номинальной, на которую рассчитан данный эхолот;
отклонение скорости вращения электродвигателя эхолота во время тарирования от расчетной скорости;
глубину погружения вибраторов;
базу между вибраторами эхолота.
Тарирование эхолота производится в дрейфе с помощью тарирующего устройства, состоящего из лебедки, мерного металлического линя и контрольного диска или доски (рис. 3).
Тарирование выполняется в характерных участках обследуемого за день района и при состоянии водоема, которое позволяет получить поправки эхолота для всех горизонтов с установленной точностью.
Мерные лини от поверхности отражателя тарирующего устройства (диска, доски) разбиваются марками на 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20 м и далее через 10 м (до максимально возможной глубины водоема, где производятся измерения глубин), по которым и определяются горизонты тарирования.
При выполнении тарирования отражатель опускается на мерных линях последовательно на различные глубины так, чтобы он располагался под вибраторами эхолота, а марка линя, соответствующая нужному горизонту тарирования, касалась поверхности воды. Контрольный диск или доска на каждом горизонте задерживается дважды (при опускании и подъеме) на время, необходимое для записи на эхограмме четкой линии длиной не менее 1 см. Результаты двойного сравнения измеренных глубин осредняются.
|
|
|
На эхограмме записываются дата, время, место тарирования, погода (ветер, волнение), качка. В начале и конце тарирования фиксируются и отмечаются напряжение питания эхолота и число оборотов электродвигателя (образец оформления эхограммы при тарировании приведен в приложении Е).
Суммарная поправка 
, получаемая по результатам тарирования, вычисляется по формуле:
,
где 
- горизонт тарирования (по маркам мерного линя);
- глубина, измеренная эхолотом.
Результаты тарирования эхолота обрабатываются и систематизируются в полевых условиях. Расхождение в величине суммарной поправки , определенной из двух последовательных тарирований, не должна# превышать двойной точности отсчитывания глубин соответствующего диапазона.
В случае невыполнения этого требования промер участка должен быть переделан, а тарирование в дальнейшем производится чаще.
В исключительных случаях, при промерах в масштабе 1:10000 и мельче, когда это вызвано объективными причинами, тарирование эхолота может выполняться по грунту путем сравнения глубин, измеренных эхолотом, с глубинами, измеренными наметками или ручным лотом.
Тарирование с помощью наметки (если глубины в районе работ не превышают 5 м) или ручного лота производится в дрейфе на участках с ровным дном, плотным грунтом и при отсутствии заметных течений. Каждый раз тарирование этим способом выполняется на нескольких участках с глубинами, отличающимися на 2 - 3 м, и должно охватывать весь диапазон глубин, измеряемых за день.
При тарировании эхолота по наметке или ручному лоту глубины измеряются многократно и при каждом измерении на эхограмме наносится оперативная отметка.
Полученные значения осредняются.
7.4.3. Режим работы эхолота при измерение# глубин выбирается таким расчетом, чтобы преимущественно использовался крупномасштабный диапазон записи глубин при промере.
При измерении глубин эхолот обслуживается оператором, в обязанности которого входит:
включение и выключение эхолота;
регулировка усиления;
регулировка лентопротяжного механизма и смена ленты (эхограммы);
|
|
|
определение числа оборотов электродвигателя и напряжения в сети;
выполнение необходимых оперативных отметок и записей на эхограмму;
наблюдение за фактической глубиной погружения вибраторов.
Оператор следит за тем, чтобы запись была четкой, одинаковой интенсивности и толщины, не имела пропусков. В необходимых случаях оператор производит регулировку усиления записи, при этом коэффициент усиления рекомендуется менять в небольших пределах. Оператор следит также за равномерным движением ленты (эхограммы) и, в случае обнаружения ее перекоса, выключает эхолот и производит необходимую регулировку.
В процессе производства промеров, не реже чем через каждые 2 часа, оператор определяет число оборотов электродвигателя и напряжение питающей сети.
Обороты электродвигателя определяются по вспышкам контрольной лампочки и секундомеру или по имеющемуся в эхолоте специальному индикатору. Если отношение фактического числа оборотов электродвигателя превышает номинальные или установленные более чем на 1%, производится регулировка скорости вращения электродвигателя с последующим тарированием эхолота. Напряжение сети электропитания не должно отклоняться от номинального более чем на 
в зависимости от типа эхолота.
Оперативными отметками фиксируется:
начало и конец промерного галса;
глубины, места которых определяются прямыми и обратными инструментальными засечками (расстояния между точками определений не должны превышать 4 см в масштабе плана);
моменты изменения режима (скорости) движения катера;
привязки к пунктам радиогеодезического обоснования (если промер выполняется с помощью радиодальномерных и фазовых систем);
траверзы знаков плавучей обстановки;
характерные глубины и предметы, представляющие собой навигационную опасность.
Фактическая глубина погружения вибратора на ходу катера определяется оператором по шкале, разбитой на штангах крепления забортного устройства, не реже чем каждые 2 часа.
На каждой эхограмме должны быть записаны следующие сведения:
в начале ленты
наименование и адрес организации, выполнявшей промер;
район промера;
номер эхограммы и дата производства промера;
марка и номер эхолота, глубина погружения вибраторов;
номера галсов промера;
должности и фамилии лиц, производивших промер;
должность, фамилия и подпись лица, принявшего и проверившего эхограмму;
на ленте в процессе промера
у каждой оперативной отметки - ее номер (время), а также краткие записи, поясняющие ее смысл (например, " 
начало галса N 26 - правый берег"; " 
- белый бакен"; " 
- радиовеха N 31" и т.д.);
|
|
|
фактические данные о числе оборотов электродвигателя, напряжении питания, изменения глубины погружения вибратора и время определения этих данных;
диапазон работы эхолота;
результаты тарирования эхолота.
Запись нулевой линии и линии дна на эхограмме должна быть четкой, одинаковой толщины и не иметь пропусков.
Причины некачественной записи выясняются на месте работ, а участки промера с плохой записью глубин переделываются. Помехи, похожие на запись малых глубин, перечеркиваются, поясняются текстом и заверяются подписью исполнителя.
Горизонтальный масштаб записи на эхограмме должен быть близким к масштабу создаваемого плана. Соблюдение одномасштабности записи на эхограмме и плана регулируется скоростью катера 
, в зависимости от скорости движения лентопротяжного механизма применяемого эхолота 
и знаменателя (М) масштаба оформления создаваемого плана, т.е. 
.
При выборе скорости движения промерного судна следует учитывать интервалы времени между смежными определениями местоположения, которые вычисляются по формуле:
,
где 0,04 - максимальное расстояние между оперативными засечками на плане в метрах;
- скорость катера, м/сек;
t - время, сек.
Примечание - В первой формуле величины 
и М - постоянные, а поэтому всякое увеличение скорости промерного судна приведет к "сжатию" профиля, которое в свою очередь затрудняет выборку и перенесение на план всех данных записи эхолота, а также уменьшает точность нанесения глубин на промерный план.
Наметка
7.4.4. Наметка представляет собой круглый деревянный шест длиной до 6 м и диаметром 5 - 6 см, размеченный на метровые и дециметровые деления. Изготавливается из легкого и прочного дерева (ели, бамбука, орешника). Тщательно выструганная, зашпаклеванная и загрунтованная наметка с помощью стальной рулетки размечается делениями. Дециметровые деления окрашиваются попеременно белым и черным цветом и отмечаются цифрами. Деления и цифры, обозначающие целые метры, подписывают красным цветом. На нижний конец наметки надевается легкий железный башмак, подошва которого совпадает с нулем наметки.
При производстве промеров на участках с илистым дном железный башмак закрепляется круглым поддоном диаметром 12 - 15 см с крупными отверстиями в нем.
В момент отсчитывания глубины наметка должна находиться в вертикальном положении.
Ручной лот
7.4.5. Ручной лот представляет собой свинцовый или чугунный конусообразный или пирамидальный груз весом до 4 кг, длиной 25 - 30 см. При сильных течениях употребляются лоты весом 10 кг и более. В вершине груза расположено металлическое ушко, служащее для крепления лотлиня, а в основании груза - углубление для взятия образцов грунта.
Лотлинь изготавливается из плетеного пенькового или капронового линя диаметром 6 - 8 мм. Для повышения точности измерения глубин применяют лотлинь из стального тросика диаметром 2 - 4 мм, который разбивают марками из латунной или другой цветной проволоки, с их последующей опайкой оловом.
Начало счета при разбивке лотлиня устанавливается от нижней поверхности лота. Лотлинь разбивают от 0 до 10 м через 0,1 м, а от 10 м и более - через 0,2 м.
Пеньковый линь перед разбивкой должен быть хорошо вымочен и вытянут, а капроновый и стальной - только вытянуты.
При использовании на промере ручного лота глубины отсчитываются по ближайшей, погруженной в воду марке в момент, когда лотлинь обтянут и принимает вертикальное положение, а груз лота касается грунта.
Компарирование плетеного лотлиня производится ежедневно перед началом и после окончания промера, причем до первоначального компарирования пеньковый линь вымачивается и вытягивается, а капроновый - только вытягивается.
Проверка стального лотлиня производится три раза за полевой сезон (в начале, середине и в конце). Поправки лотлиня записываются в журнал промера с точностью до 1 см: со знаком минус - если лотлинь короче компаратора, со знаком плюс - длиннее. Марки, сместившиеся более чем на 5 см, переставляются.
Механический лог
7.4.6. В качестве механического лота для измерения глубин используются гидрометрические лебедки типа "Нева", "Луга", ПИ-23, ПИ-24 и другие.
Основное преимущество в их применении (перед другими приборами точечного измерения) заключается в частичной механизации процесса измерения и отсчета глубин.
Перечисленные выше типы лебедок отличаются друг от друга лишь некоторыми конструктивными особенностями и габаритами.
Принципиальное их устройство и правила эксплуатации являются однотипными.
Ниже приводится техническая характеристика лебедки ПИ-23:
| предельная масса груза, который можно подвесить к прибору, кг | 50; |
| усилие на рукоятке лебедки при предельной массе груза, кг | 13; |
| разрывное усилие стального троса d = 2,8 мм с сердечником, кг | 150; |
| длина троса d = 3,0 мм навитого в один слой на барабан лебедки, м | 24; |
| точность показаний счетчика, см | 1; |
| масса лебедки с тросом с комплектом принадлежностей (без гидрометрического груза), кг | 32. |
Лебедки состоят из следующих основных частей: станины, вьюшки, счетчика со сбросом на "0" и стрелы с блоком (гидрометрический груз в комплект лебедки не входит и подбирается в соответствии с рекомендациями, приведенными в п. 7.4.5).
Станина представляет собой прямоугольную платформу, к которой прикреплена рама с платой, служащая для установки корпуса вьюшки.
Вьюшка состоит из корпуса, барабана с тросом, рукоятки и ручного тормоза.
Счетчик со сбросом на нуль предназначен для определения вытравленного троса и состоит из счетного механизма и механизма для сброса показаний на нуль.
Стрела с блоком служит для выноса троса за край платформы (и за борт промерного катера). Гидрометрический груз крепится к тросу с помощью специального приспособления (замка).
Процесс измерения глубины на точке состоит из следующих операций:
груз, подвешенный к тросу, вращением барабана (и ручного тормоза) устанавливается вровень с поверхностью воды (касание с водой), а отсчет на счетчике при помощи механизма для сброса устанавливается на 0,00 м;
вращением барабана вытравливают трос с грузом до соприкосновения его с грунтом (груз ложится на дно), при необходимости устраняют слабину троса не отрывая при этом груз от дна и снимают отсчет (измеренную глубину) по счетчику;
вращением барабана поднимают груз на поверхность воды, отсчет по счетчику снова должен равняться нулю.
|
|
|
