DP-ProOceanV3.0用戶手冊.docx

泛際海洋大師軟件V3.0用戶手冊上海泛際科學儀器有限公司2014.06泛際海洋大師軟件V3.0用戶手冊38目錄目錄1第一章 引言3第二章 自容配置52.1 啟動自容52.2 新建工程52.2.1 連接儀器62.2.2 設置配置參數72.2.3 設置起始測量時間102.2.4 開始測量102.2.5 結束測量112.2.6 數據下載112.3 回放工程122.3.1 主界面框架122.3.2 工具欄132.3.3 繪圖區(qū)14第三章 數據采集163.1 啟動采集163.1.1 通訊163.1.2 配置163.2 采集數據26第四章 回放數據284.1 概述284.2 回放數據284.3 主界面框架294.3.1 工具欄圖標304.3.2 選擇數據文件頁304.3.3 主窗口頁304.3.4 流速信息324.3.5 測流參數副圖334.3.6 副窗口344.3.7 姿態(tài)顯示344.3.8 深度流速線354.3.9 時間流速線354.3.10 倒計時鐘35第五章 數據格式與存儲37第一章 引言概述泛際海洋大師軟件是上海泛際科學儀器有限公司開發(fā)的一款實時流速數據采集軟件，該軟件采用美國亞奇公司的ADCP來獲取精確的流速數據。泛際海洋大師軟件易于操作，用戶僅需操作幾個按鈕和快捷鍵就可完成整個的流速采集過程。該軟件提供了快捷操作手冊以供參考?！癛TI ADCP/DVL User Guide”提供了詳細的參考說明。泛際海洋大師軟件支持中、英文兩種語言，詳見第二頁“語言設置”（“語言”，第2頁）。硬件要求泛際海洋大師軟件需要電腦支持以下規(guī)格：1. Windows XP 或 Windows 7 支持.Net Framework 4.02. 1.6GHz或以上處理器3. 1GB內存4. 1GB硬盤5. 1024 768或更高分辨率6. 1個串口（2個或多個高速UART串口）注意：泛際海洋大師軟件基于C#語言開發(fā)。請先確保電腦已經安裝微軟.Net Framework 4.0（或更高版本），下載地址：/en-us/download/details.aspx?id=17851 (英文)/zh-cn/download/details.aspx?id=17718 (中文)聯系我們如有疑問，請與上海泛際客服部聯系。我們?yōu)槟峁?4小時7天全方位技術支持。上海泛際科學儀器有限公司上海市漕河涇開發(fā)區(qū)松江高科園莘磚公路518弄11號樓701室，郵編：201612電話：+86 21 34060911傳真：+86 21 57736883郵箱：I網址：啟動泛際海洋大師軟件雙擊圖標，啟動軟件。啟動界面如圖1所示。按鈕分別為：自容、采集、回放、語言和幫助。圖1. 啟動界面l 自容 配置自容型ADCP。l 采集 開始斷面測量。l 回放 回放采集的斷面測量數據。l 語言 選擇語言，分為：中文、英文。l 幫助 查看幫助文檔。第二章 自容配置泛際海洋大師軟件包括三種模式：自容、采集和回放模式。自容模式主要用于配置自容型ADCP，并將其采集的數據進行下載、回放等。2.1 啟動自容點擊“自容”按鈕，開始自容儀器的配置。圖2. 自容軟件啟動界面2.2 新建工程點擊 “文件”-“新建工程”，彈出新建工程對話框，分別輸入工程名和路徑，點擊“確定”新建工程文件（*.prj）。圖3. 新建工程圖4. 新建工程對話框2.2.1 連接儀器新建工程后，點擊“通訊”- “連接”，彈出“通訊”對話框，分別選擇串口號和波特率（默認波特率：115200），點擊“確定”連接儀器。圖5. 通訊菜單圖6. 通訊對話框注意：儀器連接成功后，所有控制儀器的按鈕將可用，并分別在主界面和狀態(tài)欄中顯示連接的串口號和波特率。如果儀器未能連接成功，則所有控制儀器的按鈕不可用。故障解決：當儀器不能正常連接時，請確保儀器電源接通正常。如果未接通，將無法檢測到儀器。儀器默認波特率為115200，如果串口選擇正確，請嘗試其他波特率。2.2.2 設置配置參數儀器連接成功后，開始進行參數的配置。點擊“配置”-“設置配置”，進行參數的配置。圖7. 參數配置菜單彈出“設置配置”對話框，用戶根據實際應用進行參數的設置。點擊“估算”按鈕，計算出當前設置的參數所估算的底跟蹤深度、電池包個數等信息。用戶還可以點擊“輸出至”按鈕將當前配置進行保存，或者點擊“載入”按鈕，從外部導入已有的配置。然后點擊“應用”按鈕將該配置發(fā)送到儀器，最后點擊“確定”按鈕結束該配置過程。設置配置預估結果圖8. 設置配置對話框設置配置可以讓用戶了解到當前參數設置下ADCP的相關性能，同時可以估算儀器布放的電量消耗。設置參數：系統頻率（KHz） 儀器的頻率。該參數可按照實際的儀器頻率進行選擇。預計工作時長（天） 儀器預計布放測量天數。數據組間隔（s） 設置系統輸出平均剖面/底跟蹤數據的間隔。水剖面（開/關） 使用流速剖面。啟用或禁用流速剖面的“呯”。l 開：啟用水剖面模式。l 關：禁用水剖面模式。當僅需要底跟蹤的應用時，關閉水剖面模式將加快底跟蹤的發(fā)射呯的頻率。底跟蹤（開/關） 底跟蹤呯的開關。l 開：每次呯集合發(fā)射1次底跟蹤呯?；蛘?，每次呯集合開始前發(fā)射1個底跟蹤呯，然后每10個水剖面呯后再發(fā)射1個，如果水剖面呯數量小于10時，底跟蹤將僅發(fā)射1個且在每次呯集合發(fā)射前。l 關：該模式下，水剖面的發(fā)射呯的頻率可更高，同時在自容式ADCP應用時可節(jié)省電源。底跟蹤呯間隔（s） 底跟蹤呯的時間間隔，設置最后的呯（無論哪種類型）與下1個呯的時間間隔。水剖面呯間隔（s） 水剖面呯的時間間隔。設置最后的呯（無論哪種類型）與下1個呯的時間間隔。水剖面單元數 設置系統處理和輸出的單元層數量。水剖面單元尺寸 定義了ADCP采集的單元層尺寸。需要注意的是默認參數根據系統類型進行配置。水剖面盲區(qū) 定義了到第一層的垂直距離。需要注意的是默認參數根據系統類型進行配置。水剖面Lag Length 定義寬帶脈沖間的距離。l 當Lag Length增大時，流速測量精度將會提高，而可測的最大流速會降低。l 當Lag Length減小時，流速測量精度將會降低，同時可測的最大流速會增加。水剖面模式 水剖面的工作模式。l 寬帶：量程比窄帶少15%，但測流精度提高很多（取決于延時參數。l 窄帶：大量程，但數據噪點大。建議設置單元層大小大于默認的大小。l 非編碼脈沖：比編碼脈沖的精度略高，沒有自相關的旁峰影響。該模式更適合小單元層時的應用。l 編碼脈沖：超高精度測量模式，適用小單元層的應用。水剖面呯數 該值設置為呯集合期間的發(fā)射呯的數量，最后被平均處理后再輸出。電池類型 ADCP所用電池的類型。l 19*2C堿性電池l 14D堿性電池l 21D cell堿性電池l 7DD cell 鋰電池電池耗損 該值一般為0.85。聲速 聲音在水中的傳播速度，該值的正確估算將對流速的計算產生影響。波束角 RTI ADCP的波束角一般為20。系統電源 該值一般為5.13。預估結果：底跟蹤預測范圍 由儀器頻率決定。水剖面預測范圍 由儀器頻率決定。水剖面最大流速 由波束角和聲速決定。水剖面測量標準差 由測量模式、波束角、聲速等決定。第一個單元層距離水面距離 由儀器盲區(qū)，脈沖間隔（Lag，用戶可以設置）等參數決定。所需電池包個數 用該儀器在當前參數設置及布放周期下的功耗除以440 （RTI的標準單組電池容量），就可以等到需要的電池組數。數據組大小 由設置的參數及預計工作時長可以計算得到數據文件的容量（MB）。RTI提供的設備標配8GB的內部存儲卡。2.2.3 設置起始測量時間配置設置完成后，用戶可對開始測量時間進行設置。點擊“配置”-“設置首呯時間”，彈出設置起始測量時間對話框，用戶根據實際需要設置起始測量時間，點擊“設置”按鈕，完成設置。圖9. 設置首呯時間圖10. 設置首呯時間對話框2.2.4 開始測量點擊“開始測量”按鈕，啟動測量。圖11. 開始測量2.2.5 結束測量點擊“結束測量”按鈕，完成測量。圖12. 結束測量2.2.6 數據下載數據采集完成后，將數據從SD卡中下載到計算機中，以備后續(xù)使用。點擊“數據”-“下載數據”，彈出數據下載對話框。圖13. 數據下載菜單選擇保存路徑，并選擇需要下載的數據，點擊“下載”按鈕開始數據下載。SD卡存儲內容圖14. 數據下載對話框2.3 回放工程點擊“文件”-“打開工程”，選擇回放工程數據（*.ENS），進行回放。圖15. 打開工程菜單圖16. 選擇回放文件2.3.1 主界面框架主界面框架分為菜單欄、工具欄和繪圖區(qū)。繪圖區(qū)工具欄菜單欄圖17. 主界面框架2.3.2 工具欄 新建工程 新建工程目錄，并將所有配置信息保存在工程路徑中打開工程 打開回放數據連接 建立儀器與軟件的通訊連接斷開 斷開儀器與軟件的連接開始 開始ADCP數據采集。停止 停止數據采集休眠 設置ADCP進入休眠模式。當設置儀器的開始工作時間是在將來的某個時間，在配置完ADCP后，在開始工作前，儀器應該進入休眠狀態(tài)以節(jié)約電量。Break 向ADCP發(fā)送中斷信號，儀器收到該信號后將返回固件版本及序列號等相關信息。用于檢測儀器與電腦通信是否正常。同時也可以用于喚醒休眠狀態(tài)下的ADCP。發(fā)送命令 向儀器發(fā)送命令設置配置 自容儀器參數配置設置系統時間 設置ADCP儀器時間設置首呯時間 用于設置ADCP發(fā)射并采集數據的開始時間。如果用戶輸入全零或輸入當前時間，儀器將在點擊“Start”按鈕后立刻開始工作。如果用戶輸入了將來的某個時刻，儀器在點擊“Start”按鈕后，將一直等到該時刻才開始發(fā)射并采集數據。更新固件 上傳文件至儀器中的SD卡，也可用于固件版本的更新。系統測試 測試系統是否正常工作羅盤校準 校準羅盤，由于內置磁羅盤受到外界磁場的干擾，因此在儀器工作前，需要將其進行校準。壓力傳感器歸零 該按鈕用于在投放儀器測量前，將儀器內部壓力傳感器歸零，用于消除壓力傳感器漂移。傳感器歸零應在空氣中進行而不是在儀器投放水中后進行。下載 從儀器中的SD卡中下載數據格式化SD卡 清除ADCP 內部SD存儲卡內的數據文件輸出PD0格式 二進制格式的輸出數據。該格式包含信息頭、固定前導、可變前導、底跟蹤及水剖面數據等數據段。固定前導和可變前導包含了時間、DVL配置、航向、橫搖、縱搖、溫度、壓力以及自檢信息等。用戶可以選擇所需輸出的數據段。在使用RTI的儀器時，用戶可以選擇輸出不同坐標系下的速度數據。輸出ASCII格式 儀器輸出ASCII格式數據關于 軟件版本等信息幫助 幫助文檔重要提示：如果設置了儀器首呯時間，那么儀器將在內部時鐘運行到設置時間時才開始發(fā)射。2.3.3 繪圖區(qū)繪圖區(qū)分為5個子區(qū)域：流速、流向、相關性、回波強度以及儀器姿態(tài)。流速區(qū)顯示了采集時間范圍內的絕對流速的色度圖；流向區(qū)顯示的是采集時間范圍內的流向的色度圖；回波強度區(qū)顯示了采集時間范圍內的單個波束的回波強度值；相關性區(qū)顯示了采集時間范圍內的單個波束的相關性數值；相關性和回波強度可對顯示的波束進行選擇，默認顯示的是波束1的相關性和回波強度。姿態(tài)區(qū)是采集范圍內艏向（Heading）、縱傾（Pitch）、橫搖（Roll）的時間序列顯示。流速姿態(tài)（HPR）相關性流向回波強度圖18. 繪圖區(qū)第三章 數據采集3.1 啟動采集點擊“測量”按鈕，開始新的測量任務。3.1.1 通訊該軟件可與前一次成功連接的串口號進行自動連接。如果未能連接成功，將會彈出設置串口對話框，用戶可重新選擇正確的串口號和波特率連接至ADCP，默認波特率為115200。圖19. 設置串口注意：1. 確保儀器電源接通正常。如果未接通，將無法檢測到儀器。2. 選擇正確的串口號和波特率。3.1.2 配置當儀器連接成功后，將跳轉到智能配置頁。用戶可在此頁對ADCP進行配置，并逐步設置測量參數。圖20. 智能配置頁步驟1： 單位設置點擊“設置單位”按鈕，將彈出單位設置對話框。用戶可選擇公制或英制類型。圖21. 單位設置步驟2： 站點信息點擊“更改站點信息”按鈕，錄入測站信息。用戶可在站點信息對話框中錄入詳細的信息，同時該信息也可在回放模式下進行修改。圖22. 測站信息步驟3： 系統配置系統配置包括GPS通訊和時間設置。圖23. GPS通訊圖24. 時間設置“GPS通訊”對話框允許用戶設置外接的GPS設備。用戶也可通過RS232串口將GPS數據直接接入到ADCP儀器中。詳情請參考“RTI ADCP/DVL User Guide.pdf”。“時間設置”對話框允許用戶更改儀器時間。選擇“PC時間”或“儀器時間”，選擇“儀器時間”時，可點擊“修改”按鈕讀出儀器時間，然后再對該時間進行修改。步驟4： 系統設置點擊“更改系統設置”，彈出系統設置對話框。 圖25. 系統設置船速參考l 底跟蹤：ADCP使用底跟蹤來測量相對于河底的船速。然后將測量的水流速減去該船速即可獲取水剖面的絕對流速。在沒有GPS的情況下，這是唯一可用的跟蹤參考也是標準配置。l GPS：選擇GPS測量船速。當在高泥沙或“動底”環(huán)境時，底跟蹤船速將不準確，可采用GPS代替底跟蹤測量船速。l 無參考： 船速為零。 艏向參考l 內置羅盤：使用ADCP羅盤（標準配置）。l 外接羅盤：使用外接羅盤，如GPS羅經。換能器深度換能器深度是指從水面到ADCP換能器表面的深度。 測量模式用戶可選擇用戶模式或專家模式。默認模式為用戶模式。 l 用戶模式：用戶選擇測量的最大水深，軟件將根據最大水深及儀器型號自動設置ADCP測量參數。l 專家模式：用戶手動設置ADCP測量參數。專家模式設置包括：模式、水剖面、呯集合、底跟蹤、環(huán)境參數等。以下將詳細介紹配置參數。模式圖26. 模式l ADCP默認模式。當啟動儀器后，將輸出二進制或文本格式數據。該模式支持底跟蹤和多層水剖面測量。 水剖面設置所有水剖面參數。圖27. 水剖面呯開關l 開啟用水剖面模式（河流流量測量默認設置）。l 關禁用水剖面模式。模式 設置水剖面發(fā)射脈沖類型。l 編碼寬帶(默認設置)。l 非編碼窄帶。l 非編碼脈沖對 Un-coded pulse to pulse（不能解決模糊速度）。該模式更適合小單元層、低流速的應用。l 寬帶脈沖對Broadband pulse to pulse (不能解決模糊速度)。超高精度測量模式，適用小單元層的應用。精度比un-coded pulse to pulse模式略高。l 非編碼寬帶脈沖對超高精度測量模式，適用于小單元層的應用。l Broadband with ambiguity resolver pings結合CWPBP命令使用。 l Broadband pulse to pulse with pulse to pulse ambiguity resolver ping結合CWPAP命令使用。 l Lag Length in Vertical窄帶模式下該參數不可用。寬帶模式下，DP1200的默認lag length是0.084m（模糊速度是5m/s，）。參數值越大，測量精度越高，模糊速度也越小。平均l 呯數可用于將呯集合期間的發(fā)射呯的數量（0-10000）進行平均處理再輸出。l 呯間隔設置上一個呯與下一個呯的時間間隔（0.00到86400.00秒間）。水剖面l 盲區(qū)水剖面盲區(qū) (0.0 - 100.0 m)。設置從換能器表面到第一個單元層的垂直距離。 l 層厚設置單元層大小。l Xmt水剖面發(fā)射脈沖的距離。當該值為0（默認）時，發(fā)射脈沖大小等于單元層的大小。l 層數流速剖面層數，設置系統處理和輸出的單元層數量。Water Profile Screening Thresholds水剖面過濾門限l 相關性用于過濾水剖面波束。低于門限值的數據將被過濾，且不參與波束平均。默認值為0.4。自相關的數值由脈沖編碼、重復編碼決定的，不管使用的模式是否是脈沖-脈沖的處理方式。例如： i. 脈沖-脈沖模式的相關性為1.00。當信號等于噪聲時（S/N=1），該值為0.5。 ii. 寬帶模式的相關性參數取決于發(fā)射脈沖的重復編碼的數量。當重復數為5時，相關性將是4/5，即0.8。0.4的相關性表示信噪比為1。 l Q流速用于過濾轉換坐標后的單元層數據。大于該值的數據將被標記為壞的數據。 l V流速用于過濾轉換坐標后的單元層數據。大于該值的數據將被標記為壞的數據。波束坐標不受其影響。 Water Ambiguity Pings模糊速度呯當選擇Broadband pulse to pulse with pulse to pulse ambiguity resolver ping模式時，設置該值。Pulse to pulse ping and processing 用于解決模糊速度，所以 (盲區(qū) + 單元層尺寸) 延時。l CWPAP 1設置呯數，可用于平均（0-100）。 l CWPAP 2Lag (meters) sets the length of the lag l CWPAP 3盲區(qū)（m），用于設置起始單元位置。 l CWPAP 4單元尺寸(m)。 l CWPAP 5呯間隔（s）。 Water Base Pingsl Pings 設置該值為2-100時，在每個CWPP呯之間，呯數將被平均，當設為0或1時，將不能平均。l Time between base pings(s) 一般該數值很小，1200kHz時，該值為0.01。呯集合圖28. 呯集合l 平均時間間隔數據組間隔。設置系統輸出平均剖面或底跟蹤數據的間隔。 l Burst Interval喚醒設備時間間隔。當需要精確的控制每次一系列呯集合（之后設備將休眠）的短時間時使用。 l Number 設置每次喚醒期間輸出呯集合的數量。呯集合之間的時間間隔由平均時間間隔設定。底跟蹤設置所有底跟蹤參數。圖29. 底跟蹤底跟蹤開關l 開啟用底跟蹤模式（河流流量測量默認設置）。l 關禁用底跟蹤模式。Band Width帶寬設置底跟蹤發(fā)射脈沖類型。l 寬帶Coded transmit 寬帶(默認設置)。l 窄帶Narrow Band 窄帶大量程。l Broadband Non-coded transmitBroad band transmit pulse without coded.l Broadband Non-coded pulse to pulseBroadband pulse to pulse.超高精度測量模式，適用于淺水。l pulse to pulse LagLag length in vertical meters. 當底跟蹤模式可用時，將使用脈沖-脈沖模式來發(fā)射和處理深度小于1/2 lag length的測量?？捎糜诮壮呔鹊臏y量。l Long Range depth設置底跟蹤從低量程模式切換到窄帶大量程模式的水深值。 底跟蹤過濾門限Bottom Track Screening Thresholdsl 相關性相關性門限 (0.00 - 1.00)，默認為0.9。用于過濾波束數據。低于該值的波束將被認為是壞的波束，且不參與數據平均。底跟蹤的正常相關性為1.l Q 流速用于過濾轉換的底跟蹤流速。低于該值的波束數據將被標記為壞的數據。波束坐標的流速數據不受影響。 l V 流速用于過濾轉換的底跟蹤流速。低于該值的絕對垂直流速值將被標標記為壞的數據。波束坐標的流速數據不受影響。Bottom Track Thresholds底跟蹤門限l 淺水檢測門限SNR(dB) 淺水檢測門限。l 底跟蹤從淺水模式到深水模式的切換水深Depth(m) at which the bottom track switches from using the shallow to the deep SNR.l 深水檢測門限SNR(dB)深水檢測門限。l 切換底跟蹤使用低-高增益模式的水深值Depth(m) at which the bottom track switches from low to high gain receive.水跟蹤設置所有水跟蹤參數。圖30. 水跟蹤水跟蹤開關l 開啟用水跟蹤模式。l 關禁用水跟蹤模式。帶寬設置水跟蹤發(fā)射脈沖類型。l 寬帶寬帶（默認設置）。l 窄帶窄帶大量程。水跟蹤參數l 盲區(qū)水跟蹤盲區(qū)。l 層厚水跟蹤單元層大小。l 呯間隔水跟蹤呯時間間隔。環(huán)境圖31. 環(huán)境環(huán)境l 鹽度鹽度(ppt)，用于計算聲音在水中的傳播速度。l 水溫當沒有溫度傳感器時，用于計算水聲速。l 聲速聲音在水中的傳播速度（m/s），該值僅作參考。l 艏向偏移量在使用設備前添加羅盤偏角。Water Speed Of Sound Control聲速控制該參數只有三個選項值，0：環(huán)境設置輸出，1：傳感器，2：內置參數。l Water Temperature source水的溫度來源。l Transducer Depth source換能器深度的來源。l Salinity source鹽度的來源。l Speed of Sound source聲速的來源。注意：專家設置詳情可參考“RTI ADCP/DVL User Guide”。點擊“出廠配置”按鈕，可直接將配置更新為儀器默認配置；“載入配置”可從外部文件中讀取已有的配置；“導出配置”可將現有的配置輸出并進行文本保存。3.2 采集數據配置參數設置完成后，軟件會將所有配置發(fā)送至儀器，并開始接收測流數據?？稍趯嶋H采集數據前進行試運行測試，以確保ADCP正常工作。該軟件提供了流速測量的步驟，接下來將詳細介紹該步驟。l 步驟1：開始發(fā)射呯點擊“START”開始發(fā)射呯（快捷鍵F5）。 圖32. 開始發(fā)射呯注意：確保至少采集兩個有效剖面數據。l 步驟2：采集完成最后，點擊“STOP”按鈕停止發(fā)射呯（快捷鍵F6），數據采集完成。 圖33. 停止發(fā)射用戶可修改“智能配置頁”中的ADCP參數配置并點擊“START”（快捷鍵F5）啟動測量，點擊“STOP”（快捷鍵F6）結束測量。注意：在數據采集過程中，一旦長時間沒有接收到數據，電腦會發(fā)出報警提示。這種情況下，請仔細檢查連接線路或儀器是否供電正常。第四章 回放數據4.1 概述泛際海洋大師軟件也可對采集的流速數據進行回放顯示。點擊“回放”按鈕啟動數據回放。圖34. 啟動回放4.2 回放數據選擇回放數據。圖35. 回放主界面瀏覽工程文件目錄下的“PlaybackData”文件夾，并點擊“確定”按鈕，開始載入回放數據。該軟件將依次自動載入回放數據中的所有數據組數據。 圖36. 瀏覽文件夾對話框4.3 主界面框架工具欄圖標標簽頁主窗口主界面框架如下圖所示，以下將詳細介紹各個窗口功能。 數據文件選擇圖37. 主界面布局4.3.1 工具欄圖標載入文件：打開一個瀏覽文件夾對話框，選擇需要回放及后處理的數據文件。 主頁：返回啟動頁。幫助：顯示幫助文檔。4.3.2 選擇數據文件頁用戶可在主界面的底部查看選擇的數據文件頁。每個頁中是一個打開的斷面文件及文件名，并可在不同標簽間進行切換。泛際海洋大師軟件能夠同時打開多個文件數據，用戶可點擊標簽頁切換回放文件。圖38. 數據文件選擇4.3.3 主窗口頁l 智能配置頁在回放模式下，用戶可對測站信息等進行更改。(更改測站信息，第5頁) 圖39. 智能配置頁