時間：2023-04-13 17:26:51
序論：在您撰寫探測技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要：本文論述了激光探測系統(tǒng)信息接口技術(shù)；討論了激光探測接口的一般設(shè)計思想。
1引言
激光具有波長單一和良好的方向性，所以和傳統(tǒng)的探測方法相比，激光探測具有精度高，抗干擾能力強等特點，在激光測距、激光雷達(dá)、激光告警、激光制導(dǎo)、目標(biāo)識別等軍事領(lǐng)域，都得到了廣泛應(yīng)用。針對不同武器系統(tǒng)的需求，激光探測系統(tǒng)接口呈現(xiàn)出多樣性。
近年來，隨著應(yīng)用需求和集成化度的增加，激光探測系內(nèi)部、激光探測系統(tǒng)和各武器平臺之間集成了不同廠商的硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)平臺、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等，由此帶來的異構(gòu)性給探測系統(tǒng)的互操作性、兼容性及平滑升級能力帶來了問題。
對激光探測系統(tǒng)而言，接口技術(shù)的設(shè)計是整個系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)。一個激光探測系統(tǒng)的設(shè)計、實施，有很大的工作量是在接口的處理上，好的接口設(shè)計可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、運行效率、升級能力等，本文以激光探測系統(tǒng)接口技術(shù)為研究對象，著重分析其接口技術(shù)類型、設(shè)計考慮因素和驗證方法。
2激光探測系統(tǒng)幾種主要接口技術(shù)
接口是多要素或多系統(tǒng)之間的公共邊界部分，對激光探測系統(tǒng)的接口包括機械接口、電氣接口、電子接口、軟件接口等，本文著重討論電子接口。按物理電氣特性劃分，常用的激光探測系統(tǒng)接口類型可分為以下幾類：
1TTL電平接口：最通用的接口類型，常用做系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間接口信號標(biāo)準(zhǔn)。驅(qū)動能力一般為幾毫安到幾十毫安，在激光探測系統(tǒng)中主要應(yīng)用是作為長距離的總線數(shù)據(jù)和控制信號的傳輸
2CMOS電平接口：速度范圍與TTL相仿，驅(qū)動能力要弱一些。
3ECL電平接口：為高速電氣接口，速率可達(dá)幾百兆，但相應(yīng)功耗較大，電磁輻射與干擾與較大。
4LVDS電平接口：在標(biāo)準(zhǔn)中推薦的最大操作速率是655Mbps，電流驅(qū)動模式，信號的噪聲和EMI都較小。
5GTL接口電平：低電壓，低擺幅，常用作背板總線型信號的傳輸，雖然使用頻率一般在100MHz以下，但上升沿一般都比較陡，特別是對沿敏感的信號，如時鐘信號。
6RS-232電平接口：為低速串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，電平為±12V，用于DTE與DCE之間的連接。RS-232接口采用不平衡傳輸方式，收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地的電平而言，其共模抑制能力低，傳輸距離近，多用于點對點接口通訊。
7RS-422/RS-485接口：采用平衡方式傳輸，采用差分方式，使其在通訊速率、抗干擾性和傳輸距離較RS-232接口有較大改善。多用于多點接口通迅。RS485電平接口可驅(qū)動32個負(fù)載，忍受-7V到12V共模干擾。
9光隔離接口：能實現(xiàn)電氣隔離，更高速率的器件價格較昂貴。
10線圈耦合接口：電氣隔離特性好，但允許信號帶寬有限
11以太網(wǎng)：經(jīng)常采用的是10Base-T和100Base-T兩種主流標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用激光探測系統(tǒng)和分系統(tǒng)之間的接口通訊和數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)接口具有性價比高、數(shù)據(jù)傳輸速率高、資源共享能力強和廣泛的技術(shù)支持等眾多優(yōu)點。
12USB接口：USB總線接口是一種基于令牌的接口，USB主控制器廣播令牌，總線上的設(shè)備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過發(fā)送和接收數(shù)據(jù)對主機作出響應(yīng)，其最大的優(yōu)點是安裝配置簡單。
3激光探測系統(tǒng)接口方案設(shè)計考慮因素
隨著大規(guī)模數(shù)字處理芯片和高速接口芯片的迅猛發(fā)展，激光探測系統(tǒng)也呈現(xiàn)出智能化、小型化、模塊化的趨勢。在激光探測系統(tǒng)中，信息接口的設(shè)計逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、多節(jié)點、高速等方向展
3.1接口信號傳輸中的干擾噪聲
3.1.1接口信號傳輸中的主要干擾形式
a)串模干擾：雜散信號通過感應(yīng)和輻射的方式進(jìn)入接口信道的干擾。串模干擾的產(chǎn)生原因主要是傳輸中插件等所產(chǎn)生的接觸電勢、熱電勢等噪聲引起的。
b)共模干擾：干擾同時作用在兩根信號往返線上，而且幅指相同。共模干擾產(chǎn)生的原因，主要是傳輸線路較長，在發(fā)送端和接收端之間存在著接地的電位差。
3.1.2接口信號傳輸中的抗干擾措施
a)傳輸線的選擇
為了抑制由于雜散電磁場通過電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)進(jìn)入信道的干擾，接口傳輸線應(yīng)盡量選用雙絞線和屏蔽線，并將屏蔽層接地，而且屏蔽層的接地要于激光探測系統(tǒng)一端浮地的結(jié)構(gòu)形式配合，不要將屏蔽線層當(dāng)作信號線和公用線。
b)傳輸線的平衡和匹配
采用平衡電路和平衡傳輸結(jié)構(gòu)是抑制共模干擾的有力措施。目前廣泛使用的是差分式平衢性線電路，例如RS-422/RS-485標(biāo)準(zhǔn)串口電路。
接口信號傳輸時還要考慮與傳輸線特性阻抗的匹配問題。一般長線傳輸?shù)尿?qū)動器接收器都適用于驅(qū)動特性阻抗為50Ω—150Ω的同軸電纜和雙絞線，一般接口接收器的輸入阻抗要比傳輸線的特性阻抗大，因此要設(shè)法將兩者匹配，最好將發(fā)送端和接收端匹配。
控制信號線的具體配置：控制信號線要和強電、數(shù)據(jù)總線、地址總線分開，盡量選用雙絞線和屏蔽線，并將屏蔽層接地。
c)隔離技術(shù)：電位隔離是常用的抗干擾方法，接口信號采用光電隔離和電磁隔離可以切斷接口內(nèi)外線路的電氣連接，從而減弱露流、地阻抗耦合等傳導(dǎo)性干擾的影響。3.2接口硬件的選擇原則：
3.2.1為各類接口選擇合適的總線接口芯片、接口總線，并設(shè)計具體的接口電路。
3.2.3選擇接口芯片時應(yīng)根據(jù)激光探測系統(tǒng)CPU/MPU類型，總線類型／寬度和系統(tǒng)所完成的功能并按照高效、經(jīng)濟、可靠，方便、簡單的原則來確定。
3.2.4設(shè)計具體的接口電路應(yīng)具體考慮電源問題
3.2.5數(shù)據(jù)／命令的鎖存和驅(qū)動
激光探測系統(tǒng)內(nèi)部及激光探測系統(tǒng)和其他系統(tǒng)間實施數(shù)據(jù)／命令傳輸時，一般采用數(shù)據(jù)鎖存技術(shù)來適應(yīng)雙方讀寫的時間要求。
3.3接口的實時性
由于激光探測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)膶崟r性要求很高，設(shè)計時要使時鐘抖動、通道間時延、工作周期失真以及系統(tǒng)噪聲最小化，所以設(shè)計接口時盡量選用高通訊速率和同步工作方式。
接口軟件的設(shè)計原則
同步通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計要充分考慮數(shù)據(jù)流量的控制，最好在數(shù)據(jù)發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)時每隔一段時間插入一段空閑時間，從而保證數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
異步通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計要充分考慮合理的數(shù)據(jù)校驗方式，可以根據(jù)系統(tǒng)要求選擇冗余校驗、校驗和、冗余校驗的方法。
4激光探測系統(tǒng)接口方案設(shè)計驗證
構(gòu)建高速有效的激光探測系統(tǒng)接口是非常有挑戰(zhàn)性的，并且設(shè)計者需要在設(shè)計接口前后就考慮多個因素，詳細(xì)的系統(tǒng)級的驗證都是必須的。
4.1設(shè)計前的驗證
基于指令集模擬器和硬件模擬器軟硬件模擬技術(shù)是一種高效、低代價的系統(tǒng)驗證方法。接口設(shè)計軟件采用匯編，C，C++等語言編寫，用戶編寫的接口源程序經(jīng)過交叉編譯器和連接器編譯，輸入到軟件指令集模擬器進(jìn)行軟件模擬。而接口硬件驗證則采用硬件描述語言如VHDL設(shè)計，經(jīng)過編譯后由硬件模擬器模擬。但設(shè)計前的驗證也有一定的局限性，比如只能驗證數(shù)字接口和驗證環(huán)境理想化等缺點。這些都需要設(shè)計后的驗證
4.2設(shè)計后的驗證
最常見的驗證方法是制作模擬激光探測系統(tǒng)內(nèi)部接口和系統(tǒng)間外部接口的通用信號源，通用信號源可以模擬探測系統(tǒng)內(nèi)部的如主回波、時統(tǒng)、顯示、鍵盤等信號，也可以模擬輸入外部操控命令，并將激光探測系統(tǒng)狀態(tài)、測量數(shù)據(jù)等信息顯示輸出。
4.3通過驗證，發(fā)現(xiàn)問題，修改設(shè)計，然后再模擬，最終完成滿足要求的軟硬件接口設(shè)計。
關(guān)鍵詞掃描；探測；；拓?fù)鋱D；自動化管理
1引言
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的安全風(fēng)險系數(shù)不斷提高，需要在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)聽和探測，從計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各個終端主機、應(yīng)用系統(tǒng)以及若干關(guān)鍵點收集信息，并分析這些信息，發(fā)現(xiàn)漏洞、缺陷以及潛在的威脅，從而提供對網(wǎng)絡(luò)的實時保護，提高信息安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性。
2探測技術(shù)介紹
2.1常用簡單的掃描技術(shù)
掃描是一種基于Internet的遠(yuǎn)程檢測網(wǎng)絡(luò)或主機的技術(shù)，通過掃描發(fā)現(xiàn)檢測主機TCP/IP端口的分配情況、開放的服務(wù)已經(jīng)存在的安全漏洞等信息。主要使用的技術(shù)有Ping掃描、端口掃描以及漏洞掃描等。
Ping掃描是通過發(fā)送ICMP包到目標(biāo)主機，檢測是否有返回應(yīng)答來判斷主機是否處于活動狀態(tài)。這種方法具有使用簡單、方便的優(yōu)點，但是由于ICMP包是不可靠的、非面向連接的協(xié)議，所以這種掃描方法也容易出錯，也可能被邊界路由器或防火墻阻塞。
端口掃描技術(shù)就是通過向目標(biāo)主機的TCP/IP服務(wù)端口發(fā)送探測數(shù)據(jù)包，并記錄目標(biāo)主機的響應(yīng)。通過分析響應(yīng)來判斷服務(wù)端口是打開還是關(guān)閉，就可以得知端口提供的服務(wù)或信息。端口掃描也可以通過捕獲本地主機或服務(wù)器的流入流出IP數(shù)據(jù)包來監(jiān)視本地主機的運行情況，它僅能對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，幫助我們發(fā)現(xiàn)目標(biāo)主機的某些內(nèi)在的弱點，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的安全漏洞，了解系統(tǒng)目前向外界提供了哪些服務(wù)，從而為系統(tǒng)管理網(wǎng)絡(luò)提供了一種手段。端口掃描主要有TCP全連接、SYN（半連接）掃描等方式。
圖1Sniffer探測信息矩陣圖示
漏洞掃描技術(shù)主要通過以下兩種方法來檢查目標(biāo)主機是否存在漏洞：在端口掃描后得知目標(biāo)主機開啟的端口以及端口上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，將這些相關(guān)信息與網(wǎng)絡(luò)漏洞掃描系統(tǒng)提供的漏洞庫進(jìn)行匹配，查看是否有滿足匹配條件的漏洞存在；通過模擬黑客的攻擊手法，對目標(biāo)主機系統(tǒng)進(jìn)行攻擊性的安全漏洞掃描，如測試弱勢口令等。若模擬攻擊成功，則表明目標(biāo)主機系統(tǒng)存在安全漏洞。
2.2利用探測工具
網(wǎng)絡(luò)探測工具非常多，種類非常繁雜，功能也不盡相同，這里只以網(wǎng)絡(luò)偵聽工具Sniffer和X-scan掃描器為例進(jìn)行闡述。
Sniffer是一種通過網(wǎng)絡(luò)偵聽獲取所有的網(wǎng)絡(luò)信息（包括數(shù)據(jù)包信息，網(wǎng)絡(luò)流量信息、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息、網(wǎng)絡(luò)管理信息等），具有實時檢測網(wǎng)絡(luò)活動、產(chǎn)生可視化的即時報警和通報信息、基于網(wǎng)絡(luò)特定終端，會話或任何網(wǎng)絡(luò)部分的詳細(xì)利用情況收集和錯誤統(tǒng)計、保存基線分析的歷史數(shù)據(jù)和錯誤信息等功能。Sniffer還可以根據(jù)抓獲的數(shù)據(jù)包信息動態(tài)繪制各主機直接的通信關(guān)系圖示。
X-scan采用多線程方式對指定IP地址段(或單機)進(jìn)行安全漏洞檢測，支持插件功能，提供了圖形界面和命令行兩種操作方式，掃描內(nèi)容包括：遠(yuǎn)程服務(wù)類型、操作系統(tǒng)類型及版本，各種弱口令漏洞、后門、應(yīng)用服務(wù)漏洞、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備漏洞、拒絕服務(wù)漏洞等二十幾個大類。對于多數(shù)已知漏洞都給出了相應(yīng)的漏洞描述、解決方案及詳細(xì)描述鏈接。掃描結(jié)束后生成檢測報告。
圖2X-scan檢測報告圖示現(xiàn)在網(wǎng)上還有其他各類有特色的掃描器，種類繁多，如nMAP、SATAN、iris等，在此不一一介紹。
2.3路由交換設(shè)備的探測與管理
通過SNMP協(xié)議MIB庫，可以獲取網(wǎng)絡(luò)中的交換機的交換表和路由器的路由表，實現(xiàn)流量統(tǒng)計，速率統(tǒng)計等功能，繪制出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。通過MIB庫定義的接口，還可以遠(yuǎn)程控制和修改路由器、交換機的配置信息。
2.4獲取應(yīng)用系統(tǒng)的運行信息
通過收集網(wǎng)絡(luò)中的防火墻、防病毒軟件以及其他應(yīng)用系統(tǒng)的運行日志，發(fā)現(xiàn)非法入侵或越權(quán)訪問信息，程序運行報警信息等，及時掌握網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的安全特性，在遇到攻擊或威脅時可以進(jìn)一步采取措施，避免造成損失，并有效防止損失的擴大化。
2.5部署的探測技術(shù)
在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)立一臺服務(wù)器，安裝服務(wù)程序，在網(wǎng)絡(luò)中需要探測的計算機上安裝客戶端程序，并制定一些特定的協(xié)議，服務(wù)器端定期查詢客戶端的狀態(tài)和日志信息，或者按照服務(wù)器端制定的策略，客戶端定期將自己的狀態(tài)、日志、或應(yīng)用程序運行信息發(fā)送給服務(wù)器，服務(wù)器端對這些信息進(jìn)行過濾、分析、整理和審計，以獲取反映客戶端微機的運行狀態(tài)。如果服務(wù)器端在制定的策略時間范圍內(nèi)沒有接收到該客戶端的信息，則可以判斷該客戶端處于離線狀態(tài)，或者網(wǎng)絡(luò)線路出現(xiàn)故障。
3探測技術(shù)的應(yīng)用
應(yīng)用一：掌握和了解系統(tǒng)運行情況
通過探測技術(shù)，獲取計算機的在線狀態(tài)，可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中離線或出現(xiàn)故障的計算機，或者發(fā)現(xiàn)哪些計算機沒有運行本該運行的程序和應(yīng)用，還可以通過這些探測信息及時發(fā)現(xiàn)計算機系統(tǒng)存在的漏洞以及計算機系統(tǒng)運行存在的風(fēng)險，如：入侵檢測系統(tǒng)。
圖3Cisco交換機的流量和數(shù)量統(tǒng)計圖示
應(yīng)用二：實時反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
探測的結(jié)果還可以用來實時反映網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)，為實時繪制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，實時反映網(wǎng)絡(luò)的運行狀態(tài)等提供了依據(jù)。如：HPOpenView網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理器，鼠標(biāo)放在某個節(jié)點上將顯示該節(jié)點的詳細(xì)信息，示例圖示如下：
圖4HPOpenView繪制網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D示
應(yīng)用三：實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動化管理
通過探測收集到網(wǎng)絡(luò)的運行信息，為網(wǎng)絡(luò)的安全管理依據(jù)和手段，這樣就可以在制定相應(yīng)的策略指導(dǎo)下實現(xiàn)個應(yīng)用系統(tǒng)之間的聯(lián)動，如給防火墻設(shè)置新的安全規(guī)格，發(fā)現(xiàn)病毒后對殺毒軟件的病毒庫進(jìn)行及時更新等，建立起一套統(tǒng)一、安全、高效的安全檢測、監(jiān)控、管理體系，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連、互控、互動和集中統(tǒng)一防御，從而達(dá)到了自動化管理的目標(biāo)。
為了提供自動化管理效率和準(zhǔn)確性，可以在管理員的干預(yù)下建立一個專家數(shù)據(jù)庫，對系統(tǒng)的聯(lián)動提供指導(dǎo)和依據(jù)。
4結(jié)束語
一般來說，在線探測技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)，探測結(jié)果是實施下一步安全管理、系統(tǒng)聯(lián)動等管理手段的依據(jù)，所以保證檢測結(jié)果的正確性非常必要，因此需要對探測收集到的信息需要進(jìn)行驗證，以達(dá)到去偽存真的目標(biāo)，提高管理的準(zhǔn)確性和效率。
參考資料
[1]王曦楊健編著.《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與實務(wù)》，電子工業(yè)出版社，2006
[2]余承行主編,劉親華等副主編.《信息安全技術(shù)》科學(xué)出版社，2005
[3]李石磊.網(wǎng)絡(luò)安全掃描技術(shù)原理及建議，東軟教育在線網(wǎng)站
海底熱流探測,記錄的是來自地球內(nèi)部的熱能。當(dāng)兩種不同溫度介質(zhì)接觸時,分子的動能會在兩種介質(zhì)之間傳遞,直至達(dá)到熱平衡。熱流表示由溫差引起的能量傳遞。沉積物熱流以熱傳導(dǎo)為主,在一維穩(wěn)態(tài)純傳導(dǎo)的條件下,地?zé)崃鱭可以用下式描述[1]:
海底地溫梯度是一個向量,表示地球等溫面法線方向上溫度變化程度及變化方向,因此只要知道深度間距dZ和它們之間的溫差dT即可。
熱導(dǎo)率κ是一個表征沉積物導(dǎo)熱能力快慢的物理量,沉積物的組成類別及水含量不同熱導(dǎo)率κ也不同。熱導(dǎo)率測量的理論基礎(chǔ)是從瞬間熱脈沖由無限長圓拄形金屬探針進(jìn)入無限大介質(zhì)的傳導(dǎo)理論上發(fā)展起來的(Blackwell等,1954;Hyndman等,1979),該理論認(rèn)為[2,3]當(dāng)探針溫度、沉積物溫度與環(huán)境溫度達(dá)到平衡時,熱脈沖使探針溫度升高,高于環(huán)境溫度,在熱脈沖過后的一定時間內(nèi),地?zé)崽结槂?nèi)的熱敏電阻的溫度T(t)由下式給出:
2海底熱流原位探測技術(shù)
2.1海底溫度梯度原位測量
海底沉積物的溫度梯度測量自20世紀(jì)50年代至今一直沿用兩大方法,即Bullard(布拉德)型探針和Ewing(艾文)型探針。
溫度梯度測量開始于1948年,首先由美學(xué)者Bullard(布拉德)設(shè)計了海底熱流計,如圖1所示。它用來測量海底沉積物的地溫梯度,并利用取樣器將沉積物樣品取回,在實驗室測量它的熱導(dǎo)率。經(jīng)過十多年的完善,Bullard型熱流計也由靈敏度較差的熱電偶改為靈敏度較高的熱敏電阻,同時確立了海底溫度梯度原位測量的基本模式。
Bullard型海底熱流計探針的基本結(jié)構(gòu)尺寸:,長3～6m,外經(jīng)Φ27mm,內(nèi)經(jīng)Φ11.2mm的鋼管。探針的上、下兩端各安裝一個熱敏元件,上部有一密封倉,內(nèi)置記錄系統(tǒng),下部裝一針尖,以便插入海底沉積物時減小阻力,設(shè)備*自重插入沉積物。上世紀(jì)70年代后期,加拿大實用微系統(tǒng)公司(AML)研制的TR-12S型Bullard式探針得到了進(jìn)一步改進(jìn),結(jié)構(gòu)尺寸長3m,直徑Φ16mm,探管內(nèi)有8個YSI-44032熱敏電阻,從測量精度到外觀設(shè)計都有了極大提高。
隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,熱流計的發(fā)展趨勢是探針逐漸變細(xì)、變薄、熱敏電阻的數(shù)量也在增加,目的在于探針變細(xì)可進(jìn)一步減少插入沉積物時帶來得擾動,變薄可提高熱敏電阻對沉積物溫度變化的靈敏度,熱敏電阻數(shù)量的增加可以在梯度計算時相互驗證,并確保測量的準(zhǔn)確性。
上世紀(jì)60年代初期,Ewing(艾文)完成了自己設(shè)計的海底溫度梯度測量計[4],即人們通常說的Ewing型熱流計,也稱為拉蒙特型熱流計,是從拉蒙特地質(zhì)觀察所普及開的。它的結(jié)構(gòu)特點,圖2所示。在柱狀取樣器周圍,相隔一定距離不同方位安裝3～8個很細(xì)的探針,探針直徑3mm,長20～24mm,避免了Bullard型熱流計在設(shè)備插入沉積物時帶來的攪動和測量時間過長等問題,提高了海上測量的工作效率;但仍沒有解決海底測量熱導(dǎo)率的問題。
以上兩大類熱流計在早期的沉積物溫度梯度測量中,發(fā)揮了積極的作用。隨著社會的進(jìn)步,設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展,人們不僅對沉積物熱流原位測量中的溫度梯度感興趣,而且更加關(guān)注沉積物熱導(dǎo)率的原位測量問題。
2.2海底沉積物熱導(dǎo)率測量
熱導(dǎo)率與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、密度、溫度及壓強有關(guān)。海底沉積物熱導(dǎo)率測量技術(shù)的發(fā)展,歷經(jīng)幾十年的探索,由原始的水分法、細(xì)針探測法,逐漸發(fā)展到了原位測量法。水分法是依據(jù)Ratcliffe(1960)關(guān)于海洋沉積物熱導(dǎo)率與水分的關(guān)系,通過測定沉積物的水分,不需要特殊的儀器,即可估算熱導(dǎo)率值。細(xì)針探測法(VonHerzenandMaxwell,1959)是通過均勻的電阻絲,給圓柱小探針連續(xù)加熱,溫升隨時間增加,逼近一條對數(shù)漸進(jìn)線,漸進(jìn)線的斜率正比于探針周圍材料的熱阻率。其研究證明,該方法需從海底取回沉積物樣品在實驗室內(nèi)測量,同時把溫度和壓力修正到沉積物在海底的條件,勢必造成熱導(dǎo)率和溫度梯度不在同一站位測定的問題。所以要尋找一種能在同一站位獲得熱導(dǎo)率和溫度梯度兩種參數(shù)的測量方法,而不必取樣,這正是我們研究的海底原位熱導(dǎo)率測量方法。
2.2.1連續(xù)加熱線源法
連續(xù)加熱線源法,由Sclater等人于1969年用于海底沉積物的熱導(dǎo)率測量[5],它把探針理想化為無限長的完全導(dǎo)熱圓柱,通過恒定電流對其加熱,探針內(nèi)加熱電阻絲的溫度升高快慢程度與沉積物的熱導(dǎo)率有關(guān),沉積物的導(dǎo)熱性能差,溫度升高快;沉積物的導(dǎo)熱性能好,溫度升高慢。沉積物的熱導(dǎo)率k與探針內(nèi)加熱電阻絲表面的溫升關(guān)系,可以通過求解無限長圓柱體的導(dǎo)熱微分方程來得到[6],當(dāng)時間t=0時,探針的溫度為T0;時間t時的溫度T為:
其中T1是探針周圍沉積物的平衡溫度。沿圓柱長度加上一恒定的熱量Q,就可以測定熱導(dǎo)率κ,假設(shè)開始時溫度為零,則有(Jaeger,1956[7)]:
(8)式中T1和T0是可求的,所以熱導(dǎo)率κ就可以用最小二乘法對測量溫度進(jìn)行擬合。
上世紀(jì)80年代初期,上述方法在美國伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)得到了進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用,但其致命弱點是,海底沉積物含水量很大,持續(xù)供熱導(dǎo)致探針溫度不斷升高,很容易導(dǎo)致探針周圍的孔隙水發(fā)生對流,而使根據(jù)熱傳導(dǎo)方程推導(dǎo)的公式帶來很大的誤差;其次海上作業(yè)時間長,船的漂移難以控制,機械擾動嚴(yán)重以及持續(xù)供熱需要大量的電能等問題,故這種技術(shù)沒有得到廣泛的應(yīng)用。
2.2.2脈沖加熱法
1979年,Liste(r李斯特)在Bullard型熱流計的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大膽、徹底的革新,首先將Bullard型熱流計點熱敏元件保留在兩端不動,在中間插入熱敏元件組。點熱敏元件仍然完成地溫梯度的測量,熱敏元件組測量熱脈沖后的平均溫度,用于計算沉積物的熱導(dǎo)率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,Liste(r李斯特)在記錄方式上采用了數(shù)字化格式,使其測量精度得到提升。這樣Liste(r李斯特)在Bullard型熱流計的基礎(chǔ)上利用“熱線源法”的理論,完成了海底沉積物地溫梯度和沉積物熱導(dǎo)率原位測量的技術(shù)革新,即海底沉積物熱導(dǎo)率原位測量技術(shù)[8]。
探針插入海底沉積物,加上熱脈沖后,可以把探針看作是處于沉積物溫度之上的、恒定的初始溫度T0的條件下,假設(shè)沒有接觸電阻(對于海洋沉積物,這假設(shè)大多正確),那么在時間t,探針的溫度Tτ為:
式中:k是沉積物的擴散系數(shù);a是探針的半徑;c是沉積物的比熱;ρ是沉積物的密度;S是探針單位長度的熱容;τ定義為探針的熱時間常數(shù);α是沉積物熱容與探針材料熱容之比的兩倍,J(nX)和Y(nX)分別為是n階貝塞爾函數(shù)的第一項和第二項。
當(dāng)探針的熱時間常數(shù)τ>1時,Bullard函數(shù)為:
脈沖加熱法是在探針內(nèi)不僅裝有一組熱敏元件,同時還包括一根加熱電阻絲,當(dāng)儀器倉控制電路給電阻絲瞬間加熱后,電阻絲會使探針溫度突然升高,然后隨時間緩慢衰減,熱敏元件組記錄溫度隨時間的變化,最終依據(jù)計算出熱導(dǎo)率。
通過對連續(xù)加熱線源法與脈沖加熱法兩種技術(shù)進(jìn)行比較,脈沖加熱法應(yīng)用較為廣泛。
3海底熱流原位測量技術(shù)需要解決的幾個問題
3.1提高探針自行插入的能力
一般熱流原位測量設(shè)備在海上使用的成本較高,由于波浪、海流及風(fēng)的作用,海洋的工作環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜,要求測量設(shè)備必須插得住,同時需要在沉積物中保持10～20min才能達(dá)到溫度平衡,此時船舶可漂移400～500m。表1是三個航次探針插入沉積物的實際情況[9,10]。
通過對三個航次的測量結(jié)果分析,地?zé)崽结樀慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計必須在保證剛度的前提下,對探針?biāo)械倪\動特性和插入沉積物瞬間的力學(xué)特性進(jìn)行反復(fù)計算和演算,用于確定最佳配重和外形設(shè)計的依據(jù),這樣就會減少由于測量設(shè)備帶來的拖倒、拉斷及丟失。
3.2提高海上測量的準(zhǔn)確度
目前對同一調(diào)查站位,采用在冬季和夏季進(jìn)行重復(fù)測量,根據(jù)觀測資料來確定海水溫度變化對地殼熱流的影響程度,判定水溫變化隨海底地殼深度衰減的情況。研究發(fā)現(xiàn),直到海底之下6～7m二者方趨于一致,這說明6～7m之下,水溫變化的影響已大幅度減弱。而目前地?zé)崽结橀L度一般為3.0～4.5m,這樣增加了海上重復(fù)探測的工作量,為了減少重復(fù),加長地?zé)崽结?使下插深度增大,以盡可能采用下部熱敏元件的記錄來進(jìn)行資料處理。
3.3常年觀測系統(tǒng)
研究業(yè)已證明海洋底層水溫變化大,大氣溫度的日變化可影響到海底以下5m左右,氣溫的年變化可影響到海底以下50m。而對于水體則影響更深,再加上海流、波浪、潮汐的混合作用,氣溫變化的影響可波及到1500～2000m深的水體。而水溫的變化又直接作用于海底沉積物。通過大量的實測溫度分析可以看出,溫度隨深度呈非線性變化,特別是海底之下0～5m范圍內(nèi),溫度變化更加復(fù)雜,由此可見,地表因素的影響非常大。但如何從地?zé)豳Y料中消除這些淺層影響,而得出真正來自地下深處的熱信息也是一個未解的難題。如果在海上作業(yè)中,首先在預(yù)定站位投放一長期溫度監(jiān)測設(shè)備,自動記錄沉積物和底層海水的溫度變化。可以通過聲通訊設(shè)備定時發(fā)送到岸站,可獲得常年的溫度變化記錄,從而設(shè)計計算程序,消除淺層因素的影響;同時,也為防災(zāi)減災(zāi)提供原始的連續(xù)資料。
4結(jié)束語
本文分析了海底沉積物熱流探測技術(shù)的發(fā)展與理論的建立,鑒于我國目前在該技術(shù)領(lǐng)域的工作開展還比較薄弱,極大的限制了我國海洋熱流探測和應(yīng)用。因此,在充分認(rèn)識和了解海洋熱流探測技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀的情況下,開發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋熱流原位探測技術(shù)刻不容緩。
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物探——地球物理勘探的簡稱，它是以地下巖土層（或地質(zhì)體）的物性差異為基礎(chǔ)，通過儀器觀測自然或人工物理場的變化，確定地下地質(zhì)體的空間展布范圍（大小、形狀、埋深等）并可測定巖土體的物性參數(shù)，達(dá)到解決地質(zhì)問題的一種物理勘探方法。
按照勘探對象的不同，物探技術(shù)又分為三大分支，即石油物探、固體礦物探和水工環(huán)物探（簡稱工程物探），我們使用的為工程物探。
工程物探技術(shù)方法門類眾多，它們依據(jù)的原理和使用的儀器設(shè)備也各有不同，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，物探技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，而且新的方法技術(shù)不斷涌現(xiàn)，幾年前還認(rèn)為無法解決的問題，幾年后由于某種新方法、新技術(shù)、新儀器的出現(xiàn)迎刃而解的實例是常見的。它是地質(zhì)科學(xué)中一門新興的、十分活躍、發(fā)展很快的學(xué)科，它又是城市建設(shè)和水利電力巖土工程勘察的重要方法之一，在某種程度上講，它的應(yīng)用與發(fā)展已成為衡量地質(zhì)勘察現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。
下面介紹兩種實用的直流電法勘探技術(shù)——三維直流電法探測技術(shù)和巖土體電阻率測試技術(shù)，供廣大物探同仁工作時參考。
2三維直流電法探測技術(shù)
三維直流電法探測就是應(yīng)用現(xiàn)有的直流電法儀器和勘探方法，在施工方法上優(yōu)化改進(jìn)，進(jìn)行加密采樣數(shù)據(jù)以取得三維數(shù)據(jù)體，然后采取電阻率層析成像技術(shù)進(jìn)行資料處理和成圖。該方法是傳統(tǒng)直流電法的三維化，可使勘探精度得到很大提高，在原有儀器設(shè)備條件下提高了傳統(tǒng)直流電法勘探的能力，但野外測試工作量較大，是以“時間換取空間上的高分辨率”。把它應(yīng)用到工程與環(huán)境地球物理勘探中，不失為一種較理想的方法。三維直流電法勘探施工采取一次布極，多極距測量技術(shù)，通常采用的裝置形式有兩極裝置、單極——偶極裝置和偶極——偶極裝置等。
本文主要介紹兩極裝置形式，把供電電極B和測量電極N置于無窮遠(yuǎn)處，在勘探區(qū)域布置m條測線，每條測線布置n個測點（電極），測網(wǎng)密度根據(jù)探測對象及其探測深度而定，在城市建設(shè)和水利電力工程勘測中，一般選取測線距L=2～10米、測點距D=2～5米即可滿足勘探要求。外業(yè)工作時將m×n個電極一次布置完畢（詳見圖1），其中單一測點（電極）的編號為aij（i=1，2，3……m；j=1，2，3……n）。
對于兩極裝置，理論上OB=∞，ON=∞，視電阻率計算公式為：
式中：ρs—視電祖率(Ω·m)；rAM—供電電極A與測量電極M之間的距離(m)；UAM—測量電極M的觀測電位(mV)；I—供電電極A的電流強度(mA)。
外業(yè)施工過程為：選擇a11點為供電點，逐點測量a12，a13，a14，…，a1j，…，a1n各點的電位和供電電流強度，代入(1)式可求得各測量點的視電阻率值。然后再以a12點為供電點，逐點測量a13，a14，a15，…，a1j，…，a1n各點的電位和供電電流強度，依此類推，直到供電點移到a1n-1點為止，即完成其中一條測線a1j的測試任務(wù)。其它測線a2j、a3j、a4j……amj的電位和供電電流強度測試按照上述方法和順序進(jìn)行，便可獲得全測區(qū)內(nèi)各測點不同電極距的視電阻率參數(shù)。
資料處理與解釋主要目的是便于研究勘查區(qū)內(nèi)地電異常體的空間賦存規(guī)律和變化特征。一般程序為：由外業(yè)觀測數(shù)據(jù)分別繪制極距d=D，2D，3D，4D，5D，6D……米的視電阻率水平切片，再把它們按對應(yīng)的水平位置并依電極距大小疊放在一起便可形成倒梯形的三維視電阻率圖，據(jù)此進(jìn)行推斷解釋。根據(jù)試驗研究和工程實測結(jié)果得出：該法的勘探深度一般為(0.6～0.8)d。
圖2為文獻(xiàn)⑶在城市工程勘查中的應(yīng)用實例：該測區(qū)由于地下人防工程充水、坍塌而呈現(xiàn)低阻電性特征。圖2⑴可以看出NE—SW向有一低阻條帶，根據(jù)本區(qū)地質(zhì)特征和鉆孔資料可知，低阻帶為地下人防工程上部反映，埋深在1.4～1.6m左右，圖右下角的高阻為墻基影響造成；圖2⑵因完全充水，低阻帶電阻率較d=2m時低，埋深應(yīng)在2.8～3.0m左右；圖2⑶的等值線形態(tài)與圖2⑵基本一致，為人防工程的完全充水部分，深度在4.2～4.4m左右；圖2⑷為人防工程基底反映，深度在5.6～6.0m左右。據(jù)以上分析，人防工程平面位置為圖2⑴虛線圈定區(qū)域，人防工程呈NE—SW走向貫穿勘探區(qū)域，深度在2～6m左右。據(jù)報道該測區(qū)解釋成果經(jīng)開挖驗證完全符合客觀實際。
該法較傳統(tǒng)直流電法勘探具有信息量大、精度高的優(yōu)點，在工程勘察中有較好的應(yīng)用效果，同時又拓展了老式電法儀的應(yīng)用范圍，延長了老式儀器的經(jīng)濟使用壽命；但又具有施工量大的缺點，性價比決定其適合于小區(qū)域的工程勘察。
3巖土體電阻率測試技術(shù)
對巖土體電阻率的測試，可以采用多種方法。下面主要介紹直流電測深中的溫納裝置在巖土體電阻率測試中的具體應(yīng)用。根據(jù)試驗研究和工程實測結(jié)果可知該法具有快速、準(zhǔn)確地測定巖土體電阻率，并對不同巖性層劃分做出客觀解釋。
實際工作中，根據(jù)測試場地的大小，可選用對稱四極裝置或三極裝置進(jìn)行測量。由于溫納裝置是等比裝置，且MN/AB=1/3，所以視電阻率與電位差及電流強度的關(guān)系式為：
式中：ρs—視電祖率(Ω·m)；UMN—測量電極MN觀測電位差(mV)；I—供電電極AB之間的電流強度(mA)；k為裝置系數(shù)：
由此可分別得到四極和三極的裝置系數(shù)：
(四極裝置適用)
(三極裝置適用)
在現(xiàn)場觀測過程中，將AB供電極距逐漸加大，以增加勘探深度，可以測得不同電極距下的視電阻率ρs。實用的供電極距及測量極距見表1。
表1供電極距和測量極距單位：m
AB
1.8
2.4
3.0
4.2
5.7
7.8
10.2
13.2
17.4
22.8
30
42
57
78
102
…
AB/2
0.9
1.2
1.5
2.1
2.85
3.9
5.1
6.6
8.7
11.4
15
21
28.5
39
51
…
MN
0.6
0.8
1.0
1.4
1.9
2.6
3.4
4.4
5.8
7.6
10
14
19
26
34
…
數(shù)據(jù)處理與解釋采用現(xiàn)場作圖的方式，可快速測定電阻率及劃分巖性層位。以MN為橫坐標(biāo)，計算MN/ρs，并以MN/ρs為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制MN/ρs與MN的關(guān)系圖，詳見圖3。對圖中不同極距的測試值，找出不同深度、相同斜率的點，對這些點進(jìn)行連線，使其均勻地分布在直線上或直線兩側(cè)。求直線段斜率的倒數(shù)，可獲得測點處各層的電阻率ρij。
式中：i為層位序號(i=1，2，3，…)；j為測深點編號(j=1，2，3，…)。對各測深點依次作圖解釋，可求得各測點處分層的電阻率值，對獲得的各層電阻率值進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計，便可獲得地層的平均電阻率值。計算公式為：
其中：—第i巖性層平均電阻率值；ρij—第j測深點處第i巖性層計算電阻率值；n—測深點數(shù)。
根據(jù)下式確定標(biāo)準(zhǔn)差，以求得第i巖性層電阻率值的變化范圍±si。
物性層位的劃分可以采用計算機數(shù)值模擬計算、量板法或其它手工解釋方法，但由于對解釋結(jié)果的影響因素很多，例如不同時代不同成因的地層、巖性特征、地層傾角、構(gòu)造特征等，使其垂直方向和水平方向上均存在較為復(fù)雜的變化，地下高阻或低阻屏蔽層的影響，實際地層的各向異性等等，都將對巖性層參數(shù)的解釋結(jié)果產(chǎn)生較大影響。由此可知該解釋只能是電性層參數(shù)，而不是所求目的地質(zhì)層參數(shù)。因此地質(zhì)層位的劃分尚需將電性層參數(shù)轉(zhuǎn)化為地質(zhì)層參數(shù)，在實際工作中，必須進(jìn)行層位厚度校正。具體做法是：首先在已知地層剖面處進(jìn)行電測深（如鉆孔處），通過已知地層剖面確定校正系數(shù)，即確定AB/2極距與層位深度的關(guān)系。再通過已知地質(zhì)剖面或鉆孔處的電測深數(shù)據(jù)作視電阻率擬斷面等值線圖，在視電阻率擬斷面等值線圖上劃分地層，用已知地層深度或鉆孔深度h與地質(zhì)層面對應(yīng)的AB/2對比，求取不同深度AB/2的校正系數(shù)λi：
(i=1，2，3，…)
實測工作時，可對每個鉆孔進(jìn)行統(tǒng)計，求取深度校正系數(shù)的算術(shù)平均值。如在沒有鉆孔(或已知地層剖面)的測區(qū)，可采用工程類比法獲得，如采用鄰近地質(zhì)條件相似地區(qū)的深度校正系數(shù)即可滿足工程需要。
據(jù)文獻(xiàn)⑷報道，他們的研究和工作過的測區(qū)，其極距與鉆孔對比的校正系數(shù)為0.66左右。而溫納裝置選取MN/AB=1/3，MN≈0.66(AB/2)，因此，以MN作橫坐標(biāo)，以MN/ρs為縱坐標(biāo)作圖，則不同斜率的直線交點處對應(yīng)的橫坐標(biāo)即為層位頂面的深度(見圖3)。
同樣，在不同的地區(qū)還可以AB/2作橫坐標(biāo)，以(AB/2)/ρs作縱坐標(biāo)，作雙對數(shù)坐標(biāo)圖，用不同斜率的直線交點處對應(yīng)的AB/2乘以校正系數(shù)，求取地質(zhì)層位頂面的埋深。圖4為某變電站場地電阻率及層位劃分實際解釋應(yīng)用圖(見文獻(xiàn)⑷)。該圖是以AB/2作橫坐標(biāo)，以(AB/2)/ρs為縱坐標(biāo)，作雙對數(shù)坐標(biāo)圖。從圖中可以很好地劃分出4個層位并計算直線段斜率的倒數(shù)，獲得各層的電阻率值。依據(jù)實際經(jīng)驗該方法對于電阻率相差不大的相鄰地層的劃分也有較好的地質(zhì)效果。
該方法較傳統(tǒng)的解釋方法具有快速(可由記錄員現(xiàn)場繪圖取得解釋成果)、準(zhǔn)確的特點，相對于傳統(tǒng)的解釋方法而言更適合工程物探在解決地層劃分和電阻率測試中的應(yīng)用。另外，場地的巖土電阻率是工程設(shè)計接地裝置的一個重要參數(shù)。它的確定對電流盡快地散入大地，達(dá)到足夠小的接地電阻及接地裝置地下部分的合理布局起到十分重要的作用，它沿地層深度的變化規(guī)律是選擇接地裝置型式設(shè)計的主要依據(jù)。巖土中含水量和溫度的變化，對巖土體電阻率的影響較大。溫度降低，巖土電阻率增大；溫度升高，巖土電阻率變小。巖土濕度變小，電阻率增大；巖土濕度變大，電阻率變小。但巖土含水量增加較大時，巖土電阻率反而增加；另外，水的礦化度不同，對巖土電阻率的影響也是不一樣的。所以，如果條件允許，應(yīng)在冬天干旱季節(jié)，對變電站場地的巖土電阻率進(jìn)行測定，以獲取場地在一年四季中最大的電阻率，供設(shè)計接地裝置使用。
4結(jié)束語
以上較為詳細(xì)地介紹了三維直流電法探測技術(shù)、巖土體電阻率測試技術(shù)的現(xiàn)場施工方法、資料處理及其解釋的技術(shù)路線，由此可以看出，它們在城市建設(shè)和水利電力工程勘測中具有信息量大、準(zhǔn)確、直觀、經(jīng)濟、快速、便于分析等特點而具有廣泛的應(yīng)用前景。
隨著電子和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，城市建設(shè)和水利電力工程物探技術(shù)也隨之提高和拓寬，許多新技術(shù)、新方法在生產(chǎn)實踐中顯示出強大的生命力而不斷的發(fā)展完善，應(yīng)用范圍也不斷拓展；如地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)、面波勘探技術(shù)、電阻率層析成像和地震(聲波)CT技術(shù)等都在工程實踐中取得了良好地應(yīng)用效果，發(fā)揮著愈來愈重要的作用；同樣，常規(guī)物探方法的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域以及數(shù)據(jù)處理技術(shù)也不斷進(jìn)展和創(chuàng)新，在工程建設(shè)和實踐中發(fā)揮著不可替代的作用，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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⑶許新剛等.三維直流電法勘探在地下人防工程勘察中的應(yīng)用[J].物探與化探，2004(2).
因為標(biāo)準(zhǔn)是某一類型產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的濃縮。制修訂標(biāo)準(zhǔn)，一方面能改善某一類型的產(chǎn)品的相關(guān)指標(biāo)；另一方面，如果受到產(chǎn)品本身技術(shù)原理的制約，無法提升相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，就無法修訂標(biāo)準(zhǔn)，即不能滿足行業(yè)應(yīng)用的需求（比如：傳統(tǒng)型主動紅外入侵探測器的技術(shù)就無法將觸發(fā)響應(yīng)時間提升至符合應(yīng)用需求的20ms）；最重要的是，隨著應(yīng)用需求的發(fā)展與變化，新產(chǎn)品、新技術(shù)的引進(jìn)將成為隨機性、常態(tài)化的過程，如果缺乏更高、更廣層面框架的指引，行業(yè)應(yīng)用將會成為方向無法預(yù)見的、被動的、持續(xù)的具體標(biāo)準(zhǔn)修訂過程。如果能夠“搭建一個開放式的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、完備的描述行業(yè)應(yīng)用需求的框架式平臺”——應(yīng)用規(guī)范，則一方面行業(yè)用戶要求入侵探測工程或其產(chǎn)品的使用效果滿足應(yīng)用規(guī)范中的約束條件，而不必拘泥于選擇某種原理的產(chǎn)品；另一方面廠家也可以根據(jù)行業(yè)應(yīng)用規(guī)范描述的內(nèi)容，從多角度考慮研發(fā)方向，并依據(jù)哪些約束條件選擇新產(chǎn)品應(yīng)依托的技術(shù)，確保產(chǎn)品的主要功能和關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)可以滿足應(yīng)用需求，確保研發(fā)投入的有效性；而在應(yīng)用規(guī)范約束條件下產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)，本身也符合應(yīng)用需求。
2頂層設(shè)計的作用
應(yīng)用規(guī)范可以為用戶提煉一個系統(tǒng)的、完整的、關(guān)于應(yīng)用效果的準(zhǔn)確表達(dá)，成為工程設(shè)計方全面而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計和驗收的依據(jù)，并對施工工藝提供相應(yīng)的指導(dǎo)。由于應(yīng)用規(guī)范的定義，所有的描述內(nèi)容僅涉及應(yīng)用效果，而不規(guī)定具體技術(shù)和產(chǎn)品，其開放式的結(jié)構(gòu)不僅為更多新技術(shù)的進(jìn)入提供了廣闊空間，同時對新技術(shù)予以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募s束和指導(dǎo)，避免應(yīng)用中采用“似是而非”的技術(shù)；避免生產(chǎn)廠商以“先進(jìn)技術(shù)”誤導(dǎo)用戶和工程設(shè)計及施工方。
3以“頂層設(shè)計”的方法規(guī)劃智能建筑的入侵探測技術(shù)配置的一般性過程
3.1全方位準(zhǔn)確描述智能建筑的應(yīng)用環(huán)境
3.1.1智能建筑內(nèi)部空間的基本功能在智能建筑的內(nèi)部空間中，符合準(zhǔn)入權(quán)限的人員及其喂養(yǎng)的各類寵物，均可以在其中無拘束地自由活動。
3.1.2智能建筑（以住宅類為例）由各種不同的功能區(qū)域構(gòu)成智能建筑可以由屏障式建筑體（院墻/大門）、過渡空間（院落）、主體建筑、附屬建筑等多種建筑形態(tài)構(gòu)成，也可以是單獨的多/高層樓宇式建筑物。1）室外建筑構(gòu)成體在外形特征的相關(guān)變化院落形態(tài)變化對比如表1所示。2）室內(nèi)空間功能多樣化及其內(nèi)部環(huán)境條件多元化為了滿足多個不同個體的人員、多層面應(yīng)用需求，智能建筑內(nèi)部可能設(shè)置有廳/餐/廚/衛(wèi)/主/客/傭/影視/文娛/體/閱讀等不同功能空間。這些空間在不同時段會滿足于個體應(yīng)用需求的溫濕度差異；且在不同時段分布不同色溫、不同照度、不同波長的光照明、不同頻譜、不同規(guī)律、不同響度的聲音等。3）智能建筑中配置滿足不同層面需要的各類設(shè)施為了滿足住戶多層面的應(yīng)用需求，智能建筑中分布有大量的水/電/氣管路；配置了空氣溫濕度、理化潔凈度探測控制裝置，各類照明、感應(yīng)、影音播放及相關(guān)控制裝置，各類實現(xiàn)建筑物內(nèi)部及內(nèi)/外聯(lián)系的通信裝置；不同功能空間中還配置有特定的電器裝置，甚至某些空間中還配置了可以自動“行走”的從事清潔等服務(wù)的機器（人）。上述各種設(shè)施是建筑物內(nèi)各種頻率/振幅的機械振動或波振動源；在不同時段也可能在較寬頻譜范圍內(nèi)形成不同調(diào)制方式、不同能量的空間電磁波輻射（包括光波）和/或線路上的電磁擾動。綜合以上分析得出結(jié)論：合法入住的人員及寵物的正常活動，智能建筑內(nèi)部配置的各類電氣裝置的正常工作狀況，均會成為傳統(tǒng)型入侵探測技術(shù)的干擾源。
3.2以另一種角度解析入侵探測技術(shù)
入侵探測的本質(zhì)：采用物理測量技術(shù)，識別出“不允許進(jìn)入特定區(qū)域的人”。探測技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個階段，并各具相應(yīng)特性。
3.2.1入侵探測技術(shù)的智能化進(jìn)程初級型階段的入侵探測技術(shù)是針對參照物“有沒有”實施最簡單判斷，使用的典型技術(shù)是鐵磁性“接近開關(guān)”對門、窗的“開/閉”狀態(tài)判斷，以門/窗有沒有開啟作為觸發(fā)報警條件。傳統(tǒng)型階段的入侵探測技術(shù)達(dá)到了“什么樣”的判斷水平——針對移動特性與體積、重量、溫度、外形等參量之一的探測，以上述物理參量是否存在或以某個特定值作為預(yù)設(shè)的觸發(fā)報警條件。智能型入侵探測的智能水平達(dá)到了判別“是誰”的能力——采用各類生物識別技術(shù)，實現(xiàn)對特定人員身份的探測（識別）。本文針對智能建筑的入侵探測應(yīng)用討論，所以探討內(nèi)容涵蓋傳統(tǒng)型入侵探測技術(shù)和生物識別技術(shù)（智能型入侵探測技術(shù)）。
3.2.2傳統(tǒng)型入侵探測技術(shù)——對人的外部物理特征（共性）參量實施探測傳統(tǒng)型入侵探測技術(shù)針對入侵行為的主要特性——移動，同時為了提升探測的準(zhǔn)確性，再針對人員常見的幾種外部物理參量之一進(jìn)行探測，如表3所示。各類傳統(tǒng)型入侵探測技術(shù)僅針對人員單一的外部物理參量實施探測，探測效果相當(dāng)于“盲人摸象”，可能得出不準(zhǔn)確的結(jié)論；更重要的是，傳統(tǒng)型入侵探測裝置不可能區(qū)分出觸發(fā)者是用戶還是非法入侵者，所以不適于在智能建筑的室內(nèi)安裝應(yīng)用。
3.2.3智能型入侵探測技術(shù)——對人的外部社會特性（個性）實施探測用戶與入侵者區(qū)分依據(jù)是人的外部社會特性，是每個人與其他人之間不同的、可測或可度量的、外在的（生物或者人為附加）特征。表4列出了目前不同的生物特征測量技術(shù)，對人實現(xiàn)區(qū)分所需要的時間和空間條件，而根據(jù)這些條件，可以針對智能建筑中不同區(qū)域的應(yīng)用需求，選擇合適的探測技術(shù)，如表4所示。5.3智能建筑不同功能區(qū)域?qū)θ肭痔綔y應(yīng)用需求及配置智能建筑內(nèi)部區(qū)域?qū)θ肭痔綔y的應(yīng)用需求及配置建議如表5所示。
4應(yīng)用規(guī)范的通用性規(guī)定
4.1入侵探測裝置合法性必須獲得強制性認(rèn)證證書的有效覆蓋；沒有現(xiàn)行強制性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，需要獲得自愿認(rèn)證證書的有效覆蓋。產(chǎn)品參照標(biāo)準(zhǔn)中的具體相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，均應(yīng)滿足應(yīng)用規(guī)范規(guī)定。
4.2配置合理性針對智能建筑的不同部位或區(qū)域，配置與應(yīng)用需求對應(yīng)類別的入侵探測裝置，比如：建筑物內(nèi)部屬于人員及寵物活動區(qū)域，入侵探測的應(yīng)用需求是“確定進(jìn)入該空間的人員是否具有相應(yīng)的權(quán)限”，依據(jù)此需求，建筑物內(nèi)部原則上不應(yīng)配置傳統(tǒng)型入侵探測裝置（當(dāng)然，針對廚房等某些具有危險物品的空間，為防止嬰幼兒或?qū)櫸锱廊?，可能采用傳統(tǒng)型入侵探測裝置。當(dāng)然在具體的配置過程中，還需要滿足應(yīng)用需求的其他方面）；而傳統(tǒng)型入侵探測裝置應(yīng)配置在智能建筑外部，特別是周界，當(dāng)然還應(yīng)該滿足構(gòu)成“封閉式防范”和對外觀適應(yīng)性等其他要求。根據(jù)表2所列的內(nèi)容，可以得出明確結(jié)論——傳統(tǒng)型入侵探測由于不具備識別人員身份的能力，通常只能設(shè)置于智能建筑的外部，擔(dān)任判斷是否有“人員入侵”的工作。若安裝于圍墻/圍欄/窗/陽臺等不允許人員“合法”出入的周界區(qū)域，只要發(fā)現(xiàn)有“目標(biāo)”越過這些區(qū)域（無論是“出”或者是“入”），都必須輸出報警信號。而具體應(yīng)該采用何種入侵探測技術(shù)，應(yīng)根據(jù)每種入侵探測技術(shù)的特點及具體應(yīng)用需求來確定。
4.3風(fēng)險等級適配性1）應(yīng)用規(guī)范應(yīng)規(guī)定智能建筑的風(fēng)險等級，以及入侵探測裝置的防范嚴(yán)密性等級。2）配置與風(fēng)險等級對應(yīng)的入侵探測裝置類別，除了與空間條件相適應(yīng)外，其探測的嚴(yán)密程度也應(yīng)該與建筑的風(fēng)險等級相對應(yīng)。比如：對于低風(fēng)險等級建筑的門禁可以采用IC卡、密碼等探測技術(shù)；高風(fēng)險等級建筑的門禁應(yīng)用可以采用其他相應(yīng)的生物識別技術(shù)。3）配置與風(fēng)險等級對應(yīng)的入侵探測裝置。低風(fēng)險等級的周界配置的入侵探測裝置的觸發(fā)響應(yīng)時間或探測靈敏度指標(biāo)可以較低，而高風(fēng)險等級的周界配置入侵探測裝置的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求較高。
4.4探測介質(zhì)安全性建筑的入侵探測裝置在長期使用的條件下，對人員物不產(chǎn)生任何傷害；建筑物外使用的入侵探測裝置，在短時間內(nèi)不應(yīng)對人員（包含入侵者）產(chǎn)生傷害。
4.5環(huán)境適應(yīng)性1）入侵探測裝置的外觀造型應(yīng)與整體建筑造型風(fēng)格和景觀觀感相適應(yīng)。2）入侵探測裝置的探測介質(zhì)、通訊介質(zhì)電磁參量等應(yīng)該與智能建筑整體（局部）電磁環(huán)境相適應(yīng)，不會產(chǎn)生相互干擾。
4.6探測技術(shù)的互補與協(xié)調(diào)性1）在同一空間或區(qū)域內(nèi)，可采用兩種或以上探測介質(zhì)不同但探測區(qū)域重合的入侵探測（身份識別）技術(shù)，減少漏報警的機會。2）對不同空間或區(qū)域配置的相同或不同探測裝置之間的異常信號實現(xiàn)統(tǒng)一管理與分析，提高報警準(zhǔn)確率。
4.7資源配置的節(jié)約性1）由于智能建筑內(nèi)分布大量的環(huán)境類探測器、傳感器，形成廣泛分布的傳輸通道，在保障“報警優(yōu)先”并確?？捎行П苊狻巴ǖ雷枞睏l件下，入侵探測裝置的輸出/遠(yuǎn)端控制宜盡可能利用智能建筑內(nèi)部配置的其他探測裝置的信號通道。2）門禁確認(rèn)進(jìn)入人員身份的識別信號，可以提供給后續(xù)智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)“具體房間室內(nèi)溫濕度、燈光色調(diào)/照度、音響內(nèi)容與響度、沐浴水溫”多參量的個性化調(diào)節(jié)等應(yīng)用環(huán)節(jié)。3）配置于室內(nèi)的攝像機，可以同時用于入侵探測與火警探測兩種報警復(fù)核。可考慮具有“模糊的行為識別”與“高清的取證識別”兩種工作模式，以應(yīng)對不同風(fēng)險等級或應(yīng)對不同級別隱私保護需求。4）環(huán)境類痕量化學(xué)傳感器與入侵探測功能交互。住戶個人生活習(xí)慣，如從吸煙或使用化妝品品牌的痕量分析作為身份識別，既可以根據(jù)習(xí)慣性化學(xué)痕量判斷對于住戶個人的個性化實施調(diào)節(jié)；也可以將與習(xí)慣性品牌痕量分析不符合的分析結(jié)果，作為入侵（內(nèi)部人員非法進(jìn)入）報警參考條件。
4.8使用便利性入侵探測裝置的安裝、調(diào)試、維護、保養(yǎng)應(yīng)方便。家居型智能建筑應(yīng)用的入侵探測裝置最大程度提升DIY水平；在不能或不宜采用DIY方式安裝的場所，或入侵探測裝置本身的DIY程度要求不高的條件下，入侵探測裝置應(yīng)分別配置針對現(xiàn)場用戶和安全控制中心的故障提示方式。
4.9與風(fēng)險等級對應(yīng)價格體系的合理性與可承受性1）性能/價格比是相應(yīng)用戶可以接受的（首先是性能，然后才是價格）。2）價格與產(chǎn)品風(fēng)險等級對應(yīng)，“優(yōu)質(zhì)優(yōu)價”。3）價格體系應(yīng)該給生產(chǎn)、銷售、安裝、調(diào)試、維保等環(huán)節(jié)留有相應(yīng)生存空間，最好還留有發(fā)展空間，杜絕惡性價格競爭。
4.10入侵探測裝置使用年限的規(guī)定入侵探測裝置應(yīng)規(guī)定使用年限，以室內(nèi)不超過5年、室外不超過3年為宜。
4.11入侵探測裝置不適用條件的規(guī)定1）系統(tǒng)集成商在構(gòu)成系統(tǒng)過程中，在入侵探測裝置無法承受氣候時，系統(tǒng)對入侵探測裝置予以“屏蔽”。2）用戶對于不同空間隱私性、不同時間準(zhǔn)入條件等具體應(yīng)用需求，明確規(guī)定不適用的入侵探測裝置或入侵探測系統(tǒng)相應(yīng)功能不適用的時間段。
5結(jié)束語
(1)物探技術(shù)的創(chuàng)新
隨著各項技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，石油地質(zhì)勘探過程中，各種勘探技術(shù)不斷創(chuàng)新，地震勘探技術(shù)在設(shè)備制造、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋及數(shù)據(jù)采集等方面取得了很大的進(jìn)步與發(fā)展，為了在提升勘探效率的同時，有效降低勘探成本，三維可視化技術(shù)、經(jīng)驗技術(shù)、地震油藏描述等先進(jìn)技術(shù)不斷涌現(xiàn)，未來的發(fā)展過程中，更多的先進(jìn)技術(shù)將應(yīng)用于石油地質(zhì)勘探工作中，如：永久性地震傳感器排列系統(tǒng)的應(yīng)用，有利于對石油勘探實施電子化的管理，同時可以對地震油藏開展實時的生產(chǎn)監(jiān)測；隨著地震成像技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有利于對整個鉆井過程實施可視化的監(jiān)控，以便于為石油地質(zhì)勘探的評估者提供更加準(zhǔn)確、全面的決策依據(jù)，對于決策精準(zhǔn)度的提升具有非常重要的作用。
(2)測井技術(shù)的創(chuàng)新
近年來，隨鉆技術(shù)、套管技術(shù)、快速平臺技術(shù)、核磁共振技術(shù)等測井技術(shù)的創(chuàng)新，對于測井工作效率及質(zhì)量的提升具有非常重要的作用，在這幾種創(chuàng)新性的技術(shù)中，最為常用的就是核磁共振測井技術(shù)，在實際的石油測井過程中，應(yīng)用該技術(shù)具有非常高的測井速度與測量精度，正因為其具有這些優(yōu)點，使得其在實際的石油地質(zhì)勘探工作中具有非常廣泛的應(yīng)用；另一種常用技術(shù)是快速平臺測井技術(shù)，其最顯著的優(yōu)點是：在縮短測井時間的同時，有效降低測井工作中的故障率，能夠為實際的測井工作節(jié)省大量的時間；而隨鉆測井技術(shù)的最主要的優(yōu)點是可靠性強、成本小、尺寸小，并且能夠?qū)ζ溥M(jìn)行隨意組合，并且其逐漸朝著陣列化的方向發(fā)展，這對于測量數(shù)據(jù)可靠性的提升具有非常重要的作用。
(3)鉆井技術(shù)的創(chuàng)新
鉆井技術(shù)的創(chuàng)新對于石油開采工作具有非常重要的意義，不僅會直接影響到石油開采效率，對于石油開采成本也具有直接的影響，目前創(chuàng)新型的石油鉆井技術(shù)也比較多，如：特殊工藝鉆井技術(shù)、三維鉆井技術(shù)、可視化鉆井技術(shù)、超深井鉆井技術(shù)、深井鉆井技術(shù)、多分支井鉆井技術(shù)等，其中應(yīng)用最為廣泛的是多分支鉆井技術(shù)，其最突出的優(yōu)點主要表現(xiàn)在油氣藏的建設(shè)及開發(fā)過程中，這些新技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠有效的提升鉆井效率，對于鉆井成本的減少也具有非常重要的作用，對于我國石油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有非常重要的作用。
二結(jié)語
作者：許文彬 單位：福建省水產(chǎn)研究所
信標(biāo)機主要采用擴展偽距差分技術(shù)，即在基準(zhǔn)站上的接收機要算出它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計算出的距離與含有誤差的測量值進(jìn)行對比同時求出其偏差。然后將所有衛(wèi)星的測距誤差傳輸給用戶，用戶利用此測距誤差改正測量的偽距。最后，用戶利用改正后的偽距解出自身的位置，就可消除公共誤差，提高定位精度。其基本原理如下［2－4］：在信標(biāo)基準(zhǔn)站上觀測所有衛(wèi)星，根據(jù)基準(zhǔn)站的已知精密坐標(biāo)（X0，Y0，Z0）和由星歷數(shù)據(jù)計算得到的某一時刻各衛(wèi)星的地心坐標(biāo)（Xj，Yj，Zj），按下式（1）求出每顆衛(wèi)星在該時刻到基準(zhǔn)站的真正距離Rj：（式略）只要同時觀測4顆衛(wèi)星，利用改正后的偽距ρju（t）（j＝1，2，3，4）就可按以下偽距觀測方程計算用戶站的坐標(biāo)為：（式略）偽距差分有以下優(yōu)點：1）由于計算的偽距改正數(shù)是直接在WGS－84坐標(biāo)上進(jìn)行的，即得到的是直接改正數(shù)，不變換為當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)，所以能達(dá)到很高的精度。這種改正數(shù)能提供GPS定位精度，所以在未得到改正數(shù)的空隙內(nèi)能繼續(xù)精密定位?；鶞?zhǔn)站能提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，而用戶站只需接收4顆衛(wèi)星即可進(jìn)行改正，無需與基準(zhǔn)站接收相同的衛(wèi)星數(shù)。因此，用戶站采用具有差分功能的簡易接收機即可。偽距差分能將兩站間的公共誤差抵消，但隨著基準(zhǔn)站與用戶站之間距離的增加，系統(tǒng)誤差將會明顯增加，且這種誤差采用任何差分方法都不能予以消除。因此，基準(zhǔn)站與用戶站之間的距離對偽距差分的精度有決定性影響。為了在一個廣闊的地區(qū)內(nèi)提供高精度的差分GPS服務(wù)，將若干個基準(zhǔn)站和主站組成差分GPS網(wǎng)。主差分接收來自各個監(jiān)測站的差分GPS信號，然后將其組合并形成在擴展區(qū)域內(nèi)的有效差分GPS改正電文，通過衛(wèi)星通信線路或無線電數(shù)據(jù)鏈把擴展GPS改正信號傳送給用戶站，這就形成了擴展的差分GPS。擴展差分GPS的基本思想是對GPS觀測量的誤差源加以區(qū)分，并單獨對每一種誤差分別加以“模型化”，然后將計算出的每一誤差源的數(shù)值，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶站，改正用戶站的GPS定位誤差。廣域差分不僅擴大了差分GPS的有效工作范圍，而且保證了該區(qū)域的定位精度［2，5－6］。
系統(tǒng)調(diào)試整個系統(tǒng)由4個部分組成，共有7根電纜線進(jìn)行連接，按照圖1進(jìn)行系統(tǒng)連接，同時還要將測深桿進(jìn)行有效的固定，GPS天線應(yīng)盡可能地放在測深桿的正上方，否則還需進(jìn)行偏心改正。系統(tǒng)調(diào)試時主要測試外業(yè)采集軟件HypackMax（美國CoastalOceanographics公司生產(chǎn)）的顯示及運行狀況，用測深桿的實測水深與測深儀所測得的水深進(jìn)行比較，并通過吃水和聲速進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到兩種數(shù)據(jù)的一致。區(qū)域坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)的確定為了將GPS測得的WGS－84坐標(biāo)轉(zhuǎn)至西安80坐標(biāo)系，具體外業(yè)實測之前，應(yīng)在至少3個四等以上的西安80坐標(biāo)系統(tǒng)下的起算點上安置GPS接收機，各自觀測1h，以便準(zhǔn)確地求得系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)。3．3水尺制作及水位的讀取水位測量是水深測量不可缺少的數(shù)據(jù)，因此在海底管道工程勘測前、后，都要從現(xiàn)有水文站上（或設(shè)臨時水尺）獲取觀測期間的水位數(shù)據(jù)，以便對測得的水深進(jìn)行一定的改正［6－7］?？v斷面測量對于海底管道的勘測可分兩步進(jìn)行。第一步，沿平行管道路由中心線，以管道路由中心線為軸線向兩側(cè)各推進(jìn)150m的區(qū)域縱斷面；第二步，沿垂直管道路由中心線，以管道路由中心線為軸線向兩側(cè)各推進(jìn)150m的區(qū)域進(jìn)行橫斷面測量（圖略），并對周邊障礙物進(jìn)行較為詳細(xì)的勘測?？v斷面測量比較方便，只需將測量船沿管道中心線行駛（測量時的航速控制在8km／h左右），DGPS測量系統(tǒng)便能按一定距離自動準(zhǔn)確記錄點位坐標(biāo)和水深數(shù)據(jù)。當(dāng)沿管道路由行駛段無障礙物（如無海上養(yǎng)殖等）時，測量船正常行駛即可；當(dāng)航道行駛段有障礙物（具體表現(xiàn)為養(yǎng)殖區(qū)和漁網(wǎng)區(qū)等）時，首先用數(shù)碼相機拍攝障礙物的數(shù)碼相片，然后在GPS天線到達(dá)其位置時，用手動記錄下其點位，并在航跡圖上用指定的符號進(jìn)行表示，用其名稱進(jìn)行中文注記。當(dāng)海底管道縱斷面測量完成后，可將其數(shù)據(jù)記錄文件導(dǎo)入相應(yīng)的成圖處理文件。根據(jù)各個儀器（測深儀換能器等）不同的位置偏移量，剔除誤差較大的測點，并經(jīng)過適當(dāng)?shù)木庉嬏幚碇螅ㄈ鐚⒁虮茏寣?dǎo)致的曲線拉直等），即可計算整條海底管道路由的里程、各路由段的曲率半徑和偏角、水深、主要礙航物等勘測參數(shù)，生成相應(yīng)的航跡圖。橫斷面測量縱斷面測量過程中，根據(jù)水深變化實時調(diào)整儀器增益，測深儀對水深值進(jìn)行吃水、水位實時改正，而HypackMax軟件則將瞬時水深數(shù)據(jù)和定位數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，測深儀同步進(jìn)行水深模擬打印，這樣便形成縱斷面圖。此時可清楚觀察到每一海底管道路由段的水深情況，因而可確定橫斷面的測定區(qū)域。在橫斷面測量之前，可在計算機上設(shè)定好3～5條橫斷面測量設(shè)計線，測線間隔為25m。具體測量時可用DGPS水深測量系統(tǒng)進(jìn)行，測深點間隔為2m。當(dāng)測量船無法靠岸時可輔之以測繩加測桿的傳統(tǒng)方法進(jìn)行。當(dāng)測量船行駛段有障礙物時，首先用數(shù)碼相機拍攝障礙物，然后將測量船設(shè)有GPS天線的一側(cè)小心靠近障礙物的位置，并手動標(biāo)定其點位，用建筑物的名稱進(jìn)行中文注記，測定障礙物的詳細(xì)參數(shù)如用手持測距儀測定養(yǎng)殖設(shè)施的主要尺寸等。對于障礙物較少的路由區(qū)域，可將縱、橫斷面的兩次測定過程簡化為一次測定，以提高作業(yè)效率。對于水面較窄的海底管道路由區(qū)域，由于測量船較難轉(zhuǎn)彎，也可采用定位精度較底（10m）的手持式GPS接收機測定航跡線和障礙物的位置，并結(jié)合用測繩加測深儀或測桿的傳統(tǒng)方法測定海底管道路由的水深。外業(yè)數(shù)據(jù)的處理使用HypackMax軟件對水深數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，先將水深值與模擬記錄紙進(jìn)行對照檢查，排序，去掉錯誤、多余和重復(fù)的數(shù)值后，通過潮位數(shù)據(jù)、聲速數(shù)據(jù)改正，輸出為Auto－CADDXF文件。在AutoCAD平臺上對圖形文件進(jìn)行文字注記、勾繪等深線（等深線間隔為1m。當(dāng)海底坡度變化很大時，等深線適當(dāng)壓縮）、設(shè)計圖幅和進(jìn)行必要的編繪，獲得最終水深［8］。3．7外業(yè)勘測注意事項外業(yè)勘測過程中應(yīng)注意：1）由于GPS信標(biāo)臺的差分信號來源于我國交通部在沿海建立的GPS公用信標(biāo)臺站，對內(nèi)陸的作用范圍僅在300km以內(nèi)，故受地域局限，該系統(tǒng)僅適用于我國沿海地區(qū)。2）數(shù)字測深儀的穩(wěn)定工作至關(guān)重要，每天工作前都應(yīng)通過調(diào)整換能器的吃水改正和聲速改正使測量值盡量接近測深桿的實測值。同時對海床較淺的海底管道路由區(qū)域，測深儀的靈敏度應(yīng)放在“2”較為適宜。3）信標(biāo)機在工作過程中應(yīng)設(shè)置成自動尋找信標(biāo)臺站。若精度要求不高（＜10m）時，信標(biāo)機還可設(shè)置成“無差分記錄”功能。4）電源的有效供電對提高系統(tǒng)的作業(yè)效率十分重要，因此在工作過程中不僅要為系統(tǒng)配備一個高性能的蓄電池，而且還應(yīng)配備一個備用電池，以確保系統(tǒng)正常工作。5）因各測區(qū)水深變化較大，測量人員在操作儀器時應(yīng)根據(jù)所處海域環(huán)境及時調(diào)整工作參數(shù)，使DGPS測深技術(shù)中的水深測量系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)達(dá)到最佳效果。
福建LNG站線湄洲灣海底管道工程路由勘測應(yīng)用了先進(jìn)的差分全球定位系統(tǒng)（DGPS）。實踐表明，DGPS測深技術(shù)的引入和應(yīng)用，摒棄了傳統(tǒng)的測繩加測深桿的方法，具有很強的優(yōu)越性。該技術(shù)極大地提高了海底管道工程的勘測水深精度，同時為海底管道工程的后期路由防護提供了良好的勘測技術(shù)基礎(chǔ)。然而，雖然DGPS測深技術(shù)逐步為海底管道工程所采用，但其是一個不斷探索、不斷完善的過程。新的工程技術(shù)要求我們不斷完善和改進(jìn)測量儀器，如多波束測深系統(tǒng)已較大規(guī)模投入水深測量，機械激光測深、遙感水深測量也將實用化。同時外業(yè)采集軟件及內(nèi)業(yè)處理軟件也在不斷的發(fā)展完善，使其更加人性化和智能化。因此，只有不斷適應(yīng)新的科學(xué)發(fā)展形勢，經(jīng)常注入新技術(shù)、擴充新功能，才能不斷提高海洋工程成果質(zhì)量。
