DP-ProOceanV3.0用户手册.docx

泛际海洋大师软件V3.0用户手册上海泛际科学仪器有限公司2014.06泛际海洋大师软件V3.0用户手册38目录目录1第一章 引言3第二章 自容配置52.1 启动自容52.2 新建工程52.2.1 连接仪器62.2.2 设置配置参数72.2.3 设置起始测量时间102.2.4 开始测量102.2.5 结束测量112.2.6 数据下载112.3 回放工程122.3.1 主界面框架122.3.2 工具栏132.3.3 绘图区14第三章 数据采集163.1 启动采集163.1.1 通讯163.1.2 配置163.2 采集数据26第四章 回放数据284.1 概述284.2 回放数据284.3 主界面框架294.3.1 工具栏图标304.3.2 选择数据文件页304.3.3 主窗口页304.3.4 流速信息324.3.5 测流参数副图334.3.6 副窗口344.3.7 姿态显示344.3.8 深度流速线354.3.9 时间流速线354.3.10 倒计时钟35第五章 数据格式与存储37第一章 引言概述泛际海洋大师软件是上海泛际科学仪器有限公司开发的一款实时流速数据采集软件，该软件采用美国亚奇公司的ADCP来获取精确的流速数据。泛际海洋大师软件易于操作，用户仅需操作几个按钮和快捷键就可完成整个的流速采集过程。该软件提供了快捷操作手册以供参考。“RTI ADCP/DVL User Guide”提供了详细的参考说明。泛际海洋大师软件支持中、英文两种语言，详见第二页“语言设置”（“语言”，第2页）。硬件要求泛际海洋大师软件需要电脑支持以下规格：1. Windows XP 或 Windows 7 支持.Net Framework 4.02. 1.6GHz或以上处理器3. 1GB内存4. 1GB硬盘5. 1024 768或更高分辨率6. 1个串口（2个或多个高速UART串口）注意：泛际海洋大师软件基于C#语言开发。请先确保电脑已经安装微软.Net Framework 4.0（或更高版本），下载地址：/en-us/download/details.aspx?id=17851 (英文)/zh-cn/download/details.aspx?id=17718 (中文)联系我们如有疑问，请与上海泛际客服部联系。我们为您提供24小时7天全方位技术支持。上海泛际科学仪器有限公司上海市漕河泾开发区松江高科园莘砖公路518弄11号楼701室，邮编：201612电话：+86 21 34060911传真：+86 21 57736883邮箱：I网址：启动泛际海洋大师软件双击图标，启动软件。启动界面如图1所示。按钮分别为：自容、采集、回放、语言和帮助。图1. 启动界面l 自容 配置自容型ADCP。l 采集 开始断面测量。l 回放 回放采集的断面测量数据。l 语言 选择语言，分为：中文、英文。l 帮助 查看帮助文档。第二章 自容配置泛际海洋大师软件包括三种模式：自容、采集和回放模式。自容模式主要用于配置自容型ADCP，并将其采集的数据进行下载、回放等。2.1 启动自容点击“自容”按钮，开始自容仪器的配置。图2. 自容软件启动界面2.2 新建工程点击 “文件”-“新建工程”，弹出新建工程对话框，分别输入工程名和路径，点击“确定”新建工程文件（*.prj）。图3. 新建工程图4. 新建工程对话框2.2.1 连接仪器新建工程后，点击“通讯”- “连接”，弹出“通讯”对话框，分别选择串口号和波特率（默认波特率：115200），点击“确定”连接仪器。图5. 通讯菜单图6. 通讯对话框注意：仪器连接成功后，所有控制仪器的按钮将可用，并分别在主界面和状态栏中显示连接的串口号和波特率。如果仪器未能连接成功，则所有控制仪器的按钮不可用。故障解决：当仪器不能正常连接时，请确保仪器电源接通正常。如果未接通，将无法检测到仪器。仪器默认波特率为115200，如果串口选择正确，请尝试其他波特率。2.2.2 设置配置参数仪器连接成功后，开始进行参数的配置。点击“配置”-“设置配置”，进行参数的配置。图7. 参数配置菜单弹出“设置配置”对话框，用户根据实际应用进行参数的设置。点击“估算”按钮，计算出当前设置的参数所估算的底跟踪深度、电池包个数等信息。用户还可以点击“输出至”按钮将当前配置进行保存，或者点击“载入”按钮，从外部导入已有的配置。然后点击“应用”按钮将该配置发送到仪器，最后点击“确定”按钮结束该配置过程。设置配置预估结果图8. 设置配置对话框设置配置可以让用户了解到当前参数设置下ADCP的相关性能，同时可以估算仪器布放的电量消耗。设置参数：系统频率（KHz） 仪器的频率。该参数可按照实际的仪器频率进行选择。预计工作时长（天） 仪器预计布放测量天数。数据组间隔（s） 设置系统输出平均剖面/底跟踪数据的间隔。水剖面（开/关） 使用流速剖面。启用或禁用流速剖面的“呯”。l 开：启用水剖面模式。l 关：禁用水剖面模式。当仅需要底跟踪的应用时，关闭水剖面模式将加快底跟踪的发射呯的频率。底跟踪（开/关） 底跟踪呯的开关。l 开：每次呯集合发射1次底跟踪呯。或者，每次呯集合开始前发射1个底跟踪呯，然后每10个水剖面呯后再发射1个，如果水剖面呯数量小于10时，底跟踪将仅发射1个且在每次呯集合发射前。l 关：该模式下，水剖面的发射呯的频率可更高，同时在自容式ADCP应用时可节省电源。底跟踪呯间隔（s） 底跟踪呯的时间间隔，设置最后的呯（无论哪种类型）与下1个呯的时间间隔。水剖面呯间隔（s） 水剖面呯的时间间隔。设置最后的呯（无论哪种类型）与下1个呯的时间间隔。水剖面单元数 设置系统处理和输出的单元层数量。水剖面单元尺寸 定义了ADCP采集的单元层尺寸。需要注意的是默认参数根据系统类型进行配置。水剖面盲区 定义了到第一层的垂直距离。需要注意的是默认参数根据系统类型进行配置。水剖面Lag Length 定义宽带脉冲间的距离。l 当Lag Length增大时，流速测量精度将会提高，而可测的最大流速会降低。l 当Lag Length减小时，流速测量精度将会降低，同时可测的最大流速会增加。水剖面模式 水剖面的工作模式。l 宽带：量程比窄带少15%，但测流精度提高很多（取决于延时参数。l 窄带：大量程，但数据噪点大。建议设置单元层大小大于默认的大小。l 非编码脉冲：比编码脉冲的精度略高，没有自相关的旁峰影响。该模式更适合小单元层时的应用。l 编码脉冲：超高精度测量模式，适用小单元层的应用。水剖面呯数 该值设置为呯集合期间的发射呯的数量，最后被平均处理后再输出。电池类型 ADCP所用电池的类型。l 19*2C碱性电池l 14D碱性电池l 21D cell碱性电池l 7DD cell 锂电池电池耗损 该值一般为0.85。声速 声音在水中的传播速度，该值的正确估算将对流速的计算产生影响。波束角 RTI ADCP的波束角一般为20。系统电源 该值一般为5.13。预估结果：底跟踪预测范围 由仪器频率决定。水剖面预测范围 由仪器频率决定。水剖面最大流速 由波束角和声速决定。水剖面测量标准差 由测量模式、波束角、声速等决定。第一个单元层距离水面距离 由仪器盲区，脉冲间隔（Lag，用户可以设置）等参数决定。所需电池包个数 用该仪器在当前参数设置及布放周期下的功耗除以440 （RTI的标准单组电池容量），就可以等到需要的电池组数。数据组大小 由设置的参数及预计工作时长可以计算得到数据文件的容量（MB）。RTI提供的设备标配8GB的内部存储卡。2.2.3 设置起始测量时间配置设置完成后，用户可对开始测量时间进行设置。点击“配置”-“设置首呯时间”，弹出设置起始测量时间对话框，用户根据实际需要设置起始测量时间，点击“设置”按钮，完成设置。图9. 设置首呯时间图10. 设置首呯时间对话框2.2.4 开始测量点击“开始测量”按钮，启动测量。图11. 开始测量2.2.5 结束测量点击“结束测量”按钮，完成测量。图12. 结束测量2.2.6 数据下载数据采集完成后，将数据从SD卡中下载到计算机中，以备后续使用。点击“数据”-“下载数据”，弹出数据下载对话框。图13. 数据下载菜单选择保存路径，并选择需要下载的数据，点击“下载”按钮开始数据下载。SD卡存储内容图14. 数据下载对话框2.3 回放工程点击“文件”-“打开工程”，选择回放工程数据（*.ENS），进行回放。图15. 打开工程菜单图16. 选择回放文件2.3.1 主界面框架主界面框架分为菜单栏、工具栏和绘图区。绘图区工具栏菜单栏图17. 主界面框架2.3.2 工具栏 新建工程 新建工程目录，并将所有配置信息保存在工程路径中打开工程 打开回放数据连接 建立仪器与软件的通讯连接断开 断开仪器与软件的连接开始 开始ADCP数据采集。停止 停止数据采集休眠 设置ADCP进入休眠模式。当设置仪器的开始工作时间是在将来的某个时间，在配置完ADCP后，在开始工作前，仪器应该进入休眠状态以节约电量。Break 向ADCP发送中断信号，仪器收到该信号后将返回固件版本及序列号等相关信息。用于检测仪器与电脑通信是否正常。同时也可以用于唤醒休眠状态下的ADCP。发送命令 向仪器发送命令设置配置 自容仪器参数配置设置系统时间 设置ADCP仪器时间设置首呯时间 用于设置ADCP发射并采集数据的开始时间。如果用户输入全零或输入当前时间，仪器将在点击“Start”按钮后立刻开始工作。如果用户输入了将来的某个时刻，仪器在点击“Start”按钮后，将一直等到该时刻才开始发射并采集数据。更新固件 上传文件至仪器中的SD卡，也可用于固件版本的更新。系统测试 测试系统是否正常工作罗盘校准 校准罗盘，由于内置磁罗盘受到外界磁场的干扰，因此在仪器工作前，需要将其进行校准。压力传感器归零 该按钮用于在投放仪器测量前，将仪器内部压力传感器归零，用于消除压力传感器漂移。传感器归零应在空气中进行而不是在仪器投放水中后进行。下载 从仪器中的SD卡中下载数据格式化SD卡 清除ADCP 内部SD存储卡内的数据文件输出PD0格式 二进制格式的输出数据。该格式包含信息头、固定前导、可变前导、底跟踪及水剖面数据等数据段。固定前导和可变前导包含了时间、DVL配置、航向、横摇、纵摇、温度、压力以及自检信息等。用户可以选择所需输出的数据段。在使用RTI的仪器时，用户可以选择输出不同坐标系下的速度数据。输出ASCII格式 仪器输出ASCII格式数据关于 软件版本等信息帮助 帮助文档重要提示：如果设置了仪器首呯时间，那么仪器将在内部时钟运行到设置时间时才开始发射。2.3.3 绘图区绘图区分为5个子区域：流速、流向、相关性、回波强度以及仪器姿态。流速区显示了采集时间范围内的绝对流速的色度图；流向区显示的是采集时间范围内的流向的色度图；回波强度区显示了采集时间范围内的单个波束的回波强度值；相关性区显示了采集时间范围内的单个波束的相关性数值；相关性和回波强度可对显示的波束进行选择，默认显示的是波束1的相关性和回波强度。姿态区是采集范围内艏向（Heading）、纵倾（Pitch）、横摇（Roll）的时间序列显示。流速姿态（HPR）相关性流向回波强度图18. 绘图区第三章 数据采集3.1 启动采集点击“测量”按钮，开始新的测量任务。3.1.1 通讯该软件可与前一次成功连接的串口号进行自动连接。如果未能连接成功，将会弹出设置串口对话框，用户可重新选择正确的串口号和波特率连接至ADCP，默认波特率为115200。图19. 设置串口注意：1. 确保仪器电源接通正常。如果未接通，将无法检测到仪器。2. 选择正确的串口号和波特率。3.1.2 配置当仪器连接成功后，将跳转到智能配置页。用户可在此页对ADCP进行配置，并逐步设置测量参数。图20. 智能配置页步骤1： 单位设置点击“设置单位”按钮，将弹出单位设置对话框。用户可选择公制或英制类型。图21. 单位设置步骤2： 站点信息点击“更改站点信息”按钮，录入测站信息。用户可在站点信息对话框中录入详细的信息，同时该信息也可在回放模式下进行修改。图22. 测站信息步骤3： 系统配置系统配置包括GPS通讯和时间设置。图23. GPS通讯图24. 时间设置“GPS通讯”对话框允许用户设置外接的GPS设备。用户也可通过RS232串口将GPS数据直接接入到ADCP仪器中。详情请参考“RTI ADCP/DVL User Guide.pdf”。“时间设置”对话框允许用户更改仪器时间。选择“PC时间”或“仪器时间”，选择“仪器时间”时，可点击“修改”按钮读出仪器时间，然后再对该时间进行修改。步骤4： 系统设置点击“更改系统设置”，弹出系统设置对话框。 图25. 系统设置船速参考l 底跟踪：ADCP使用底跟踪来测量相对于河底的船速。然后将测量的水流速减去该船速即可获取水剖面的绝对流速。在没有GPS的情况下，这是唯一可用的跟踪参考也是标准配置。l GPS：选择GPS测量船速。当在高泥沙或“动底”环境时，底跟踪船速将不准确，可采用GPS代替底跟踪测量船速。l 无参考： 船速为零。 艏向参考l 内置罗盘：使用ADCP罗盘（标准配置）。l 外接罗盘：使用外接罗盘，如GPS罗经。换能器深度换能器深度是指从水面到ADCP换能器表面的深度。 测量模式用户可选择用户模式或专家模式。默认模式为用户模式。 l 用户模式：用户选择测量的最大水深，软件将根据最大水深及仪器型号自动设置ADCP测量参数。l 专家模式：用户手动设置ADCP测量参数。专家模式设置包括：模式、水剖面、呯集合、底跟踪、环境参数等。以下将详细介绍配置参数。模式图26. 模式l ADCP默认模式。当启动仪器后，将输出二进制或文本格式数据。该模式支持底跟踪和多层水剖面测量。 水剖面设置所有水剖面参数。图27. 水剖面呯开关l 开启用水剖面模式（河流流量测量默认设置）。l 关禁用水剖面模式。模式 设置水剖面发射脉冲类型。l 编码宽带(默认设置)。l 非编码窄带。l 非编码脉冲对 Un-coded pulse to pulse（不能解决模糊速度）。该模式更适合小单元层、低流速的应用。l 宽带脉冲对Broadband pulse to pulse (不能解决模糊速度)。超高精度测量模式，适用小单元层的应用。精度比un-coded pulse to pulse模式略高。l 非编码宽带脉冲对超高精度测量模式，适用于小单元层的应用。l Broadband with ambiguity resolver pings结合CWPBP命令使用。 l Broadband pulse to pulse with pulse to pulse ambiguity resolver ping结合CWPAP命令使用。 l Lag Length in Vertical窄带模式下该参数不可用。宽带模式下，DP1200的默认lag length是0.084m（模糊速度是5m/s，）。参数值越大，测量精度越高，模糊速度也越小。平均l 呯数可用于将呯集合期间的发射呯的数量（0-10000）进行平均处理再输出。l 呯间隔设置上一个呯与下一个呯的时间间隔（0.00到86400.00秒间）。水剖面l 盲区水剖面盲区 (0.0 - 100.0 m)。设置从换能器表面到第一个单元层的垂直距离。 l 层厚设置单元层大小。l Xmt水剖面发射脉冲的距离。当该值为0（默认）时，发射脉冲大小等于单元层的大小。l 层数流速剖面层数，设置系统处理和输出的单元层数量。Water Profile Screening Thresholds水剖面过滤门限l 相关性用于过滤水剖面波束。低于门限值的数据将被过滤，且不参与波束平均。默认值为0.4。自相关的数值由脉冲编码、重复编码决定的，不管使用的模式是否是脉冲-脉冲的处理方式。例如： i. 脉冲-脉冲模式的相关性为1.00。当信号等于噪声时（S/N=1），该值为0.5。 ii. 宽带模式的相关性参数取决于发射脉冲的重复编码的数量。当重复数为5时，相关性将是4/5，即0.8。0.4的相关性表示信噪比为1。 l Q流速用于过滤转换坐标后的单元层数据。大于该值的数据将被标记为坏的数据。 l V流速用于过滤转换坐标后的单元层数据。大于该值的数据将被标记为坏的数据。波束坐标不受其影响。 Water Ambiguity Pings模糊速度呯当选择Broadband pulse to pulse with pulse to pulse ambiguity resolver ping模式时，设置该值。Pulse to pulse ping and processing 用于解决模糊速度，所以 (盲区 + 单元层尺寸) 延时。l CWPAP 1设置呯数，可用于平均（0-100）。 l CWPAP 2Lag (meters) sets the length of the lag l CWPAP 3盲区（m），用于设置起始单元位置。 l CWPAP 4单元尺寸(m)。 l CWPAP 5呯间隔（s）。 Water Base Pingsl Pings 设置该值为2-100时，在每个CWPP呯之间，呯数将被平均，当设为0或1时，将不能平均。l Time between base pings(s) 一般该数值很小，1200kHz时，该值为0.01。呯集合图28. 呯集合l 平均时间间隔数据组间隔。设置系统输出平均剖面或底跟踪数据的间隔。 l Burst Interval唤醒设备时间间隔。当需要精确的控制每次一系列呯集合（之后设备将休眠）的短时间时使用。 l Number 设置每次唤醒期间输出呯集合的数量。呯集合之间的时间间隔由平均时间间隔设定。底跟踪设置所有底跟踪参数。图29. 底跟踪底跟踪开关l 开启用底跟踪模式（河流流量测量默认设置）。l 关禁用底跟踪模式。Band Width带宽设置底跟踪发射脉冲类型。l 宽带Coded transmit 宽带(默认设置)。l 窄带Narrow Band 窄带大量程。l Broadband Non-coded transmitBroad band transmit pulse without coded.l Broadband Non-coded pulse to pulseBroadband pulse to pulse.超高精度测量模式，适用于浅水。l pulse to pulse LagLag length in vertical meters. 当底跟踪模式可用时，将使用脉冲-脉冲模式来发射和处理深度小于1/2 lag length的测量。可用于近底超高精度的测量。l Long Range depth设置底跟踪从低量程模式切换到窄带大量程模式的水深值。 底跟踪过滤门限Bottom Track Screening Thresholdsl 相关性相关性门限 (0.00 - 1.00)，默认为0.9。用于过滤波束数据。低于该值的波束将被认为是坏的波束，且不参与数据平均。底跟踪的正常相关性为1.l Q 流速用于过滤转换的底跟踪流速。低于该值的波束数据将被标记为坏的数据。波束坐标的流速数据不受影响。 l V 流速用于过滤转换的底跟踪流速。低于该值的绝对垂直流速值将被标标记为坏的数据。波束坐标的流速数据不受影响。Bottom Track Thresholds底跟踪门限l 浅水检测门限SNR(dB) 浅水检测门限。l 底跟踪从浅水模式到深水模式的切换水深Depth(m) at which the bottom track switches from using the shallow to the deep SNR.l 深水检测门限SNR(dB)深水检测门限。l 切换底跟踪使用低-高增益模式的水深值Depth(m) at which the bottom track switches from low to high gain receive.水跟踪设置所有水跟踪参数。图30. 水跟踪水跟踪开关l 开启用水跟踪模式。l 关禁用水跟踪模式。带宽设置水跟踪发射脉冲类型。l 宽带宽带（默认设置）。l 窄带窄带大量程。水跟踪参数l 盲区水跟踪盲区。l 层厚水跟踪单元层大小。l 呯间隔水跟踪呯时间间隔。环境图31. 环境环境l 盐度盐度(ppt)，用于计算声音在水中的传播速度。l 水温当没有温度传感器时，用于计算水声速。l 声速声音在水中的传播速度（m/s），该值仅作参考。l 艏向偏移量在使用设备前添加罗盘偏角。Water Speed Of Sound Control声速控制该参数只有三个选项值，0：环境设置输出，1：传感器，2：内置参数。l Water Temperature source水的温度来源。l Transducer Depth source换能器深度的来源。l Salinity source盐度的来源。l Speed of Sound source声速的来源。注意：专家设置详情可参考“RTI ADCP/DVL User Guide”。点击“出厂配置”按钮，可直接将配置更新为仪器默认配置；“载入配置”可从外部文件中读取已有的配置；“导出配置”可将现有的配置输出并进行文本保存。3.2 采集数据配置参数设置完成后，软件会将所有配置发送至仪器，并开始接收测流数据。可在实际采集数据前进行试运行测试，以确保ADCP正常工作。该软件提供了流速测量的步骤，接下来将详细介绍该步骤。l 步骤1：开始发射呯点击“START”开始发射呯（快捷键F5）。 图32. 开始发射呯注意：确保至少采集两个有效剖面数据。l 步骤2：采集完成最后，点击“STOP”按钮停止发射呯（快捷键F6），数据采集完成。 图33. 停止发射用户可修改“智能配置页”中的ADCP参数配置并点击“START”（快捷键F5）启动测量，点击“STOP”（快捷键F6）结束测量。注意：在数据采集过程中，一旦长时间没有接收到数据，电脑会发出报警提示。这种情况下，请仔细检查连接线路或仪器是否供电正常。第四章 回放数据4.1 概述泛际海洋大师软件也可对采集的流速数据进行回放显示。点击“回放”按钮启动数据回放。图34. 启动回放4.2 回放数据选择回放数据。图35. 回放主界面浏览工程文件目录下的“PlaybackData”文件夹，并点击“确定”按钮，开始载入回放数据。该软件将依次自动载入回放数据中的所有数据组数据。 图36. 浏览文件夹对话框4.3 主界面框架工具栏图标标签页主窗口主界面框架如下图所示，以下将详细介绍各个窗口功能。 数据文件选择图37. 主界面布局4.3.1 工具栏图标载入文件：打开一个浏览文件夹对话框，选择需要回放及后处理的数据文件。 主页：返回启动页。帮助：显示帮助文档。4.3.2 选择数据文件页用户可在主界面的底部查看选择的数据文件页。每个页中是一个打开的断面文件及文件名，并可在不同标签间进行切换。泛际海洋大师软件能够同时打开多个文件数据，用户可点击标签页切换回放文件。图38. 数据文件选择4.3.3 主窗口页l 智能配置页在回放模式下，用户可对测站信息等进行更改。(更改测站信息，第5页) 图39. 智能配置页