Hypack软件在水深测量外业数据采集方面的应用.doc

Hypack Max软件在水深测量外业数据采集方面的应用上海达华测绘公司 王怀利摘要：本文简要介绍HYPACK MAX软件在水运工程测量中使用的步骤和方法，对使用该软件进行水深测量有一定的参考作用。关键词：HYPACK MAX 外业数据 采集 应用Hypack Max软件是美国coastal海洋图像公司（Coastal Oceanographic）的产品。该软件除了具备强大的测量成图系统功能外，还可与各种导航系统、测深仪（单波束、多波束）、波浪补偿器、绘图仪、打印机、潮位遥报仪、罗盘、耙臂等多种测量、疏浚施工设备相连接分别组成自动化数字测绘系统和疏浚工况实时监测系统。是目前世界上测量、疏浚行业应用最为广泛的一种应用软件。自从软件引进并投入到水运工程测量工作中，工作质量和效率产生了飞跃性的变化，倍受使用者青睐。通过对此套软件的学习和使用,笔者认为它在水深测量外业数据采集方面的功能尤为强大,是一套非常值得推广的软件。现将Hypack Max软件在水深测量应用中外业数据采集方面的一些功能和特点向广大同行们简单介绍一下。在利用Hypack Max软件进行外业数据采集之前，我们首先要将这套软件安装在你的计算机上。Hypack Max是设计用于32位WINDOWS环境下的应用软件系统，其操作平台包括WIN95、WIN98、WIN2000、WIN NT（4.0或5.0版）。运行Hypack Max软件的计算机至少需要166MHZ的处理器，16Mb的内存，和可以提供给这套软件250M大小的硬盘空间。确定你的计算机系统配置符合要求之后，把Hypack Max软件狗（锁）插到你的计算机上，就可以运行Hypack Max安装光盘按照安装提示,将这套软件安装到你的计算机上。此时就可以启用Hypack Max软件来实施水深测量工作了。测量外业工作主要分为测前准备、数据采集和数据检查等三个方面。一、 测前准备：测前准备在测量工作实施过程中是一个非常重要的环节，它是整个测量工作的基础。有了充分的测前准备才能保证外业数据采集工作的顺利进行。测前准备主要包括以下几个方面：1、 创建项目在Hypack Max里，每一次测量都要先创建一个项目，这个项目包含所有的与测量有关的文件和信息。创建项目的方法非常简单，点击Hypack Max主菜单“文件”下的“新建项目”，如图（1）所示。 图（1）在弹出的“新建项目”对话框内输入项目名称，点击“确定”。这样我们就创建了一个新的项目。每当你创建一个新的项目的时候，Hypack Max都会在Hypack projects目录下创建一个包含该项目名称的子目录。所有与这个项目有关的文件都保存在这个项目的目录里。2.设置大地参数 当创建好了一个新的项目，其大地参数和硬件设置会默认为与上一次应用的项目相同，如果这次测量与前一次采用不同的大地参数，就要对新项目重新进行大地参数设置。点击Hypack Max主菜单“测量准备”的下拉菜单“大地测量参数”，屏幕上就会弹出“测量参数”对话框，如图（2）所示。图（2）这时我们就要根据测量的要求进行大地参数设置，依次选择参考椭球体、坐标系统、投影参数（投影类型、中央子午线的经度、比例因子）以及输入坐标转换参数。大地测量参数设置对整个工程的施工精度起着确定性的作用，如果设置错误将产生不可预计的后果。3.制作电子海图在水深测量中，电子背景海图的重要性众所周知。它不但可以引导测量船准确驶进测量区域，更可以清晰的表示出暗礁、沉船等障碍物的地理位置，保证测量船的航行安全。Hypack Max提供了简单的做电子海图的方法。在Hypack Max主菜单的“实用工具”下的“数字化”选项里，点击“手工录入海图”，屏幕显示下面对话框，如图（3）所示。图（3）点击“File”下拉菜单“New”，首先在“Selected Symbol”项选择符号类型，然后输入对应的坐标，点击“Add”，重复前面步骤直至全部输入完成。最后点击“File”下的“Save”，这样程序就会根据我们输入的信息自动生成*.DIG格式的背景文件。同样，我们也可以点击“测量准备”下的“边界编辑器”和“目标文件编辑器”来生成测量过程中起参照作用的边界文件和目标文件。4生成测量计划线文件测量计划线用来指导测量船采集水深数据时的航行路线，在外业数据采集过程中是必不可少的。生成测量计划线有多种方法，我们最常用的方法是在测线编辑器中生成测线文件。选择Hypack Max主菜单“测量准备”下“编辑器”的子菜单“测线编辑器”，会弹出测线编辑器对话框,如图（4）所示。图（4）点击“文件”下拉菜单“新建”，在“编辑”菜单中选择坐标输入模式，就可以点击“添加点”输入测线上的点，输入完毕点击“添加线”，这样就输入了一条测量计划线信息。然后再点击“添加点”、“添加线”输入全部测量计划线信息。也可以根据第一条计划线，点击“测线”下的“偏移”来生成多条与其相关联的测量计划线。如图（5）所示。图（5）其中“中心线”指创建与产生的中心线的垂直测线；“平行线”指创建初始基准线的平行测线；“放射状”指创建以基准线起点为圆心，固定角值的顺时针旋转的辐射状测线；“搜索方式”指创建以基准线中点为圆心向四周均匀辐射的测线；“阶梯步近”指创建基准线的阶梯状平行测线；Extend Lines（延长线）指对已编辑测线的延长功能。我们还可以用Hypack Max主菜单“测量准备”的“航道设计”做测量计划线。用这种方法做测线时可同时输入航槽模板信息，为内业的土方计算提供了便利。5、硬件设置GPS、测深仪、运动补偿器是水深测量中必不可少的硬件设备。对于每一种设备都需要有相应的驱动程序把硬件信息与Hypack Max软件的SURVEY程序主体联接起来。因此我们要为每一种硬件选择合适的驱动程序，同时也必须设定它的通信信息。在知道了设备的软件驱动和通信信息后，就可以把它添加到Hypack Max软件系统了。单击Hypack Max主菜单“测量准备”下的“hypack硬件”，屏幕显示如图（6）。图（6）点击“设备”下的“添加设备”，弹出驱动程序列表, 如图（7）。图（7）选择好硬件设备的驱动程序后点击“确定”，进入设备设置对话框，如图（8）。图（8）首先我们要输入设备的名字和更新频率，选择可供选择的类型。然后点击“记录”，选择“总是”；点击“连接”，设置硬件设备与计算机的连接参数；点击“补偿”，设置硬件设备间数据传递的综合延迟时间（由实际测定）；点击“设置”，设置该硬件数据传递的一些内部信息。在添加好设备之后，我们必须对其进行测试。点击Hypack Max硬件设置菜单的“测试”，选择要测试的硬件设备名字对其测试，如果不能传输数据或数据格式有误，要重新进行硬件连接和通讯设置。做好以上的准备工作我们就可以进入Hypack Max的测量模式进行外业数据采集了。二、 数据采集在测量船进入测量区域进行数据采集之前，应首先要打开建立的项目，右击项目文件面板中的“背景文件”和“计划测线文件”添加已经做好的背景文件（*.dig文件）和测量计划测线文件（*.lnw文件）。单击Hypack Max主菜单上“开始测量”进入测量模式。如图（9）所示。图（9）整个测量模式视窗由视图窗口、数据显示窗口、舵手数据显示窗口、左右偏航指示器、报警栏几大部分组成。下面我简单介绍一下每部分的功能和操作。1.视图窗口视图窗口, 如图（10）所示它能自动加载并显示所有的背景文件，包括当前被激活的测量计划线文件，在视图上可以准确地实时显示测量船的位置，是舵手操舵的主要参考对象。视图窗口可以通过点击“选项”下的“color scheme.”来设置背景颜色。还以通过“视图”子菜单对其进行其它方面设置。“航迹/方向”项用来用来调节视图窗口的显示方式；“窗口缩放”允许在视图中点击和拖动一个窗口，测量程序将自动调节窗口大小，以保持正视的比例；点击“视图放大”或“视图缩小”，屏幕海图可获得相应的放大或缩小的效果；“Zoom Contens”（全图缩放）可将测量程序中所有被激活的项目全显示在视图窗口中；“移动”选项可用来控制上下左右移动屏幕的显示内容；“旋转”用来对视图窗口中的显示内容进行旋转操作；“格网显示”用于设置格网的属性；“图层清除”项可用来清除视图窗口中水深采集点的事件号、原始水深或改正水深。在数据采集过程中我们可以通过“视图”菜单最下面的选项18来控制视图窗口的显示内容。在视图窗口中，当把鼠标移到船型符号上时，通过右击鼠标可以弹出船特性菜单对测量船的显示特征进行设置。图（10）2.数据显示窗口位于屏幕右上方的数据显示窗口用来显示有关数据采集的文本信息。通过点击数据显示窗口的任何地方，在菜单中你能得到“数据显示”项，它可以用来设置数据显示窗口的显示内容和文字格式。当我们把数据显示窗口激活后，就可以通过点击“数据显示”下的“字体”弹出字体设置对话框，点击“设置”弹出数据显示设置对话框,如图（11）所示。 图（11）3.舵手数据显示窗口舵手数据显示窗口用来显示舵手操舵时的一些参考信息。其操作同“数据显示窗口”部分基本相同。4,舵手左/右偏指示窗口如图（12）所示。图（12）当把测量计划线装载到测量程序后就会出现左右偏航指示器，指示器显示了测量船相对于测量计划线的实时偏移距离。操舵手可以根据左右偏航指示器来调整测量船的航行方向，保证数据采集方位的准确性。左右偏航指示器同样可以进行设置，首先点击左右偏航指示器面板的任一位置，在主菜单会出现“左右偏航指示器”项。在这个选项里我们可以对左右偏航指示器的指示比例和文字显示格式进行调整。5.报警窗口报警窗口位于屏幕的最底部，测量程序能产生下列报警：（1） 设备报警：在过去5秒内当设备无信息输入将产生此报警。（2） HDOP报警：当GPS的HDOP值降到用户定义值以下时将产生此报警。此项报警在GPS的设置中设定。（3） 无差分报警：当GPS从差分状态变为独立的GPS模式时将产生此报警。此项报警在GPS的设置中设定。（4） 无RTK报警：当一个RTK GPS从RTK到差分状态时将产生此报警。此项报警在RTK作业前GPS设置中设定。（5） 最小深度报警：当水深值小于用户设定值时会产生此报警。此项报警在导航参数设置中设定。（6） XTE报警：当船与计划线偏移的距离超限时产生报警。此项报警在导航参数设置中设定。当对测量模式窗口基本了解之后就可以利用Hypack Max的测量程序进行原始数据采集了。在记录数据之前要对导航参数进行设置。点击“选项”下的“导航参数”，弹出导航参数对话框。图（12）Hypack Max的测量程序提供了自动上线记录数据的功能，只要我们设定了上线门限值（单位：米），测量船在每条测线始点的此值范围内自动上线记录数据，到终点会自动下线停止数据记录。当然也可以手动方式来控制上下线，把上线门限值设为“0”，通过点击“记录”菜单的“开始记录” 和“结束记录”进行控制，使用快捷键Ctrl+S和Ctrl+E使操作变为更简单。Hypack Max的测量程序还提供了自动打标的功能。首先要在“事件打标模式”里选择打标模式，如果选择了“手动”，就需要手动控制打标（Ctrl+N）；选择“时间”或“距离”，测量程序会根据你设定的事件间隔值（时间模式的单位为秒，距离模式单位为米）自动打标。在导航参数对话框的“下一打标点”框内设置下一个打标点的事件号，“事件增量”内设置事件的改变量，如设定增量值为3，则事件号以1、4、7、10的方式变化。在外业测量过程可以通过调整导航参数中的“下条线”的线号来选择要测量的下一条计划线。通过设置“测线增量”值来设定测线的间隔数，此值可正可负，例如输入“-2”，当前测线为“8#”线，则下一条测线为“6#”线。也可以通过快捷键Ctrl+I和Ctrl+D来增加或减少下一条要上线的测线号。我们还可以通过“测线方向模式”来定义测线方向,通过“自动段连接”设置自动腿开关。在外业数据采集过程中，对于长测量线的测量，由于记录数据量很大，你可以通过设置“LOG倍份时间”来指导测量程序自动关闭当前数据文件，并打开一个新的数据文件而不改变当前测线，它避免了重复命名。你还可以通过设置“MTX倍份时间”来实现对距阵文件的备份。当外业原始数据采集完成以后，必须对原始资料进行检查。三、 原始数据检查 当结束了一天的外业测量，靠岸挺船，回到办公室突然发现有几条线的数据没有被记录，这是最糟糕的事情。所以在测量现场都应在主窗口检查一下原始数据，看是否有问题。原始测量数据文件*.RAW是由SURVEY程序创建的。程序以HYPACK MAX的“RAW”格式保存在当前项目的“RAW”目录下。你也可以通过选择“选项”中的“工程信息”来指定你存放数据的文件夹。在HYPACK MAX主窗口的数据文件面板里，用鼠标右击“原始数据文件”，添加我们外业测量的*.LOG文件，激活水深值。在HYPACK MAX的Map绘图区会显示每条测线对应的原始水深值，在这里可以清楚的检查到资料是否完整。如果资料不全，要返回测区进行补测。以上是笔者对HYPACK MAX软件在水深测量外业数据采集方面应用的简单介绍。除此以