水文勘测船工创新方法竞赛考核试卷含答案

水文勘测船工创新方法竞赛考核试卷含答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在长江口进行ADCP走航测流时，为消除船体磁干扰，最优先采取的措施是（）A.关闭主机改用电池推进B.将ADCP探头安装于玻璃钢导流罩内C.在探头电缆上串联磁环D.事后软件滤波答案：B2.下列哪项不是无人水文勘测船必须满足的稳性衡准（）A.初稳性高GM≥0.35mB.横摇周期Tθ≥5sC.风压倾侧力臂lw≤0.25mD.破损干舷≥150mm答案：B3.采用GNSSRTK测量水位时，若基准站距离大于20km，首先产生的误差是（）A.多路径效应B.星历误差C.电离层延迟D.接收机钟差答案：C4.在黄河口进行底质采样，当流速大于1.5m/s时，保证取样器触底姿态垂直的最佳配重为（）A.5kgB.10kgC.20kgD.40kg答案：C5.多波束测深系统安装校准“PatchTest”中，横摇偏差（RollBias）主要影响（）A.中央波束测深精度B.边缘波束测深精度C.航迹向精度D.水位改正精度答案：B6.某船采用双频测深仪，低频频率为30kHz，其半功率波束角约为（）A.1.5°B.3.0°C.5.0°D.8.0°答案：C7.在湖泊进行水质走航监测，若叶绿素a传感器出现负值，最可能的原因是（）A.浊度补偿系数设置过大B.温度漂移C.光学窗口生物附着D.荧光基线校正失败答案：D8.依据《水运工程水文观测规范》（JTS1312022），单次潮位观测连续缺测不得超过（）A.5minB.10minC.15minD.30min答案：B9.船载激光测深系统最大探测深度主要受（）限制A.激光脉冲宽度B.水体光束衰减系数C.扫描镜转速D.无人机续航答案：B10.采用kε模型进行船尾流场数值模拟时，入口边界条件通常取（）A.湍流强度5%，湍流粘度比10B.湍流强度1%，湍流粘度比1C.湍流强度10%，湍流粘度比100D.湍流强度0.5%，湍流粘度比1000答案：A11.在极区勘测时，为降低声速剖面误差，应至少每（）获取一次XCTDA.2nmileB.5nmileC.10nmileD.15nmile答案：A12.无人船采用水喷射推进，其推力F与喷射速度v的关系为（）A.F∝vB.F∝v²C.F∝v³D.F∝√v答案：B13.下列哪种底质对多波束底跟踪影响最大（）A.粗砂B.粉砂C.贝壳层D.淤泥答案：C14.船体姿态传感器（MRU）动态校准最常用的基准设备是（）A.光学经纬仪B.光纤陀螺C.双轴转台D.激光全站仪答案：C15.在感潮河段，ADCP底跟踪出现“双底”现象，最可能的原因是（）A.含沙量突增B.盐度梯度C.二次回波D.船速过快答案：C16.依据IALA1102指南，AIS虚拟航标播发间隔为（）A.每10sB.每30sC.每60sD.每180s答案：C17.采用RBR潮位仪进行长期观测，其压力传感器漂移率应小于（）A.0.01%FS/年B.0.05%FS/年C.0.1%FS/年D.0.5%FS/年答案：B18.船载侧扫声呐拖鱼最佳拖点位置在船尾后（）A.5mB.10mC.20mD.50m答案：C19.在1：2000河道图测量中，多波束主检测线间距应不大于（）A.50mB.100mC.150mD.200m答案：B20.无人船遥控链路采用LoRa470MHz，其视距传输极限约为（）A.1kmB.5kmC.15kmD.30km答案：C21.采用三点法进行ADCP流量测验，船速与流速比宜控制在（）A.0.5～1.0B.1.0～2.0C.2.0～3.0D.3.0～4.0答案：B22.多波束中央波束脚印直径公式为D=H·θ，若θ=0.5°，H=50m，则D约为（）A.0.22mB.0.44mC.0.88mD.1.20m答案：B23.船体采用碳纤维复合材料，其最大优点是（）A.成本低B.耐撞击C.无磁D.易维修答案：C24.在海上进行验潮井建设，井口应高出最高潮位（）A.0.2mB.0.5mC.1.0mD.2.0m答案：C25.采用压力式潮位仪，若大气压变化10hPa，水位误差约为（）A.1cmB.5cmC.10cmD.20cm答案：C26.船载气象站风速传感器启动风速应小于（）A.0.1m/sB.0.3m/sC.0.5m/sD.1.0m/s答案：B27.在夜间进行激光扫描，为提高点云密度，应优先降低（）A.扫描频率B.角分辨率C.脉冲频率D.扫描速度答案：D28.采用单波束加密多波束盲区时，边缘波束重叠率应不小于（）A.5%B.10%C.20%D.30%答案：C29.无人船自主靠泊时，最优控制算法是（）A.PIDB.LQRC.模糊控制D.滑模控制答案：B30.依据《水文资料整编规范》（SL2472020），潮位极值应取（）A.瞬时极值B.1min平均极值C.5min平均极值D.10min平均极值答案：C二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.下列哪些措施可有效抑制多波束水柱区噪声（）A.提高发射功率B.降低脉冲宽度C.增加波束数D.采用幅度门限E.实时姿态补偿答案：BDE32.无人船在冰区作业时，必须配备的传感器包括（）A.前视声呐B.毫米波雷达C.红外热像仪D.激光雷达E.电磁计程仪答案：ABC33.影响ADCP底跟踪质量的现场因素有（）A.含沙量B.船速C.水深D.温度梯度E.盐度梯度答案：ABCD34.下列属于潮位遥报系统必须支持的协议（）A.MQTTB.NtripC.ModbusTCPD.IEC61162450E.JSON答案：ACE35.采用X波段雷达反演波浪参数时，需要标定的有（）A.天线高度B.波束宽度C.增益D.脉冲宽度E.极化方式答案：ABC36.船载水质监测站必须实现的质控措施包括（）A.两点校准B.空白样C.平行样D.加标回收E.漂移检查答案：ABCE37.多波束系统安装偏差校准时，需在平坦海区进行的项目有（）A.横摇B.纵摇C.艏向D.时延E.声速答案：ABCD38.下列哪些情况必须重新进行ADCP流量测验（）A.船速超过流速3倍B.有效单元数小于50%C.底跟踪信噪比小于10dBD.岸边盲区大于总宽10%E.测验时间跨越憩流答案：BCD39.无人船电池管理系统必须保护的功能有（）A.过充B.过放C.过流D.短路E.温度答案：ABCDE40.采用压力式验潮仪时，为消除大气压影响，可采取（）A.通气管内安装干燥剂B.并联气象仪实时补偿C.每日人工读取水尺校正D.采用绝压传感器E.增加采样频率答案：ABC三、填空题（每空1分，共30分）41.多波束测深系统中央波束频率通常为________kHz，边缘波束频率为________kHz。答案：200，40042.无人船采用NMEA0183协议时，默认波特率为________bps。答案：480043.依据《水运工程测量规范》，水深测量中，主检测线交叉点不符值限差为±________m。答案：0.344.ADCP流量测验中，岸边流量估算通常采用________法。答案：指数45.船载激光测深系统绿光波长为________nm。答案：53246.采用三点法进行ADCP流量测验，船速由________传感器提供。答案：底跟踪或GNSS47.无人船自主返航时，采用________算法进行动态避障。答案：DWA（动态窗口）48.多波束系统声速剖面最小采样层数不得少于________层。答案：1549.潮位仪压力传感器量程通常选择为最大水深的________倍。答案：1.550.采用RTK测量水位时，基站距离应小于________km。答案：1051.无人船电池容量为2kWh，推进功率500W，理论续航________h。答案：452.侧扫声呐水平波束角通常小于________°。答案：1.053.多波束系统Ping率最大值为________Hz。答案：5554.船体姿态传感器静态精度应优于________°。答案：0.0255.依据IALA标准，AIS虚拟航标播发功率为________W。答案：12.556.采用单波束加密时，测线间距应不大于图上________mm。答案：1057.无人船遥控链路采用4G时，端到端延迟应小于________ms。答案：20058.多波束系统边缘波束折射误差与________平方成正比。答案：tanθ59.ADCP盲区厚度与________成正比。答案：脉冲宽度60.船载气象站风向分辨率应小于________°。答案：161.采用压力式潮位仪，若水深10m，传感器精度0.05%FS，则水位误差为________cm。答案：562.无人船采用水喷射推进，其推进效率约为________%。答案：6563.多波束系统波束脚印面积与________平方成正比。答案：水深64.船载激光扫描仪最大测距为________m。答案：100065.采用X波段雷达反演波高，需标定________函数。答案：传递66.无人船自主靠泊时，横向速度应小于________m/s。答案：0.267.依据《水文测验手册》，ADCP流量测验中，有效单元数应大于________个。答案：2068.船载水质传感器漂移率应小于________%/月。答案：169.多波束系统声速误差1m/s，导致边缘波束深度误差约为________%。答案：0.1570.无人船电池循环寿命应大于________次。答案：1000四、简答题（共30分）71.（封闭型，6分）简述无人水文勘测船在急流河段安全作业的四个关键技术措施。答案：①采用双冗余推进系统，任一失效仍可返航；②安装前视声呐实时探测漂浮物，提前30m预警；③船体设置自扶正结构，倾角大于60°可自动回正；④地面站设置电子围栏，一旦出界立即遥控断电漂流。72.（开放型，8分）结合实例说明如何利用多波束反向散射强度快速判别贝壳层与粉砂层。答案：实例：2023年8月在胶州湾，选取已知钻孔ZK3（贝壳层厚0.5m）与ZK4（粉砂层厚1.2m）周边进行多波束测量。贝壳层平均反向散射强度−15dB，粉砂层−25dB；贝壳层纹理呈斑状高亮，粉砂层均匀低亮；利用灰度共生矩阵计算对比度，贝壳层大于100，粉砂层小于50；现场抓斗验证吻合率92%。据此建立区域判别阈值−20dB，实现快速底质分类。73.（封闭型，6分）写出ADCP流量测验总不确定度合成公式并说明各符号含义。答案：Uc=√(Um²+Ub²+Uw²+Us²+Ue²)，其中Um为仪器测量不确定度，Ub为底跟踪不确定度，Uw为岸边流量估算不确定度，Us为面积估算不确定度，Ue为环境随机不确定度。74.（开放型，10分）设计一种基于区块链的潮位数据实时质控与共享方案，要求说明链上数据格式、共识机制及防篡改验证流程。答案：链上数据格式：JSON封装{“stationID”:”A1”,”epoch”:1680000000,”tide”:2.345,”qual”:0,”hash”:”0xabc…”}；共识机制：采用PoA（权威证明），节点为部水文中心、省中心、船基节点；防篡改：每10min生成Merkle根写入以太坊主网，任意用户可通过智能合约输入stationID+epoch获取链上哈希，与本地JSON哈希比对，若一致则通过验证，否则触发报警并拒绝数据共享。五、应用题（共40分）75.（计算题，10分）某无人船在宽度400m的河道进行ADCP流量测验，测得平均流速1.2m/s，平均水深5m，测验时间360s，船速1.5m/s，岸边盲区合计占河宽8%，计算总流量并评估是否满足规范要求。答案：有效河宽=400×(1−0.08)=368m；过水面积=368×5=1840m²；流量Q=1840×1.2=2208m³/s；规范要求岸边盲区≤10%，本例8%，满足；流量测验误差估算：Um=1%，Ub=2%，Uw=3%，Us=1%，Ue=2%，合成Uc=√(1²+2²+3²+1²+2²)=4.0%，小于5%限值，成果合格。76.（分析题，10分）某多波束系统在河口区测得边缘波束出现“碗状”凹陷，最大深度误差0.8m，现场声速剖面仪显示表层盐度突变导致声速梯度−2s⁻¹，分析原因并提出改正步骤。答案：原因：盐度跃层引起声线向下折射，边缘波束折射角增大，出现虚假凹陷；改正：①重新采集全剖面XCTD，层厚0.5m；②采用SVP滤波剔除异常层；③利用CARIS“RefractionEditor”进行层间插值；④重新计算波束脚印，误差降至0.1m；⑤交叉点检查不符值由0.8m降至0.15m，满足规范。77.（综合题，20分）某项目要求30天内完成1000km²的1：10