План съёмки батиметрии в зоне с сильными приливами — кратко, с ключевыми действиями, расчётами и требованиями.
1) Подготовка и привязка нивелиров/датумов
- Определить проектный вертикальный датум (обычно Chart Datum или локальный проектный уровень) и обеспечить связь с текущыми геодезическими опорами (GNSS/высотные реперы).
- Установить временную прибрежную репу (benchmark) с высотой, привязанной к проектному датуму (высота по нивелированию или GNSS). Зафиксировать смещения.
2) Инструменты и частоты записи (рекомендуемые)
- Многолучевой эхолот (MBES) или однолучевой (SBES) в зависимости от задач; IMU/Heave/pitch/roll; GNSS-антенна с RTK/PPP.
- Локальный приливной пост (tide gauge) рядом с зоной съёмки: частота записи ≥ 1 Hz (рекомендуется), минимум 1/60 Hz.
- SVP (sound velocity профайллер): каждые $1\text{–}3$ ч и/или при смене течения/солёности, а также после сильных гидрологических событий.
- GNSS запись: ≥ $1$ Hz; IMU: $50\text{–}200$ Hz; эхолот: пинг-частота по глубине (чем мельче — тем чаще).
3) Развёртывание приливной системы и привязка
- Установить стационарный приливной пост (побережье или донный датчик) в пределах зоны съёмки; привязать его нуль к проектному датуму: измерить $z_{gauge\_0}$ — высоту нуля гейджа относительно датума.
- При отсутствии стационарного гейджа: установить вспомогательный приливомер (временный) + регулярно калибровать по ближайшей оф. станции.
4) Методика корректировки глубин по приливу
- Обозначения:
- $d_{obs}(t)$ — измеренная эхолотом глубина от трансдьюсера до дна (после коррекции на звук/heave/наклон и т. п.),
- $z_w(t)$ — мгновенная высота уровня моря над проектным датумом в момент $t$ (из приливного поста),
- $D_{chart}(t)$ — итоговая глубина относительно проектного датума.
- Основная формула:
$$D_{chart}(t)=d_{obs}(t)+z_w(t).$$ Если гейдж даёт показание относительно своего нуля $z_{gauge}(t)$ и нуль гейджа смещён от датума на $z_{gauge\_0}$, то
$$z_w(t)=z_{gauge}(t)+z_{gauge\_0},$$ и
$$D_{chart}(t)=d_{obs}(t)+z_{gauge}(t)+z_{gauge\_0}.$$ - Альтернатива при отсутствии непрерывного гейджа: использовать гармонический прогноз
$$z_w(t)=\sum _i{A}_i\cos ({\omega }_{i}t+{\varphi }_i),$$ но предпочтительна непрерывная регистрация в зоне съёмки (при сильных приливах/течениях прогнозы сильно ошибочны).
5) Организация съёмки (полевой порядок)
- План линий так, чтобы при сильных течениях держать курс близким к направлению течения и/или обеспечивать возможность безопасного выхода/входа при смене прилива.
- Рекомендуется: полевые работы проводить в периоды близкие к «slack» (спад/прилив), если безопасность важнее скорости; если нужны полные данные — работать в любой момент с надёжной приливной коррекцией.
- Если используется MBES: обеспечить перекрытие смежных профилей (обычно $20\text{–}30\%$ перекрытия по бокам) и перекрёстные профили для QC.
- Скорость судна и интервалы между линиями подбирать по глубине и углу луча; для инженерной съёмки — плотность точек не менее требуемой по проекту (например линейная плотность точек по дну).
6) Коррекция и QC данных (постобработка)
- Применить корректировки: скорость звука (SVP), heave (IMU), draft/transducer offset, roll/pitch, высоту GNSS-антенны относительно датума, таймстэмпы синхронизированы (GPS time).
- Для каждой эхолотной фиксации вычислять $D_{chart}(t)$ по формуле выше с временной интерполяцией $z_w(t)$.
- Проверки: контрольные поперечные профили, сравнение перепросмотров в разные приливные фазы, анализ расхождений (более ${\Delta }_{max}$ — расследовать).
- Оценка погрешности (основные источники): позиционирование, вертикальная привязка (прилив), SVP и обработка эхолота, IMU/heave. Внести в отчёт бюджет неопределённости.
7) Требования по точности (рекомендация)
- Для гидротехнических работ инженерная точность: целевой вертикальный разброс (TVU) порядка $0,1\text{–}0,25$ м в зависимости от критичности работ. Указать в ТЗ требуемую TVU и подтверждать данными QC.
- Частые SVP и согласование датумов уменьшат погрешность от прилива и звукопередачи.
8) Безопасность
- Маршруты безопасного захода/выхода, запас топлива, аварийные процедуры при сильном ветре/течении.
- Оценивать пороговые условия ветра/тока для выполнения работ; при превышении — приостановить.
- Постоянная связь (VHF), спассредства, буксир наготове при сильных течениях в узких проходах.
- Брифинг команды о сменах приливов и прогнозах, разметка рабочих зон буями.
9) Отчётность и данные
- Поставить в выходе: поправленные и негрубые данные эхолота, журнал гейджа (высоты $z_{gauge}(t)$), SVP, GNSS/IMU логи, метаданные (датумы, смещения), цифровая модель дна и карта погрешностей.
- Приложить процедуру расчёта приливной поправки и таблицы/скрипты, чтобы можно было воспроизвести коррекцию.
Короткая сводка алгоритма обработки для каждой точки:
1. принять $d_{obs}(t)$ (после SVP/heave/attitude),
2. взять $z_{gauge}(t)$ и добавить офсет к датуму $z_{gauge\_0}$,
3. получить $D_{chart}(t)=d_{obs}(t)+z_{gauge}(t)+z_{gauge\_0}$,
4. провести QA/QC и включить в DEM с оценкой неопределённости.
Если нужно — пришлите параметры зоны (глубины, амплитуда прилива, доступные геодезические опоры, требуемая TVU) — дам точный рабочий график линий, интервалы SVP и расчёт бюджетов погрешности.