معايره اجهزه المساحه البحريه

**Mohamed Gaber Aly** · 01-16-2010, 04:46 AM

نظرا لأن الموضوع تم تقسيمه لعده مقالات وذلك لظروف العمل وكذلك يتضمن بعض الردود من الزملاء الافاضل. فقد رايت انه من المفيد تجميع الموضوع باكمله حتى هذه المرحله واعاده نشره مره واحده لتعم الفائده على من يريد الاطلاع ومعرفه الموضوع بطريقه متتاليه. كما قمت بتكمله موضوع ال TRANSIT FIX

هذا الموضوع هو محاوله لشرح كيفيه عمل معايره لاجهزه المساحه البحريه وكذلك النماذج الخاصه بهذه المعايرات.
وذلك للتاكد من سلامه الاجهزه ودقتها قبل بدء اى مشروع او قبل بدء يوم عمل فى البحر.
ومن الاجهزه الاساسيه التى توجد تقريبا على جميع قوارب المساحه
GPS - GYRO COMPASS - SINGLE BEAM ECHO SOUNDER

GYRO CALIBRATION

سوف نبدا اولا بمعايره البوصله والتى يجب وضعها على القارب
بحيث تكون موازيه تماما لمحور القارب الواصل من المقدمه (Forward) الى المؤخره (AFT) وفى بعض الاحيان يتم وضعها عموديا على هذا المحور.
ولهذه المعايره اهميه كبرى خاصه عند وجود اجهزه كثيره على القارب وفى اماكن مختلفه.
حيث يقوم برنامج المساحه البحريه المستخدم باخذ احداثيات جهاز ال GPS وحساب احداثيات هذه الاجهزه اثناء العمل باستخدام الانحراف الذى ياتى من البوصله.

وللتأكد من صحه وضع البوصله موازيه لمحور القارب او عموديه عليه يجب عمل معايره للبوصله.
حيث يجب معرفه قيمه الاختلاف بين انحراف القارب والانحراف الذى تحدده البوصله المستخدمه.

هناك عده طرق لعمل هذه المعايره واولها هى ماتعرف بطريقه القامتين (بمعرفه الانحراف الحقيقى للرصيف البحرى الذى يرسو عليه القارب)

الطريقه الأولى (القامتين)

- تعتمد هذه الطريقه على قامتين يتم بهما قياس المسافه بين القارب والرصيف البحرى معلوم الانحراف.
- فى معظم الاحيان يوجد نقاط مساحيه بالقرب من الارصفه البحريه .وفى حاله عدم وجود هذه النقاط المساحيه نقوم بوضع نقاط عن طريق ال GPS ويفضل ان يكون جهاز ذو دقه عاليه كاجهزه ال RTK GPS والتى تاخذ تصحيحا من محطه ارضيه قريبه وتكون دقه هذه الاجهزه تقريبا فى وضع الثبات من 1 الى 3 سم وهى دقه كافيه لايجاد انحراف الرصيف البحرى الذى يرسو عليه قارب المساحه.
- نستخدم هذه النقاط بواسطه التوتال استيشن لتحديد انحراف الرصيف البحرى. أو من الممكن عمل رفع مباشر بال GPS لاى نقطتين على حافه الرصيف بجوار القارب وحساب الانحراف بينهما.
- بعد استنباط انحراف حافه او هامه الرصيف البحرى نقوم بعمل خط قاعده معلوم الطول بجوار القارب. حيث يتم تحديد اى نقطتين على حافه الرصيف وقياس المسافه بينهما وبذلك يكون لدينا خط قاعده مجاور للقارب معلوم الطول والانحراف.

- دائما مايكون القارب فى وضع غير موازى للرصيف تماما ولذلك يجب استخدام خط القاعده الموجود على الرصيف لحساب انحراف القارب. وبتم ذلك عن طريق قياس المسافتين بين الرصيف والقارب عند اول واخر خط القاعده. ونحتاج هنا الى مترين لقياس المسافتين او قامتين مدرجتين. حيث يجب ان يتم القياس فى نفس الوقت تماما.

- فى هذه الاثناء اما ان نترك برنامج المساحه البحريه يعمل ويسجل بيانات البوصله او ان يقوم فرد ثالث من افراد المجموعه يتدوين قراءات البوصله فى نفس توقيت القياس بالمتر وذلك لعمل مقارنه بين قراءات البوصله والانحراف المحسوب عن طريق خط القاعده.
من الافضل ان يتم اختيار خط القاعده فى منطقه يكون فيها جانب القارب مستقيما وليس به اى دوران او التواء وذلك لتكون المقارنه سليمه مع خط منتصف القارب.
اما فى حاله تعذر وجود منطقه مستقيمه على جانب القارب فانه يتم الرصد عند اى نقطتين على القارب عند بدايه ونهايه خط القاعده ثم يتم حساب المسافه من كل نقطه من النقطتين الى محور القارب ويتم اضافه هذه المسافه الى المسافه المقاسه من خط القاعده الى حافه القارب.

- يتم تكرار هذا القياس لمرات عديده لاتقل عن عشر مرات او عشرين مره وذلك حتى يتم اخذ متوسط لهذه القيم وكذلك يمكن استبعاد النتيجه الشاذه من الحساب

- بعمل معادله بسيطه يمكننا حساب انحراف القارب عن طريق انحراف الرصيف والمسافتين التى تم قياسهما من الرصيف الى القارب وطول خط القاعده المعلوم.

- يجب مراعاه وضع الرصيف بالنسبه للقارب اذا كان على الجانب الايمن او على الجانب الايسر للقارب. وكذلك مراعاه اتجاه الانحراف المحسوب للرصيف ففى بعض الاحيان يجب استخدام الانحراف العكسى للرصيف.

بعد اخذ الارصاد لعده مرات كما ذكرنا نقوم بعمل جدول لحساب انحراف القارب عن طريق انحراف خط القاعده والمسافات المقاسه ومقارنه هذا الانحراف بانحراف البوصله فى نفس الوقت.

يتضمن هذا الجدول:
1- المعلومات الخاصه بالمشروع
2- المسافه المقاسه عند نهايه خط القاعده من ناحيه مقدمه القارب Forward measurement
3- المسافه المقاسه عند نهايه خط القاعده من ناحيه مؤخره القارب (Aft measurement)
4- انحراف الرصيف True Berth Azimuth
5- طول خط القاعده Baseline Distance
6- قراءات البوصله التى تم اخذها اثناء عمل المعايره

ويتم استنباط انحراف القارب (Actual HDG) وكذلك التصحيح الذى سوف يتم وضعه داخل برنامج المساحه البحريه المستخدم (GYRO correction) . ثم يتم اخذ متوسط لهذا التصحيح (Correction to be applied).
وهذا هو شكل نهائى لجدول المعايره للبوصله. واطلب من الساده المشاركين عمل جدول مماثل ووضع معادلات لايجاد انحراف القارب وكذلك ايجاد قيمه التصحيح النهائيه. وذلك على سبيل التدريب البسيط لعمل معادلات وحساب الانحرافات

الطريقه الثانيه (جهازين GPS or Total Station )

باستخدام جهازى RTK GPS او جهازى TOTAL STATION . تعتبر هذه الطريقه اكثر دقه من الطريقه الاولى ولاتستخدم الا فى حاله توافر جهازى RTK GPS او جهازى TOTAL STATION وعاكسين وذلك ليتم الرصد فى نفس الوقت.
وتستخدم هذه الطريقه خاصه فى اعمال التكريك لعمل معايره لبوصله الكراكه حيث يبلغ طول بعض الكراكات اكثر من 120 متر. وهذه الطريقه تسهم بقدر كبير فى تحسين نتائج التكريك ودقته وذلك حتى لاتقوم الكراكه باعمال حفر زائده عن اللازم او تترك مناطق مرتفعه لم يتم تطهيرها.
تعتمد هذه الطريقه على وضع جهازى RTK GPS او عاكسين لل TOTAL STATION احدهما عند منتصف مقدمه القارب تماما والاخر عند منتصف مؤخره القارب تماما.
يتم تسجيل أرصاد الجهازين وكذلك البوصله فى نفس الوقت لمده تتراوح بين 10 الى 30 دقيقه وهى مده كافيه لعمل مقارنه دقيقه وايجاد زاويه انحراف البوصله عن محور القارب.
ويتم ادخال هذا الفارق فى برنامج المساحه ليقوم بعمل تصحيح لارصاد البوصله بهذه القيمه.

الطريقه الثالثه (SUN SHOT)

فى حاله عدم وجود نقاط مساحيه او وجود جهازين RTK GPS او جهازين TOTAL STAION لاحتساب انحراف الرصيف البحرى الذى يرسو عليه القارب ووجود فقط جهاز TOTAL STATION واحد او OPTICAL THEODOLITE يمكننا احتساب انحراف الرصيف او اى خط موازى للرصيف عن طريق مايعرف بال SUN SHOT وهى طريقه تعتمد على رصد الشمس بال TOTAL STATION بعد وضع مرشح (كالمبين بالصوره) على عدسه الجهاز وذلك لتفادى اشعه الشمس المباشره الى عين الراصد من خلال عدسه الجهاز.

solar observation using total station.jpg

هذا الرابط لبرنامج يقوم بحساب انحراف اى خط عن طريق الارصاد التى تم اخذها من الشمس.
http://rapidshare.com/files/328229991/Sun_Shot.rar.html

وتعتمد هذه الطريقه على معرفه خط الطول ودائره العرض للمكان الى اقرب واحد ثانيه (بعض البرامج تستخدم خط الطول فقط). وكذلك يجب معرفه الوقت بدقه حيث يدخل فى حساب الانحراف.
حيث يتم وضع اى خط قاعده ويفضل ان يكون موازيا للرصيف. نقوم بوضع الجهاز على بدايه الخط ثم نضع زاويه الجهاز بقيمه صفر عند التوجيه على الطرف الاخر من الخط. نقوم بتوجيه الجهاز الى الشمس حيث ننصف قرص الشمس بالشعره الراسيه للجهاز. نقوم بتسجيل الوقت والزاويه الراسيه والافقيه بدقه. نكرر علميه الرصد على الشمس عده مرات وتسجيل كل الارصاد.
يتم ادخال هذه القيم الى البرنامج فيقوم بحساب انحراف خط القاعده الذى قمنا بانشائه.
ناخذ متوسط الانحرافات الناتجه ونعتبرها انحراف الرصيف اذا ما كان خط القاعده موازى لحرف الرصيف.
ثم نقوم باجراء معايره للبوصله بالطريقه الاولى التى سبق ذكرها.

HEALTH CHECK

وهى عمليه مراجعه لبيانات ال GPS

الطريقه الاولى
بعد عمل معايره للبوصله يجب ان نقوم بالتاكد من قراءات جهاز ال GPS وهو مايسمى بال HEALTH CHECK حيث من الممكن وضع جهاز ال GPS على نقطه من النقاط الاساسيه للمشروع ثم تتم عمليه مقارنه بين قراءات الجهاز والقيمه المعلمومه للنقطه.

الطريقه الثانيه
يفضل ان نقوم بمراجعه قراءات ال GPS بعد تركيبه على القارب وذلك حتى نتاكد من عدم وجود اى مؤثر بجوار GPS ANTENNA يؤثر على النتائج.
ويتم ذلك كالأتى:
1-يجب ان تكون قراءات ال GPS مسجله عن طريق برنامج المساحه المستخدم وذلك طوال عمليه الرصد
2-يجب ضبط ساعه القائم بعمليه المعايره مع ساعه برنامج المساحه حتى تكون المقارنه سليمه
3-عن طريق ال TOTAL STATION نقوم باحتلال نقطه من نقاط المساحه المعلومه والمتوفره بجوار الرصيف البحرى
4-نقوم بوضع عاكس اسفل GPS ANTENNA مباشره.
5-يتم رصد العاكس لعده مرات تتراوح بين عشره الى عشرين مره على حسب دقه الرصد وذلك لان القارب لا يكون فى وضع الثبات.
6-نقوم بمراجعه النتائج ومقارنه القراءتين لايجاد الدقه المتوفره
7-تعتبر النتائج مقبوله اوغير مقبوله على حسب مواصفات المشروع الذى نعمل به

الطريقه الثالثه
من المعروف انه بعد تثبيت اجهزه المساحه البحريه على القارب نقوم باختيار نقطه اصل نقوم بقياس اماكن جميع الاجهزه الموجوده على القارب ليتمكن البرنامج من حساب الاحداثيات لكل نقطه موجوده على القارب. وتسمى هذه النقطه CRP وتسمى المسافات المقاسه من نقطه الاصل الى اى جهاز بال (OFFSET). ويكون القياس فى اتجاهى محورى القارب
حيث يعتبر المحور الواصل من مقدمه الى مؤخره القارب محور (Y) والمحور الواصل من منتصف القارب يمينا ويسارا بمحور (X) .
فى بعض الاحيان نقوم بوضع عاكس ال TOTAL STATION على اى من اجهزه المساحه البحريه المستخدمه كجهاز ال SINGLE BAEM ECHOSOUNDER او جهاز MULTIBEAM ويتم تسجيل احداثيات (X,Y) لمكان هذا الجهاز عن طريق برنامج المساحه البحريه المستخدم اثناء علميه المعايره ثم عمل المقارنه. فى هذه الطريقه نكون تاكدنا من قراءات ال GPS وكذلك من ال (OFFSET) لهذا الجهاز.

يعنى ضربنا عصفورين بحجر واحد.

الطريقه الرابعه
وتستخدم فى حاله عدم وجود نقاط مساحيه على الرصيف او فى الميناء التى يرسو بها القارب.

تكون عمليه HEALTH CHECK بطريقه اخرى وهو مايسمى بال TRANSIT FIX.

Transit Fix
تعتبر هذه الطريقه احدى طرق تاكيد قراءات ال Gps وكما ذكرنا سابقا فاننا نقوم بها فى حاله عدم وجود نقط مساحيه فى الميناء.

وتستخدم هذه الطريقه عند وجود اى منصه من منصات البترول قريبه من مكان العمل ومعلوم احداثيات منتصفها او معلوم احداثيات قوائم (ارجل) المنصه الاربعه بنفس نظام احداثيات المشروع الذى سنبدأه.

هذه الطريقه تعتمد على دوران القارب حول المنصه مرتين الاولى فى اتجاه عقرب الساعه والثانيه عكس عقرب الساعه.

حيث يتم تسجيل احداثيات اى نقطه من نقاط القارب عندما تكون هذه النقط على نفس خط النظر مع كل اثنين من ارجل المنصه. مما يعنى انه لدينا ثمان نقاط فى كل دوره من دورات القارب. وعن طريق هذه النقاط الثمانيه يمكن حساب منتصف المنصه.

تعتمد هذه الطريقه على اخذ اى نقطه من نقاط قارب المساحه وليكن مكان هوائى ال Gps مباشره او اى نقطه معلوم مكانها Offset بالنسبه لنقطه الاصل Crp والتى ذكرناها سابقا ولتكن شمعه من شمعات الرباط على القارب. وذلك ليقوم البرنامج بتسجيل احداثيات هذه النقطه اثناء عمليه المعايره.

ويشترط فى هذه النقطه السابق ذكرها ان تكون فى مكان أمن تماما وان يرى منها الراصد المنصه بوضوح دون اى عوائق وذلك عند الدوران فى الاتجاهين او يتم اختيار نقطتين مره للدوران مع عقرب الساعه ومره فى الاتجاه العكسى.

يشترط عمل معايره للبوصله فى الميناء قبل القيام بهذه العمليه خاصه عند اختيار نقطه غير مكان الهوائى لل Gps
وتتم هذه العمليه كالاتى:

-يجب الاتصال بالمنصه لتبليغهم باجراء عمليه المعايره
-التاكد من ان النقطه التى سيتم الرصد منها والموجوده على القارب هى احدى النقاط التى يقوم البرنامج بتسجيل بياناتها اثناء عمليه المعايره
-نقوم برسم مسار او دائره لقبطان القارب حيث يكون اقرب مايكون من المنصه بحيث لايشكل خطوره على المنصه او على قارب المساحه. ومهاره قبطان القارب من العوامل التى تساعد على ايجاد افضل النتائج
-تتم هذه العمليه بواسطه عدد 2 من الراصدين يكون احدهما عند برنامج الكمبيوتر لتسجيل البيانات والاخر يكون عند النقطه التى اخترناها لاجراء هذه المعايره. ويجب ان تتوفر وسيله اتصال سريعه وواضحه بينهما وذلك للحصول على دقه عاليه فى النتائج.

Transit-5b.jpg

من الرسم يتضح لنا:
1-أرجل المنصه الاربعه هى LEG-A, LEG-B, LEG-C& LEG-D
2-فى الدوران الاول يتم تسجيل النقاط بالترتيب حيث ان FIX-1 يتم اخذه عندما تكون نقطه الرصد على خط مستقيم تماما مع LEG-A, LEG-B ثم يتحرك القارب فى اتجاه عقرب الساعه ويتم اخذ النقطه الثانيه FIX-2 عندما تكون نقطه الرصد على خط مستقيم مع الرجلين التاليين مباشره وهما LEG-B, LEG-C وهكذا حتى ننتهى من الدوره الاولى فنكون بذلك حصلنا على ثمان نقاط من FIX-1 حتى FIX-8.
3-يتم تكرار هذه العمليه ولكن فى الاتجاه الاخر وهو عكس عقارب الساعه ونحصل بهذه الدروه الثانيه على ثمان نقاط اخرى من FIX-9 الى FIX-16
4- لايشترط ان تكون نقطه رقم 1 ونقطه رقم 9 هما عند نفس الرجلين اذا كانت علميه حساب الاحداثيات ستتم عن طريق الاوتوكاد. اما اذا كانت عمليه حساب احداثيات منتصف المنصه ستتم ببرنامج او عن طريق جدول EXCEL فيجب ان نعرف كيفيه عمل البرنامج او الجدول ثم تتم عمليه الرصد بناءا علي طريقه الحساب
5-يتم مقارنه احداثيات منتصف المنصه المعلومه مع الاحداثيات المرصوده. كلما كان الفارق بين الاحداثيين (المرصود والمعلوم) قليلا فهذا يعنى اننا نحصل على نتائج سليمه من ال GPS.
اما اذا كان الفارق كبيرا فليس بالضروره معناه اننا نحصل على نتائج غير سليمه من ال GPS فقد يكون هذا الفارق الكبير هو خطا فى الرصد او يكون التسجيل على برنامج المساحه متاخرا قليلا عن تطابق الثلاث نقاط سويا.
ولذلك يفضل اعاده هذه المعايره مره ثانيه قبل الحكم على نتائج ال GPS.

وهذا النموذج لعمليه ال TRANSIT FIX

transit fix sheet.jpg

ازجو من المشاركين فى الموضوع محاوله عمل جدول EXCEL لحساب احداثيات مركز المنصه فى حاله وجود 16 نقطه كما سبق وشرحنا هنا
ولكم جزيل الشكر