WKT-E无线电波透视仪使用说明书(国际版)

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ISO9001:2000 认证企业

煤炭科学研究总院重庆分院

产品使用说明书

WKTWKT-E 具通讯功能无线电波透视仪

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Q∕MKC 114-2005

执行标准： 版 本 号： 出版日期：

Q/MKC 114—2005 3.0 版 2008-6-2008

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目 录

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概述..................................................................................................................................... 3

2 工作原理............................................................................................................................... 4 3 技术特征............................................................................................................................... 5 4 尺寸、重量........................................................................................................................... 6 5 仪器操作方法流程............................................................................................................... 6 6 软件部分............................................................................................................................... 9 7 打印成果图......................................................................................................................... 22 8 故障分析与排除................................................................................................................. 23 9 安全保护装置及事故处理 ................................................................................................. 23 10 保养、维修....................................................................................................................... 24 11 运输、贮存....................................................................................................................... 24 12 开箱及检查....................................................................................................................... 25 13 其他................................................................................................................................... 26

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1 概述

1.1 1.1 型号及名称 WKT-E 具通讯功能无线电波透视仪型号的组成及其代表意义： W K T–E 编号 透视 坑道 无线电波说明：WKT 系列无线电波坑道透视仪从上世纪 70 年代开始在煤矿应用，WKT 已被广大用户认同为无线电 波坑道透视的专用词，无线电波坑道透视仪的型号从现在以至今后只在编号上改动, WKT 不变。

1.2 1. 2 系统组成 WKT-E 型具通讯功能无线电波坑道透视系统由便携式井下 WKT-E 型无线电波坑道透 视仪和地面资料处理系统组成，见下图。 WKT-E 型具通讯功能无线电波坑道透视仪由井下发射机、接收机、发射

天线、接收 天线及地面充电器组成；地面资料处理系统由计算机、打印机及软件系统等组成。

该系统整机重量轻；操作简单；仪器为数字

显示；自动纪录和存储；并由分析软件处理

成图。仪器探测距离 100~300M,最大 350M。

获煤炭部科学技术进步二等奖。

WKT-E 系列无线电波坑道透视系统

1.3 使用环境条件及应用范围 1.3 使用环境条件及应用范围 a) 使用环境条件 无线电波坑道透视是用来探测： 顺煤层两煤巷的各种地质构造异常体。 发射机与接收机 分别位于不同巷道中，同时做等距离移动，逐点发射和接收；或发射机在一定时间内相对固 定位置，接收机在一定范围内逐点观测其场强值。

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巷道之间探测

b) 应用范围 主要应用在探测： ① 地质构造破坏软分层带、瓦斯富集带等来预测瓦斯灾害区； ② 直径 10 米以上的陷落柱； ③ 断距大于三分之一煤厚的断层； ④ 富含水带； ⑤ 顶板垮塌或富集水的采空区； ⑥ 煤层厚度及产状变化带； ⑦ 夹矸厚度变化带； ⑧ 火成岩侵入体等。 2 工作原理

交替成层的含煤地层是非均匀介质， 电磁波在含煤地层中传播可分解为垂直层理和平行 层理方向， 在垂直层理方向是非均匀介质， 在同一煤层一定范围内平行层理方向上可近似认 为是均匀的。 采面巷道通常都是布置在同一煤层中， 电磁波透视是在顺煤层的两巷道或两钻 孔中进行， 因此透视时的电磁波传播仍可利用均匀介质中的传播公式， 假设辐射源(天线轴) 中点 O 为原点，在近似均匀、各项同性煤层中，观测点 P 到 O 点的距离为 r,P 点的电磁波 场强度 Hp 由下式表示：

H P = H0

e β r f (θ ) r

式中： H 0 — 决定于发射功率和天线周围煤层的初始场强；

β — 煤层对电磁波的吸收系数； r —P 点到 O 点的直线距离(m);f (θ ) —方向性因子， θ 是偶极子轴与观测点方向的夹角。4

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在辐射条件不随时间变化时，Ho 是一常数，吸收系数β是影响场强幅值的主要参数， 它的值越大， 场强变化就越大。 吸收系数与电磁波频率和煤层的电阻率等电性参数有直接关 系：在同一均匀煤层中，频率越高吸收系数就越大，电磁波穿透煤层距离就近；煤层电阻率 越低，吸收系数也越大。 煤层中断裂构造的界面， 构造引起的煤层破碎带、 煤层破坏软分层带以及富含水低电阻 率带等都能对电磁波产生折射、反射和吸收，造成电磁波能量的损耗。如果发射源发射的电 磁波穿越煤层途径中，存在断层、陷落柱、富含水带、顶板垮塌和富集水的采空区、冲刷、 煤层产状变化带、 煤层厚度变化和煤层破坏软分层带等地质异常体时， 接收

到的电磁波能量 就会明显减弱，这就会形成透视阴影( 异常区)。矿井电磁波透视技术，就是根据电磁波在 煤层中的传播特性而研制的一种收、发电磁波的仪器和资料处理系统。可见，矿井电磁波透 视技术在探测矿井采面和顺煤层两钻孔之间、 两石门之间内的地质异常体及瓦斯灾害区是有 理论依据的，是完全可行的。

3 技术特征

3.1 3. 1 主要性能 a) 探测距离：巷道间距离 150~350m; b) 仪器使用寿命：根据煤矿井下使用环境，仪器使用寿命 5~6 年。 3.2 3. 2 主要参数 a) WKT-E 发射部分 ibI(150℃)本质安全型；

防爆型式：

工作频率(MHz):0.3, 0.5, 1.5; 频率稳定度： 发射天线： 供电电源： 工作电压： 不劣于 5×10-6; 环形天线或钻孔天线； 1.2V×16节3.6Ah的镍氢电池，连续工作3h 模拟电路12V,数字电路5V

输出功率误差： 功率输出误差小于5% b) WKT-E 接收部分 ibI(150℃)本质安全型；

防爆型式：

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工作频率(MHz):0.3, 0.5, 1.5; 接收灵敏度： 显示方式： 供电电源： 工作电压： 测量范围： 数据通讯： 接收天线： (信噪比 3:1) <0.05µV/m; 数码管数字显示； 1.2V×15节1.8Ah的镍氢电池，连续工作4h 模拟电路12V,数字电路5V 0.1~113.9dB RS232串口通讯 环形天线或钻孔天线

尺寸、 4 尺寸、重量

4.1 外形尺寸 4. 1 外形 尺寸 ● 透视仪发射机：长 24cm ● 透视仪接收机：长 29 4.2 重量 ● 透视仪发射机：<5Kg ● 透视仪接收机：<4.5Kg 宽 9.5cm 宽 12 高 21 高 2.5cm

5 仪器操作方法流程

5.1 观测方法 5.1 观测方法分同步法和定点法。同步法(一对一) :发射 机与接收机同时逐点移动， 并在各测点分别发射和接收场强值；定点法(一对多) :就是发射机相对固定，接收机 在一定范围内逐点观测其场强值。由于发射机不便频繁移动，通常多采用定点法观测。 5.2 观测点的布置 5.2 布置测点前须对工作面有一定了解(如工件面的位置和平面形状、掘进中揭露的构 造、煤层厚薄变化、瓦斯和含水等情况) ,对于推测异常区域可采用加密测点的方法来 提高透视精度。布置测点时，测点号不能重复。实际测点号位置应与图纸相符。一般相 邻接收点间距离为 10 米，发射点间距为 50 米。每一个发射点，接收机可相应的接收 10~15 个点，接收点与发射点之间所形成的扇形夹角不大于 45 度。如有条件，选择地 质条件正常、干 扰因素少的地段，在一条巷道布置 1~2 个发射点，作透视条件试验: 接收从离发射机 30 米的地方开始，每隔 10 米 接收一个数据，一直到接收值不再下降6

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为止。目的是求该发射机发射的电磁波在该工作面煤层中的初始场强值

(Ho)、穿透距 离 D 及煤层的吸收系数(β)。 发射机使用、 5.3 发射机使用 、 操作 a) 在约定发射点，联接好发射天线，将发射天线尽量撑开，并将天线以垂直巷道走向方 向竖直挂置。 b) 将频率选择开关旋至事先所选择的工作需频率(0.3、0.5MHz 或 1.5MHz)处。 c) 到约定发射时间，打开电源开关，调节调谐旋钮，使面板表头指针偏转角度最大。使 发射机在此状态下稳定发射约定时间(通常为 3 分钟) 。注：发射机发射过程中，数码管显示窗口，前面显示电压，后面显示时间，一般发射 3 分钟后蜂鸣器 开始响；电压低于 17.6V 后计时开始变乱，蜂鸣器开始不按 3 分钟响，仪器仍能正常发射，提示电池还可 工作一段时间但不会太长；电压低于 15V 后，电池马上就要没电，仪器不能正常发射，最好不要再发射。

d) 一个点发射完后，关掉电源、频率选择开关不动，取下挂置的发射天线，将其搬至下 一发射点。重复 1-4 步骤，直到最后一个发射点。 e) 发射完成后，关掉电源，将频率开关拨至“断”处，结束井下工作。 接收机使用、 5.4 接收机使用 、 操作 接收机的一般操作流程 清 ①开机 ②原有数据处理 不清除 ④增量点号设置 ⑤场强值测量 ⑥数据通讯 除 ③频率设定

a) 开 机 开机前应先按下“复位”键(不松开),再开启电源开关， 然后松开“复位”键。 此时接收机先后显示： “Ε- “×× ××” (仪器型号、当前频率) ×××.×” (当前频率和当前接收值或叫开机状态)

b) 原有数据处理 在 “×× ×××.×” (当前频率和当前接收值或叫开机状态) 状态下键入 “有效” ,

接收机可能出现两种情况： Ⅰ.接收机内存有数据，则显示- -TR- -。对接收机内的原有数据可执行清零和不清 零两种操作。此时键入“清零” ,接收机显示“4-C 1-CH” ,按“1”不清零，按“4” 005” (此意为7

清零，并用“有效”键确认之。完成上述操作后，接收机显示： “PS

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发射点号为 005 号),接收机在清除数据后频率自动到默认的 0.5MHz。 Ⅱ. 接收机内存没有数据，接收机直接显示： “PS c) 频率设置 按步骤①、②后，按“复位”键进入开机状态,按“重显/重写”键，接收机显示： “ 1-3 2-5 ” 005” 。

此时键入 1 则选中频率为 0.3MHz; 键入 2 则所选频率为 0.5MHz;键入其它数字键则 1.5MHz 频率被选中，用户可根据需要选择所需频率。选中频率后，接收机显示： “×× ×××.×” (当前频率和当前接收值) 频率一经选中将不再变化，直到 。 005”或“PS

重新设置为止。频率选中后, 按“有效”键, 接收机直接显示： “PS ×××” 。 d) 增量、点号设置 Ⅰ增量设置 在

“PS ×××”状态下按“增量” 键，接收机显示： “P8 +

9-” (发射

点设置状态) 。由小点号向大点号，测量选“8” (递增) ;由大点号向小点号测量选“9” (递减) 。例如：选“8”接收机显示： “PS 一般地，将 1 改为 5 ( “PS + + 1” ,这表示发射点点号每次递增 1。

5” ,这表示发射点点号每次递增 5(每隔 5 个点发射 )

一次) 用户可根据实际情况选择相应数字，并用“有效”确认。 。 进入“R8+ 9-” (接收点设置状态) ,接收点设置与发射点设置类似，由小向大点号， 选“8” (递增) ;由大向小点号选“9” (递减) 。如：选“8”接收机显示： “RE + 1” , 这表示接收点点号每次递增 1。一般地，增量通常为 1(逐点接收), 并用“有效” 键 确认, 显示： “PS Ⅱ 点号设置 增量设置后， 输入第一个发射点号 “×××” 输入实际第一个发射点号， “有 效” , 按 确认。显示： “RE 000” 或“RE ××× ”, 输入第一个发射点的第一个接收点号， 005”或“PS ××× ” 。

并用“有效”确认。这时进入正式接收状态： “××× ×××.×”(第一个接收点点号和其接收值),等待发射。

注: 一定要区分发射点号跟对应的接收点号。 e) 场强值测量 Ⅰ 场强值的接收 连接好接收天线和接收机， 约定的时间发射后,接收机显示： “××× ×××.×” ,

接收天线垂直巷道，天线不动，如果接收值相对稳定，按“有效”键则该接收点号和分

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贝值存入存储器；存入数据后， 接收机显示“RE

×××” ,问是否去下一个接收点

号(此时若该接收点值未测准确,可重输第“×”个接收点号， 按“有效”确认，重复 前面工作重测该点值) 按“有效” 键确认去下一个接收点，接收机显示： , “××× ×××.×” ,到第二个接收点停一小会, 接收天线垂直巷道，天线不动，如果接收值相 对稳定，按 “有效”键则该接收点号和分贝值存入存储器；……重复接收操作。 Ⅱ 换发射点 在显示： “RE ×××”状态下，如果不去下一个接收点(即某一发射点对应的 ×××” ,自动换到下一发射点 ×××”状态

接收点接收完毕) ,按“换页”键，接收机显示： “PS 号，确认无误后按“有效”键确认；显示： “RE

×××” ,再在“RE

下输入第二个发射点的第一个接收点号 (一般在上一个接收点处退后 5 个点) 并用 ， “有 效”确认，这时进入等待接收状态，发射后,接收机显示： “××× ×××.×” ,接收

天线垂直巷道，天线不动，如果接收值相对稳定，按“有效”键则该接收点号和分贝值 存入存储器……重复接收操作。 ……重复 B 步操作，直到该巷道

结束。第一条巷道测量完毕后，先按住“复位” , 再关闭电源，松开“复 位”键。 Ⅲ 交换巷道 交换巷道后，在约定的时间开机，按“有效” ,显示： “----TR----” ,此时不能清 零，否则已测数据将丢失，按任一“数字” 键，显示： “PS ×××”重复④⑤操作。

(注：若测试点号由从小到大变为从大到小,设置“增量”时就选“9”递减；若测试点 号顺序仍由从小到大,就不用再设置“增量”了) 。 Ⅳ 关机 测量完毕后，先按住“复位” ,再关闭电源，松开“复 位”键。

6 软件部分

6.1 6.1 软件简介 本软件系统是用来处理无线电波透视资料的应用性软件，该系统具如下功能：对在井下 实际探测到的数据进行通讯；对测得的数据进行计算、CT 处理、分析，从而确定参数 H0、β, 得到平面交绘图、综合曲线图和 CT 成像图，圈定出工作面内的物探异常区；对平面交绘图、 综合曲线图和 CT 成像图进行编辑和整理；打印成果图和成果报告。 本软件是适用于 windows 操作环境的无线电波透视资料处理系统， 该系统采用图文交互界 面，形象直观、具有良好的人机对话功能，适用于各级用户。通过现场实际应用后证明，本系9

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统软件能有效、正确地处理资料，查找和解释出工作面内的物探异常区域。 6.2 6.2 安装步骤 a) 软件安装步骤 Ⅰ 把软件光盘插入光驱,安装文件会自动弹出以下界面(若光驱不能自动运行,可 以打开浏览光驱文件,在根目录下运行 autorun.exe 文件,随机打开如下界面)

Ⅱ 用鼠标左键点击“安装软件”,一直默认点击“下一步” (切记不能更改软件安 装目录) ,结束安装之前会出现如下界面：

Ⅲ 点击“install”等待安装完毕后，提示安装完毕，点击“Exit”结束安装

b) 加密狗驱动程序的安装 在软件主界面中，点击“安装驱动” 一直默认点击“下一步” , (切记不能更改软件

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安装目录)

c) 软件注册 Ⅰ在电脑 usb 接口插上软件加密狗,用鼠标点击桌面快捷菜单 “WKT 坑透仪” ,运行软件。 输入一工作面名，并按回车键。

Ⅱ 进入 CAD 系统，出现“授权号”窗口，选择“授权 AutoCAD2002” ,点击下一步， 进入“现在注册”窗口，将该窗口的申请号进行键盘复制(Ctrl+C) ,选择“输入授权号” 后点击下一步，然后打开光盘，点击“软件注册” ,会出现自动生成授权号的窗口，将申请 号键盘粘贴(Ctrl+V)到自动授权号窗口中，会自动生成一个授权号，将其复制，并且粘贴 “到现在注册”窗口中，选择国家“中国” ,再点击完成，整个软件安装完成。

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软件注册窗口 6.3 操作流程 运行桌

面快捷方式 WKT 坑透仪

见上图输入需要处理的工作面名；如 6222 后，进入如下处理系统主菜单(以下叫用 户平台):

在系统的用户平台中给出了六种操作选择,在通常情况下,我们根据最常见的操作步骤,按 照从数据采集到数据处理,再到 CAD 处理和 CT 成像、 以及成果图的打印和报告的提出的顺序来 一一解说.

a) 数据通讯 用通讯线连接好坑透仪和计算机，在用户平台下选 1 进入 CT 系统菜单，选 1 进入通讯菜

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单，再选 1 出现如下提示：

按提示，如果按空格键进入如下的通讯等待状态：

此时，打开透视仪接收机电源，按“有效”键显示--TR--,再按“输出”键，显示 1—T 2—CH,选“1”键就向计算机传输数据，选“2”返回不通讯。通讯完毕后回车，在界面提示 下返回用户平台。 b) 原始数据编辑 在用户平台下键 7 退回到 windows 视窗环境，在 C:\WKTCT\TR 文件夹下可对通讯数据进 行编辑。注：若用 0.3MHz 频率探测，形成 F6222.TR 和 F6222.TR1 文件；若用 0.5MHz 频率探测，形成 F6222.TR 和 F6222.TR2 文件；若用 1.5MHz 频率探测，形成 F6222.TR 和 F6222.TR3 文件。

后缀为.TR 的文件放置所有频率的数据，其中 0.3MHz 频率的数据为实际值，0.5MHz 频率 的数据加 300dB,1.5 MHz 频率的数据加 600dB; 后缀为.TR1 的文件放置 0.3MHz 频率的数据，为实际值； 后缀为.TR2 的文件放置 0.5MHz 频率的数据，为实际值； 后缀为.TR3 的文件放置 1.5MHz 频率的数据，为实际值。 实际处理时， 只调用后缀为.TR 下的数据， 编辑数据前， 必须用后缀为.TR1 或.TR2 或.TR3 的文件覆盖后缀为.TR 的文件。若要编辑 6222 工作面的原始数据，可在 C:\WKTCT\TR 文件夹 下， 双击该工作面的 tr 文件， 如双击 f6222.tr, 可对井下无用的测点删除或修改测点。 注意： 编辑数据时不能改变数据格式，当删除某一发射点对应的一个接收点后，必须将“Recive Number”的数据大小减 1,同时要修改接收点的序号；当删除某一发射点的所有数据时，则13

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“Shot Point Maxnumber”,的发射点个数要减 1。原始数据编辑完后必须注意保存。 c) 画工作面

在用户平台下按 2 进入 CAD 系统，先设置工作面图形的比例尺(一般设为 1:1000) , 把鼠标移到输工作面子菜单下单击设置进入比例尺设置菜单，按设置菜单提示选择比例 尺。

工作面巷道输入，一般把工作面运输巷和风巷输成双线巷道，两端输成单线巷道。为输工 作面方便， 先把整个工作面平面图各个拐点的相对坐标确定下来， 可把工作面平面图的左下角 作为起点， 坐标通常定为 (10, 110) 以运输巷的输入为例： 。 选巷道输入菜单中的双线巷道后， 显

示： 输入起点： , .... (输入起点的相对坐标) X0,Y0

下一点： ... (输入下一个拐点的相对坐标)X1,Y1 · · · · · · 下一点： ,按空格键结束一条巷道输入。 ... (输入最后一点的相对坐标) 请输入巷道宽度： ....... (实际宽度，如 3m) 请输入一点指明巷道布置在哪一边： (把鼠标十字交点移到工作面外侧，单击鼠标左键确 定) 风巷输入方法同上。上两条巷道输入完毕后，再输两端单线巷道。

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d) 布置测点 把鼠标移到输工作面子菜单下单击布置测点，按屏幕左下角提示，先用捕捉小方框 选择要布置测点的巷道(注：选择双线巷道的内线),巷道选中后按提示依次输入； 输入第一个测点的 x 坐标： (即起始测点相对 x 坐标) ........... 输入测点个数： ) ...... (输所选巷道实际测点个数，个数可多输不能少输。 输入测点间隔： 输测点间距离，一般为 10m) ...... ( 输入第一个测点的点号： (第一个测点的编号) .......... 输入显示测点间的间隔： (一般为 5) .......... 输入测点书写位置： ........ (移到鼠标，鼠标十字交点在起始测点正上方或正下方单击) 另一条巷道的布置方法同上。下图就是一个布置好测点的工作面:

e) 划分网格 在输工作面子菜单中选划分网格，显示： 要划分网格吗？(Y/N) ........ .. ..:输入 Y 输入网格宽度： ...... (一般为 5)15

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输入网格高度： ...... (一般为 5) 上述操作完成后，将捕捉小方框分别移到工作面四条内线上单击鼠标左键选中各边界

下图即为一个已划分网格的工作面：

f) 存储已改动信息 以上四步操作完成后，则完成工作面输入任务，在输工作面菜单中选择存贮工作面 ， .....

至此，工作面的模拟已经结束，关掉该 cad 文件，同时关掉用户平台，随机进入 CT 文件处理 阶段。 H0、 6.4 计算 H0、β,平面交绘和 CT 处理 双击桌面 WKT 快捷方式，在用户平台下选 1 进入 CT 系统主菜单，见下屏幕显示：

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a) 计算 H0、β 在上图所示的 CT、CAD 系统主菜单下选 2 进入如下计算 H0、β的主菜单：

Ⅰ先分每个剖面计算 H0、β,选择 1 后在屏幕显示的 Press any key?后按回

车键(即

),屏幕显示：

按 Y 键，计算机自动计算所有的剖面的 H0、β .................. . . . Y/N? 按 Y 后 .. .. 计算机就自动的把每个剖面的 H0、β计算完后，按回车键继续Ⅱ 分段计算 H0、β,在计算 H0、β主菜单下选择

2 后在屏幕显示:Press any

key?后按回车键(即 ),屏幕显示： 你想分成几段计算 H0、β ? ......... . . . . 一般一个工作面分成一段计算 H0、 列如最小点号 0 最大 600 输入 β, (0, 600 ) THE DATE IS OK! Y/N 输入 Y 如果工作面太长且均匀性较差时,可分成几段计算 H0、β。接下来按屏幕提示进行操作，键入 Y 后，屏幕显示： DO YOU WANT TAKE IN DATE % ? . .. .. .. . .. . . .. .. . ... . 输入的百分数一般为：80 ,分为几段计算，则输入几次百分数。之后屏幕显示：

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连续 ，进行叠代计算，直到返回上级菜单。b) 平面交绘 在 CT、CAD 系统主菜单中，选 3 后屏幕显示： 按L键，打印 H0、β;R 键，修改 H0、β;N键，重新分段；任一键(最好用回车键) ....... . . ..... . ................... ,继 . . . . . . .. 续 . 这里选R键对 H0、β进行适当修改，H0、β的值要参考先前分剖面计算后选定的 H0、β值， 对每段的 H0、β有针对性地修改，但相差不宜太大(一般 H0 的范围在 110~155dB 之间，β在 一般 110~155dB 之间， -0.2~-0.55 之间)。修改完后，屏幕显示： 0.2~ 之间 输入你要观察的综合曲线的序号。? ................ 此时可把任一剖面(第 N 发射点)的综合曲线调出，如要观察第 4 剖面，就输入 4 后，调 出该剖面的综合曲线图：

在上图最后一行？号后，输入剖面号便可调出其它综合曲线观察。在所有曲线图中，除 除 个别干扰点外，理论曲线应在实测曲线上方 个别干扰点外，理论曲线应在实测曲线上方，否则，再次按R对 H0、β进行适当修改，H0、β 取值应满足如下条件： 第一， 第二， 理论曲线应与实测曲线尽量靠近； 除个别干扰点外，实测曲线大部分应在理论曲线应下方。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n57i.html