水下地形测量方法及其选用分析
水下地形测量技术方法应用分析
水下地形测量技术方法应用分析摘要：近年来，我国水下地形测量技术获得了长足发展，广泛应用于生产实践，并取得了比较理想的应用效果。
文章概述了水下地形测量技术方法，探讨了水下地形测量技术方案。
关键词：水下地形；测量；测量技术引言随着科技的进步与时代的发展，我国的水下地形测量技术已经被广泛应用到各个行业的各个领域当中。
不管是城市的防洪还是河道的整治、港口的建设与海底的探矿都需要对水下的地形进行合理的勘测并进行准确定位。
目前我国的水下地形测量技术仍旧存在许多不足与缺陷，这就要求我们必须对其加以完善，来进一步制定出更加符合时代与社会需要的测量技术方案。
一、水下地形测量概述水下地形测量在水库、港口、码头、桥梁等工程建设中发挥着重要作用，在防洪减灾的应用中也显示出了巨大的经济效益和社会效益，是一项重要的工程建设技术。
传统的水下地形测量是利用经纬仪通过前方交会来获取地形点数据，随着GPS技术的迅速发展，水下测量技术也取得了很大的进步，已趋于成熟，基本上定型于“GPS+计算机(含数据处理软件)+测深仪”的测量模式。
水下地形测量主要包括定位和测深两大部分。
定位的作用是不言而喻的，目前的水上定位手段有光学仪器定位、无线电定位、水声定位、卫星定位和组合定位。
平面位置的控制基础主要是陆上已有的国家等级控制点，卫星定位如采用差分方式，其岸台亦多采用已知控制点，以求坐标系统的统一。
水上定位同时，测量水的深度是确定水下地形的重要内容。
测深主要靠回声测深仪进行。
利用水声换能器垂直向下发射声波并接收水底回波，根据回波时间和声速来确定被测点的水深，通过水深的变化就可以了解水下地形的情况。
二、水下地形测量技术方法1、水深测量根据使用的测量工具，测深方法主要有：人工测量、单波束声呐测深仪测量、多波束声呐测深系统测量等。
（1）人工测量主要利用测深锤、测深杆对水深进行测量。
其中测深锤只适用于水深较小、流速不大的浅水区，且精度差、工作效率低，现已很少使用。
水下地形测量技术方法应用分析
水下地形测量技术方法应用分析摘要：由于水域面积大、储量大、区域连通性强，对海洋、湖泊、河流的测量非常困难。
测量方法复杂，条件有限，人力和物力资源投入大，测量数据精度低，偏差大。
因此，急需解决上述问题。
水下地形图和绘制相应的水下地形图，对我国水运、航道设计、水下资源勘探开发和水产养殖具有重大的现实意义和广泛的经济促进作用。
随着科学技术的进步，着GPS技术的广泛应用，尤其是RTK 技术的出现，使得水上测量采用RTK技术进行工作成为可能。
极大地提高了水深测量的作业效率、较大的提高了测量定位精度，使工程变得更经济。
因此，本文详细阐述了水下地形测量技术的应用。
关键词：水下地形测量；GPS；RTK；应用分析；水下地形测量对于水利工程的建设与使用有着非常重要的意义，一直以来，水下地形测量技术都受到关注，随着科技的进步，越来越多的新技术应用到水下测量当中，使得工作效率和经济效益实现了明显提升。
一、水下地形测量的特征及方法1.1水下地形测量的特征水下地形测量作为我国测绘科技的重要组成部分，由于自身的地形起伏，不能直接观测水下地形。
水下地形测量非常困难，这使得水下地形测量只能通过定位和深度测量来完成。
1.2水下地形测量的主要方法海底和湖泊是水下地形测量的主要目标。
水下地形测量测量方法有多种，包括新的GPS-RTK技术和传统的水位测量与极坐标定位相结合，然后利用测量仪器进行水下三维坐标定位。
此外，在测量测量水域水深时，应首先测量不同测量点的水深，并有效转换为高程。
为有效地完成水下地形测量，必须同时进行水深测量和定位工作。
但传统的测量方法会受到仪器因素和自然因素的影响，使水下地形测量的难度更大，不能保证水下地形测量的准确性和准确性。
先进的GPS-RTK技术在水下地形测量中的应用对提高水下地形测量的效率和精度发挥着重要作用。
二、GPS-RTK技术工作原理GPS全球定位系统定位功能的实现，主要是利用卫星技术，通过高速运动的卫星瞬间位置确定已知点起算数据，应用空间距离后交会法，对需要测量地点的位置进行确定。
实验六水下地形测量
实验六 水下地形测量江河湖海水面以下常呈现复杂的地形。
为了研究河床、海岸的演变，确定河道整治方案，修建闸坝等水工建筑物，要有水下地形资料。
水下地形用等高线表示，除施测方法与陆地上有差异外，施测原理基本相同。
水下地形测量是利用船艇在水面上探测河道地形的一种方法，包括水位观测、测深和定位等内容。
水下地形测量与陆地地形测量一样，首先确定点的平面位置（称定位），再确定点的高程。
定位测量可采用经纬仪，六分仪进行；高程即测深可用回声测深仪，超声波测深仪，测深杆，测深锤等进行。
一、施测步骤1、首先在岸上布设平面控制点，即六分仪标杆所立之点（此项工作事先由老师安排作准备），见图所示；2、测深点布设，本次采用断面法，断面间距和测点之间的距离均为10--15米，每个小组要完成7--8个断面的测量任务；图6-15 水下地形测量示意图3、用六分仪后方交会法测定测点平面位置：A、在岸上首先确定好六分仪标杆，如图所示的A、B、C、D标杆，另外岸上须立起两根断面标杆，以供测船瞄准断面线用；B、测船沿端面线行驶，每隔一定距离，船上两名观测员各持一架六分仪，在同一位置分别测出角和角（如图所示），负责测深者也同时测出该点的水深，记录者根据点次依次记下观测角和测点水深，照此办法测完每个断面为止；C、要求各测点对两个六分仪标杆之间的夹角和大于20、小于130，以便测点位置交会准确；D、需要注意的是，角和角一定是六分仪标杆之间的夹角，这样才能在图纸上定出测点的位置；4、水深及水位测量：水深用测深锤测量；水位按假定水位，这里假定水位为30米；测点高程=水位-水深5、业内及成果整理：A 、整理测量记录，算出测点高程；B、利用三臂分度规将各测点高程展绘在图纸上；C、勾绘等高线，绘出水下地形图。
图6-16 某河段水下地形图二、要求用手持式激光测距仪进行定位，用便携式超声波测深仪量测水深，然后用三臂分度规将所测的点的平面位置绘在图纸上，并标上相应点的高程，据此勾绘出等高线，即水下地形图。
水下地形测量技术方法应用分析
水下地形测量技术方法应用分析摘要：随着我国经济的不断发展和科学技术的不断进步，水下地形测量作业得到了良好的支持。
在实践中，工作人员需要采用多种科学、合理的手段来完成水下地形测量目标，从而让水下地形测量技术方法发挥出最大的作用，创造更多经济效益、社会效益。
就目前来看，我国水下地形测量技术方法日益革新，而测量单位对技术的了解、应用始终存在不足，这也就使得水下地形测量技术方法无法充分发挥出其作用。
面对这种情况，有关部门应当积极协助测量人员达成对技术的合理应用，并且在分析实践问题的基础之上提出相应的解决方案，为水下地形测量作业的质量、效率提供支持。
基于此，本文将以水下地形测量技术方法作为研究对象，针对其应用展开分析，旨在提升我国测量单位、测量人员对水下地形测量技术方法的应用能力，从而更好地满足水下地形测量作业的需要。
关键词：水下作业；地形测量技术；方法；应用；分析引言：相较于一般的陆地地形测量作业而言，水下地形测量的复杂程度和困难程度更高，而这就为相关单位带来了严峻的挑战[1]。
在水域开发的初始阶段，测图工作必不可少，而这就需要测量单位以高度专业的方法来实行测量作业。
接下来将针对水下地形测量技术方法的应用展开进一步分析。
一、水下地形测量的相关概述陆地地形测量以及水下地形测量共同被列为测量行业的两大重点。
相较于陆地地形测量而言，水下地形测量呈现出更高的复杂性，对测量单位的技术要求较高。
虽然水下地形测量作业的对象是在水下，但工作人员往往会在水上来开展相关作业，这也就使得测量难度直线上升。
由于水下地形测量技术方法的选择较多，所以测量单位在确定测量方法时，不仅应当从自身的实际情况出发，而且还应当依据水体的流速、深度、宽度等指标，只有这样才能让水下地形测量的开展更为通畅。
例如，当水域宽度、流速较小时，工作人员可以借助经纬仪、标尺、标杆等测量工具，而在对所获取的数据进行处理时，测量人员可以利用极坐标法、断面法。
在实际选择所采用的水下地形测量技术方法时，测量单位还应当考虑测量的标准。
如何进行海洋测绘和海底地形分析
如何进行海洋测绘和海底地形分析海洋测绘和海底地形分析是一项重要的工作，对于了解海洋的地理形态和海底地貌具有重要意义。
本文将围绕如何进行海洋测绘和海底地形分析展开讨论。
首先，海洋测绘是指对海洋进行详细的测量和绘制，以获取准确的地理信息。
在进行海洋测绘时，最常用的方法是利用声纳技术，即通过发送声波并测量其返回的时间来确定海底的深度。
这种声纳技术被称为多波束测量，它能够提供高分辨率的海底地貌图像。
此外，还可以利用卫星遥感技术对海洋进行测绘，通过卫星获取的影像数据可以揭示海域的地理特征和海底地貌。
在进行海洋测绘时，需要注意一些因素以确保测量的准确性。
首先，海洋测绘需要考虑的因素之一是海洋的潮汐变化。
潮汐对海洋测绘的结果有重要影响，因此需要在测量时考虑潮汐的变化并进行相应的校正。
另外，海洋测绘还需要考虑海洋的水下生态环境，不应对海洋生物造成不必要的干扰。
海底地形分析则是根据海底地形的特征和形态进行详细分析和研究。
海底地形分析能够揭示海底的地理特征、构造特征以及海底的地质历史。
通过分析海底地形，可以了解海域的地貌特征，如海底山脉、海沟、海底平原等，并可以对海洋资源的分布和形成进行研究。
海底地形分析的方法多种多样，常用的方法包括地震勘探、测距测深和基于遥感技术的影像分析等。
地震勘探是一种常用的海底地形分析方法，通过发送地震波并通过接收反弹回来的波来了解海底地形和岩层结构。
测距测深是通过测量声波在水中的传播速度来确定海底的深度。
此外，基于遥感技术的影像分析也可以在一定程度上揭示海底地形的特征。
值得注意的是，海底地形分析不仅仅关注海底的地貌特征，还需要考虑海洋的动力学过程对地形演化的影响。
例如，海洋中的海流、波浪和海底沉积物的运动都会对海底地形产生影响，并对海底地貌的形成和演化产生重要影响。
海洋测绘和海底地形分析在许多领域都具有重要作用。
首先，它们对于海洋资源开发具有重要意义。
通过对海洋的详细测绘和海底地形的分析，可以更好地了解海洋的资源分布和潜力，为海洋资源的合理利用和保护提供科学依据。
如何使用无人船进行水下地形测量
如何使用无人船进行水下地形测量无人船（Unmanned Surface Vehicle，USV）是指没有船员操控的船只，由电子设备和自主系统进行控制和导航。
随着科技的不断发展，无人船在水下地形测量中的应用越来越广泛。
本文将探讨如何使用无人船进行水下地形测量，介绍相关的技术和方法。
一、无人船的优势和适用范围无人船相比传统的有人船具有许多优势。
首先，由于无人船没有船员，因此可以在危险或恶劣的环境中进行工作，人员安全得到保障。
其次，无人船具有自主导航和避碰系统，能够进行自主避碰和路径规划，提高任务执行的效率和准确性。
此外，无人船还可以通过安装各种传感器和设备，实现多种任务需求，具备较高的灵活性和适应性。
在水下地形测量方面，无人船可广泛应用于河流、湖泊和海洋等水域的地形测量。
由于无人船可以搭载多种传感器（如声呐、激光测距仪等），可以对水下地形进行精确测量和绘制地图。
在水下勘探、海洋资源开发以及灾害预警等领域，无人船的应用具有巨大的潜力。
二、无人船水下地形测量的技术和方法1.声纳测深技术声纳是无人船进行水下地形测量最常用的技术之一。
无人船上的声纳设备通过发射声波，测量声音在水中传播的时间和速度，从而探测水下物体的位置和形状。
利用声纳设备采集的数据，可以生成水下地形的三维模型或地图。
2.激光测距技术激光测距技术是一种常用的无人船水下地形测量方法。
通过激光器和接收器，利用激光脉冲在水中的传播速度和反射回来的时间，可以计算出水下物体的距离和形状。
激光测距技术具有高精度和快速响应的特点，适用于对水下地形进行精确测量。
3.摄像技术无人船可以搭载水下摄像设备，通过拍摄水底的图像和视频，获取水下地形的视觉信息。
利用摄像技术，可以对水下环境进行实时监测和观察，获取更加直观的地形信息。
除了以上的技术和方法，无人船还可以结合GPS、惯性导航系统等其他定位和导航技术，提高水下地形测量的精度和可靠性。
通过数据的采集和处理，可以生成水下地形的三维模型和地图，为水下勘探、海洋资源开发以及环境保护等领域提供重要的数据支持。
水下地形测量推荐方案(RTK无验潮)
上海华测水下地形测量RTK无验潮推荐方案上海华测导航技术有限公司中国上海目录一 RTK技术原理 (3)二水下地形测量无验潮原理 (3)三具体施工流程 (4)1. 测量前的准备工作 (4)2.施工区域内参数的获取 (5)3.水下地形测量的实施 (5)4.内业数据的处理 (5)5．设备安装及界面示意图 (6)四．X900双频RTK性能介绍及主要指标 (10)(一)产品简介: (11)(二)产品优势: (11)（三）技术参数 (12)五．华测D330单频测深仪性能及技术指标 (15)六．标准配置清单： (16)七．华测售后服务承诺 (18)八:上海华测水上经典客户（排名不分先后） (19)水下地形测量推荐方案（RTK无验潮）目前RTK-GPS技术作为新一代的卫星导航定位方法已经很成熟，因其具备全天候、精度高、作用距离远、效率高的特点，与传统的测量方式相比有着巨大的优势，已被广泛的应用于各种工程测量之中。
特别是水上施工定位、水下地形测量的广泛应用，使得GPS成为海上船舶定位必不可少的选择，极大的提高了工作效率，解决了常规仪器不能解决的问题。
一RTK技术原理RTK GPS实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术。
其系统组成主要有GPS接收设备、无线电数据传输系统及支持实时动态差分的软件系统三个部分组成。
具体做法是：在基准点上设置参考站，连续接收可见GPS卫星信号，并通过数据链电台实时地将测站坐标及观测数据传送到流动站。
流动站在接收GPS卫星信号的同时，根据参考站传输来的数据，由软件系统根据相对定位的原理进行差分解算，实时的得出流动站的三维坐标及精度。
二水下地形测量无验潮原理水下地形测量的主要任务是确定水下某一点的泥面标高, 即A点的平面坐标(X, Y,Z)GPS（x,y,h0）水面A点(x,y,z )换能器ha s H其中：h=天线高a=吃水H=水深b=杆长b水底其中水底高程Z 只和h0及S 相关，与潮位无关，从而达到无验潮。
内陆水域水下地形测量技术规程
内陆水域水下地形测量技术规程一、内陆水域水下地形测量技术规程简介内陆水域水下地形测量技术规程旨在确保内陆水域水下地形测量工作的准确性，同时也旨在提高测量作业处理的效率。
本规程强调对应用技术的质量控制，其目的是提高测量的精确性，减少出错的可能性，并为测量过程中可能出现的问题提供解决方案。
内陆水域水下地形测量技术规程包括：船舶选择与航测设备、航测仪器安装及校准、测量路线设计、水下地形测量操作、航测数据处理、水下地形处理、水下地形数据管理等方面。
二、船舶选择与航测设备1、船舶选择内陆水域水下地形测量工作所需的船舶应符合以下要求：（1）船舶体型应小巧便捷，且性能可靠，具备良好的操纵性；（2）船身下仰角应小，且有足够的载荷能力，以便携带测量设备；（3）船舶的稳定性应足够，能够满足测量要求；（4）船舶的机动性应足够，以便在测量过程中能够快速转向。
2、航测设备内陆水域水下地形测量工作所需的航测设备应有：（1）潮汐计：用于记录海水深度及潮位变化；（2）水下声纳：用于记录周围水体的深度及地形；（3）水下摄影机：用于记录水下地形的照片；（4）海底网：用于记录水下地形的细节；（5）GPS：用于测量船舶的位置及航向。
三、航测仪器安装及校准1、安装在船舶安装航测仪器之前，必须先将其安装在一个固定平台上，以确保其安装的准确性。
在安装过程中，应注意安装仪器的振动，以免影响测量精度。
2、校准在安装完成后，应对各个仪器进行校准，以确保其准确性。
校准的方法主要有两种：一种是采用计算机软件进行校准，另一种是采用物理方法进行校准，例如使用水下模拟器对仪器进行校准。
四、测量路线设计测量路线的设计应考虑水域的特点、仪器的性能、船舶的性能及安全等多项因素。
具体而言，应在测量路线设计中考虑以下几个方面：（1）船舶选择：按照测量任务，选择合适的船舶；（2）航测仪器：根据测量任务，选择合适的航测仪器；（3）测量路线：根据测量任务，为船舶设置合适的测量路线，以便获取原始数据；（4）测量过程：根据测量任务，制定测量过程，以便在测量过程中收集有效数据。
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水下地形测量方法及其选用分析
摘要：本文简要介绍了水下地形测量大致的内容，接着就平面定位和立面深
度位置测定的方法进行全面阐述，对比对了两个方面的多种方法之间的优劣势，
选用的具体情况，最后介绍了当前常用的先进技术结合应用现状。
关键词：水下地形测量；GPS-RTK技术；方法选用；技术分析
Abstract: this paper briefly introduces the measuring the content of the
underwater topography roughly, then plane positioning and facade methods of
determining the depth location for full explanation, compared to the two aspects of
between the advantages and disadvantages of various methods, the selection of
specific circumstances, at last, the paper introduces the current situation of the
application of advanced technology.
Keywords: underwater topography measurement; GPS-RTK technology; Chosen
methods; Technical analysis
引言
随着我国经济的迅猛发展，水利水电事业的高速前进，水下地形的测量和绘
图工作挑战越来越多，必须全面了解水下测量比较使用的方法，继而根据具体工
程情况科学合理运用，这样才能在实际工作中创造最大化的经济效益和社会效
益。目前我国水下地形测量存在着部门难题亟待解决，包括水下地形的测量数据
处理方法及绘图过程现代化程度较低、地形测量缺乏工作效率且方法较多较杂没
有形成体系，本文总结了相关内容以寻找解决方法。
水下地形测量概述
常规情况下的水下地形测量主要包括三方面工作内容，即：平面定位、深度
位置测定和水位的观测。第一步工作内容是沿着河道两岸按照一定密度的设计要
求建立控制点体系，根据测深的精度要求、瞬时的可能水位差和水位变化模型对
测定的影响，确定数量来布设水位站，保证水位站密度满足所需要控制的范围内
部内插之后水位的精度要求。第二步运用现代导航软件和GPS等硬件设施进行
测深船定位，指挥测深船航行于指定的测量断面中，定时采集导航软件和测深系
统所采集的观测数据。最后对所采集的数据进行处理，将实测坐标转换至工程实
用坐标、修正测定的声速和水位变化值、改正时间同步情况，然后形成实用的地
形图。
平面定位方法
按照规范的相关规定要求，水下地形的平面定位误差必须控制在1.5mm
范围，对于平坦的底质可以适当放宽到2.0mm范围内。为了满足定位的精度要
求，需要全面的了解常用的几种平面定位方法，按照不同测区范围、深度和流速
等情况及测图比例尺寸要求，结合现有技术能力和仪器设备情况，最终加以科学
选择。
3.1 前方交会法
该方法适用性较为广泛，对于任何水域水下地形的位置测定都能够进行，在
经纬仪方向交会方法和大平板仪方向交会方法中应用较多。经纬仪方向交会方法
通过观测方向值来换算解析坐标展点，继而完成绘图，大平板仪方向交会方法则
是使用左右两个站点同时集中照准测船标志点，两个站点一个完成测图板另一个
完成透明纸绘图，最后内业操作完成控制点定位，图解完成绘图。相比较而言，
前者可以避免图解的误差，具有更高的精度，但是对内外业人员要求默契的配合，
需要较高实测经验的绘图人员完成。进行前方交会法测定平面位置的时候，常常
遇到水域面积较大导致交会方向的长度超越规范规定测区的情况，此时就需要使
用三台仪器进行立体交会，下图1即为三个测试点误差分析，图中还展示了同侧
不远定位点的测量精度较远离控制区域定位点的精度高。下图2为某河道两岸通
过对称的四测站组合式交会点，其可以依据交会角度优劣情况，适当的选取不同
的双组交会方向值最终定位。
图1 三个测试点进行前方交会法误差分析 图2 四测站组合式交会点平面
位置测定
3.2 六分仪后方交会法
该方法较多的应用在施测范围宽广的水域中，两个观测人员各自手持六分仪
站在测船上同步测定角度，再由船上的绘图人员使用三杆分度仪来进行图解定
位。该方法操作简单、适用性强，但是因为六分仪和三杆分度仪都存在偏心误差
不可避免的劣势，精度不够高，在1:5000及以下小比例尺寸水下地形测量应用
中效果较好。
立面深度位置测定方法
进行平面定位的同时需要进行里面的深度位置同步测定，这样才能准确
的描述水下地形实际情况和各要素特点。现有规范没有以定值形式规范深度测定
误差，其为根据具体的使用方法、感潮水域情况和实际测深情况以设置特定精度
的要求。
4.1 回声测深仪深度测定
水深测量的区域面积较大的情况下，回声测探仪可以充分发挥其快捷、方便
的优势，精度能够达到实际水深0.5%至1%范围内，对于一般的建设生产要求足
够满足，但是其容易受到漂浮物及水生植物的干扰，必须先行解决障碍物，常常
采用绳测或者杆测配合来完成。通过适当的侧前和侧后比测及相关的修正手段，
可以大大的提高回声测深仪完成的测深精度。首先当水位的变化高于0.1m的情
况下要对水位的修正，先进行不同时间不同水位的分级过程线水位测定，接着插
曲改正深度数值修正水位。其次是对测量船运动吃水情况的修正，船速及船动对
水深测定影响较大，进行修正值保证可以实现实际工作测量的精度要求。最后还
需要对测船倾斜的误差进行修正，采取现代化的先进方法予以缺陷弥补。
4.2 测杆测定深度位置
直接将标有分划尺寸的测杆插到水下进行水深的测深方法较为传统，在浅于
5m的水域测定较为适用，此外还要求水流速度小于1m/s。由于劳动量太大且受
到测杆杆长限制，该方法更多的是配合其他测深方法，以发挥其浅水区域较高的
精度特点，尤其是2m深度水域范围内杆测是目前水下地形最有效最精确的测量
方法。
多方法综合结合现状
5.1 测深仪结合全站仪水下测深操作
使用全站仪来跟踪水深测量点坐标位置，将棱镜始终保持在测深仪的换能器
常量上，测深仪测定换能器到水深点高差，棱镜进行测深点位置二次确认，继而
计算高程，最后采用坐标展点发来实现水下地形测量绘图，这就是完整的测深仪
同全站仪结合测深的操作流程。该方法适用性好，测船逆行或者顺行都能保证测
深精度，另一方面该方法不设置过多的组水尺，避免了中间误差，另外由于换能
器处于水下位置，不会受到水面波动等影响。
5.2 测深仪结合GPS-RTK技术测深操作
GPS-RTK技术应用下的测深仪操作首先要合理选择差分参考站，将该站点
三维数据输入系统，由系统实时解算流动站三维坐标，继而同步的记录测深仪观
测数据，完成水下高程值测定，后期采用成图软件进行内业处理，完成绘图。该
方法将RTK数字天线结合进测深仪测量系统之中，简化了操作的步骤，实现了
水下高程测量独立操作过程，而且作业的条件要求较低，定位测量精度较高，从
而保证了作业的效率，实现了水下地形测量的经济效益和精度要求。
6. 结语
水下地形测量方法多种多样，各自有着独特地优点的同时也都存在不足，必
须结合实际工程需要进行方法选择。除了外业测量方面的方法需要综合考虑以
外，现在的水下测量软件也存在操作不方便、数据不互通和分析缺乏科学研究等
缺陷，需要投入大量的科研工作。
参考文献：
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