USV'ler ve Çok Işınlı Ekosondalar Sualtı Araştırmalarında Nasıl Devrim Yaratıyor?
USV ve MBES: su yolu bakımı, güvenli gemi geçişi ve navigasyon rotası yönetimi gibi kritik görevleri destekler
giriiş
Sualtı araştırmaları, dünyamızın çeşitli alanlarında kritik bir rol oynar. Gemiler için güvenli navigasyon sağlamaktan su altı kaynaklarının haritasını çıkarmaya, kıyı erozyonunu ve su altı ortamlarını izlemekten su altı alanlarına döşenen boru hatları ve kablolar gibi altyapıları denetlemeye kadar bu araştırmalar hayati önem taşır. Ancak, geleneksel araştırma yöntemleri genellikle pahalı, zaman alıcıdır ve su derinliği ve görüş mesafesi gibi faktörlerle sınırlıdır.
Neyse ki, teknolojik gelişmeler bu alanda devrim yaratıyor. İnsansız Su Üstü Araçları (USV'ler), Çok Işınlı Ekosondalar (MBES) ile bir araya gelerek, deniz tabanının yüksek çözünürlüklü 3B haritalarını oluşturarak su altı araştırmalarında yeni bir çağ başlatıyor. USV'ler ve MBES'lerin entegrasyonu, su altı araştırmalarını dönüştüren ve okyanuslarımız için daha sürdürülebilir bir geleceğin yolunu açan önemli bir adımdır. USV'ler ve MBES'lerin su altı boru hattı araştırmalarında nasıl kullanıldığına dair spesifik bir örneğe bakalım.
Proje Arka Planı
Proje, bir kargo terminali yakınındaki önemli bir su yolunun su altı topografyasının incelenmesini içeriyordu.
Zamanla deniz tabanında tortu birikerek su derinliğini azaltabilir. Batimetrik araştırmalar, büyük kargo gemileri için gerekli derinliği korumak amacıyla tarama gerektiren alanların belirlenmesine yardımcı olarak, gemiye zarar verebilecek ve çevreye zarar verebilecek karaya oturma riskini en aza indirir. Çok ışınlı teknoloji, yüksek hassasiyetli ve yüksek çözünürlüklü su altı arazi verileri üreterek bu görev için idealdir.
Şekil 1 – Bir kargo terminalinin yakınındaki önemli bir su yolu
Geleneksel Zorluklar
Geleneksel araştırma yöntemleri, karmaşık ekipman kurulumu gerektiren ve seyir sırasında müdahaleye açık olan büyük araştırma gemilerine dayanır. Bu yöntemler derin ve açık su alanları için uygundur, ancak bu projedeki su yolu gibi sığ ve sıkışık alanlar için ideal değildir.
Şekil 2 – Geleneksel yöntemlerin sorunlu noktaları
Çözüm
Sığ su derinliği ve proje alanında gemilerin varlığı, USV'ye monte edilmiş taşınabilir çok ışınlı ekosondaj sistemini ideal bir çözüm haline getirmiştir. SatLab'ın yeni piyasaya sürdüğü HydroBoat 1500 USV, çok ışınlı batimetri araştırmaları için özel olarak tasarlanmış gelişmiş bir USV'dir. Yenilikçi dörtlü itici konfigürasyonu, bir trimaran gövdesine benzeyerek üstün stabilite sağlar;
Ayrıca, iki iticinin arızalanması durumunda bile, kalan iticiler aracı hareket ettirerek aracın çalışmaya devam etmesini sağlar.
Şekil 3 – USV ve Çok Işınlı Entegre Çözüm
HydroBeam M4 çok ışınlı ekosondara sahip HydroBoat 1500 USV birçok avantaj sunuyor.
Verimli veri toplama
İnsansız hava araçları geniş alanları hızlı ve otonom bir şekilde tarayabilirken, çok ışınlı sonarlar tek ışınlı sonarlara kıyasla daha geniş bir alanı kapsayabilir.
Geliştirilmiş güvenlik
İnsansız hava araçları (USV), personele yönelik riskleri azaltarak tehlikeli veya ulaşılması zor alanlara konuşlandırılabilir.
Daha iyi veri kalitesi
İnsansız hava araçları, insanlı gemilere kıyasla daha tutarlı bir şekilde veri toplayabilir ve bu da potansiyel olarak daha doğru sonuçlara yol açabilir.
Uygulama Şeması
1. Saha Veri Toplama
Rota planlaması
Ölçüm hattı düzeni: Tüm ölçüm alanını kapsayacak şekilde paralel hatlar yerleştirildi ve aralıklar su derinliğine göre ayarlandı. Dikey kontrol hatları ölçüm doğruluğunu sağladı.
Gelgit gözlemi
RTK gelgit doğrulaması, su derinliği ölçümünün doğruluğunu garanti altına aldı. Süreç boyunca, su derinliği ölçümlerinin hassasiyetini sağlamak için GNSS sistemi herhangi bir anormallik açısından sürekli olarak izlendi.
Kurulum ve kalibrasyon
Transdüser, HydroBoat1500'ün ay havuzuna yerleştirildi ve herhangi bir pozisyon sapmasını telafi etmek için yuvarlanma/eğim/sapma kalibrasyonuna tabi tutuldu.
Şekil 4 – Veri Toplama
2. Veri Son İşleme
SLHydro çok ışınlı son işleme yazılımı kullanılarak, veriler arazi çizimi, su derinliği veri incelemesi, harita düzenleme ve grafik çizimi iş akışına göre son işleme tabi tutulur ve son olarak bir harita oluşturulur.
Şekil 5 – SLHydro yazılımında Veri Son İşleme
Sonuçlar
Yüksek Çözünürlüklü Sualtı Arazi Haritaları
Proje, HydroBoat 1500 kullanılarak yüksek çözünürlüklü su altı arazi haritalarını başarıyla üretti
HydroBeam M4 çok ışınlı ekosounder ile entegre USV. Bu ayrıntılı haritalar net bir görünüm sağlar Gelecekteki bakım çalışmaları için hayati önem taşıyan ana su yolunun su altı arazisi ve yer şekillerinin resmi.
Şekil 6 – Yüksek çözünürlüklü su altı arazi haritaları
IHO Standartlarını Karşılamak
Kalibrasyon alanı analizi, HydroBeam M4'ün su altı ölçümleri için sıkı IHO Sınıf A doğruluk standartlarını karşıladığını doğruladı; bu da toplanan verilerin güvenilirliğini sağlar.
Şekil 7 – IHO standartlarına uygun
Faydalar
HydroBoat 1500 USV ve HydroBeam M4 çok ışınlı ekosonda sistemi, bu önemli su yolunun su altı arazi ölçümünü başarıyla tamamladı. HydroBoat 1500 USV, benzersiz bir ay havuzu tasarımına sahip olup su geçirmez bir montaj braketi ile donatılmıştır. M4 çok ışınlı sonar sistemine ek olarak, üçüncü taraf çok ışınlı ekosonda sistemlerini de zahmetsizce entegre edebilir. Ayrıca, ADCP'ler ve yan taramalı sonarlar gibi diğer sensörlerin gemiye monte edilmesini de destekleyerek, çeşitli işlevler ve ölçüm gereksinimleri için son derece uyarlanabilir hale getirir.
Csonuç
Bu proje, su yolu bakımı, güvenli gemi geçişi ve seyir rotası yönetimi gibi kritik görevleri desteklemek için yüksek kaliteli veri sağlamada USV ve MBES teknolojisinin etkinliğini göstermektedir. Sonuç olarak, USV ve MBES'in entegrasyonu, su altı araştırma teknolojisinde önemli bir ilerlemeyi temsil etmektedir. Bu güçlü kombinasyon, geniş bir endüstri yelpazesinde verimliliği, güvenliği ve veri kalitesini artırmayı vaat ederek, su altı dünyamızın daha kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına ve sürdürülebilir bir şekilde yönetilmesine katkıda bulunmaktadır.
