▌看似不可能的挑战

2014年，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）发布消息，宣称在北卡罗莱纳州海岸外发现了一个先前未知的二战战场——大西洋之战，并且在该遗址发现了被二战KS-520护航队袭击后的船只遗骸，自1942年7月15日德国潜艇U-576和美国货船Blue Fields沉入海底以来，这两艘沉船的失事地点一直无人注意，沉船残骸完好无损。

 

 

“这不仅仅是发现了一艘船的残骸，更让我们发现了大西洋战争中的一个战场。这两艘相距不远的沉船一起向我们讲述了一段被遗忘的历史。”

 

但由于该残骸在海面下700英尺的深度，无法靠潜水员下潜进行探索，只能借助水下探测仪器，但由于该遗址具有重要的历史意义，因此直到2014年，都只能对沉船进行粗略的声学调查，在进行更详细的调查时都不得干扰该遗址。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）转而向加拿大2G ROBOTICS公司寻求项目合作，先前2G ROBOTICS 的ULS系列水下三维激光扫描仪已经在七大洋进行过多次水下考古检测，其中包括著名案例——Costa Concordia号邮轮的打捞行动。

 

 

Costa Concordia号邮轮的激光扫描还原图像

 

▌强强联手的方案

面对不得干扰遗址现场的挑战，直到2016年8月和9月，最后决定使用Triton 1000/2载人潜水器搭载 2G Robotics的水下激光扫描仪对沉船进行水下扫测，并配置Sonardyne声学辅助的惯性导航系统（AAINS），最后通过EIVA NaviSuite 软件进行数据记录和后处理，还原该U-576残骸的真实比例3D模型。

 

本案例中使用到的设备：

 NaviModel - 3D/4D 建模与可视化

 NaviEdit - 测量数据后处理编辑

 2G Robotics ULS-500 PRO - 水下激光扫描仪

 Sonardyne SPRINT - 声学辅助的惯性导航系统 (AAINS)

 Triton 1000/2 - 耐压305米的双人载人潜水器

ULS-500 PRO 被安装在Triton1000/2型电池供电的双人载人潜水器上，并配置Sonardyne声学辅助的惯性导航系统（AAINS），ULS-500 PRO采用面朝海底方式进行安装，以便测量设备在不与潜艇残骸现场发生任何物理接触的情况下，在超过65m测线上一次性通过U型潜艇的左舷、船头和船尾。

 

 

Triton 1000/2以0.5节的速度运行，在7分钟内完成一次单程扫描。建立一次完整的U-576潜艇3D模型只需要4次单程扫描，但为了确保进一步的准确性，NOAA在遗址现场总共完成了两次下潜，每一次下潜深度大约7米，往返进行8次单程扫描。

 

 

▌毫米级精度的成果

扫描完成后收集到的原始激光数据和位置数据被合并到NaviEdit软件中，然后借助于一个在沉船地点周围设置的定位信标，通过对点云进行地理参考来优化位置数据，并在按强度过滤地理参考数据之后，创建数据的三维模型显示，以便在NaviModel中进行可视化和点云编辑，最后在不使用拼接的情况下还原一个三维模型。

 

 

本方案的优势：

高精度测量成果 — 高分辨率三维模型显示了其他方法无法捕捉到的微观尺度尺寸特征。

现场保护 — 3D模型记录了现场的现状，无需进行物理接触。

缩短检测时间 — 与其他技术相比，显著缩短了收集数据的时间。

灵活适应性 — 部署的动态特性允许调整检测方法，以在各种不利条件下提供结果。

教育参与性 — 生成的综合3D模型可以与网站进行虚拟交互，用于考古研究、教育推广和大众宣传。