全能型ROTV

     —— ScanFish近日在海试中表现出色

 

ScanFish是EIVA公司生产的一款ROTV(遥控拖曳潜器),专门适用于进行海洋水文剖面监测和多种环境参数测量,用户可购买或租赁使用,已被应用于海洋磁力检测、海洋声学测量和未爆弹药探测等多种作业中。

 

最近,ScanFish又尝试了一项新应用:与Sonardyne公司的水下成像和导航技术相结合,配套Solstice侧扫声呐、Mini-Ranger 2 USBL 水下声学定位系统和SPRINT 500 INS惯性导航系统,同时接入一台DVL。所有这些设备都被安装在ScanFish 3D的一个特殊的吊舱内。


 

 

借助AURORA号测量船的海试


最近,EIVA公司的开发团队在当地大学(Aarhus University) 的测量船AURORA号上测试了ScanFish的新功能。他们经常跟随该测量船出海测试以改进产品,或对租赁出去的设备进行交付前的测试。而在此次出海作业中,来自Sonardyne旗下Wavefront Systems的同事也加入其中,他们是Wavefront的Solstice声呐的研发团队,因此这次合作的前景令人看好。

 

Solstice声呐的开发版本与EIVA的NaviPac被一同使用,以测试ScanFish新功能。NaviPac是一款为水面及水下潜器提供导航和定位功能的软件包。本次海试的所有设备均通过EIVA的1Gbit/s光纤拖曳缆连接,为操作提供了足够的带宽。

 

 

由于Aarhus港湾的海床平坦且缺乏特征,在此处测试声呐是件具有挑战性的事,因此除了几艘失事船只,测试团队只能人工部署几辆二手自行车来作为目标。

 

海试结果 —— Solstice侧扫声呐部分


在此次海试中,ScanFish展现出作为一个先进的多口径声呐(比如Solstice)搭载平台的卓越性能,生成了高质量数据。ScanFish可实现水下定高的运动轨迹控制功能,与被动式拖曳系统相比,ScanFish在水中的稳定性使其更适合集成声呐。

 

被动式拖体易受拖船速度以及决定深度的拖缆长度的影响,安装集成在被动式拖体上的侧扫声呐对橫摇、纵摇和升沉运动很敏感,在收集数据的过程中会产生伪像,而ScanFish不受此问题的影响——拖缆长度和船只移动并不重要,因为ScanFish可以在100-150米的垂直范围内独立于缆绳长度进行作业。

 

 

海试结果 —— NaviSuite软件部分


AURORA号的海试虽是团队第一次合作但结果非常令人满意——将ScanFish的稳定性与Solstice的高质量数据以及NaviSuite的处理显示能力相结合,结果不言而喻。

 

 

与ScanFish之前的定位系统相比,此次海试的导航解决方案产生了无与伦比的定位精度。这种定位精度的提高不仅影响侧扫测量,也影响磁力测量。当声呐被安装到ScanFish上时,只需匹配重叠的数据并确保它们相互关联即可确定位置,这次海试验证了极好的数据匹配。除此之外,在对同一目标上的重复测试时,其总体定位精度明显优于0.5米。由于本次海试结果的异常优秀,在不久的将来,EIVA将提供一个带有SPRINT 500 INS和DVL的定位吊舱,用于ROTVs的高端定位。

 

船只辅助跟踪地形模式的测试


ScanFish使用内置的高度计跟踪海床并避开障碍物,这种方式的优点是不需要ScanFish的位置,因为它只需要飞越检测到的障碍物,但巨大陡峭的障碍物有可能会因为被探测到得太晚而无法躲避。

 

从视频可以看到ScanFish在地形跟踪模式下沿海床进行巡航

 

开发团队在此次海试中测试了一种新的船只辅助跟随地形模式,这种方法利用船只的声呐在ScanFish之前绘制海底地图,并有效警告其前方的障碍物。它的工作原理是由NaviPac软件通过预加载的DTM(数字地形模型)或通过安装在船上的多波束测深仪创建实时DTM,来创建虚拟路线,NaviPac会指出之前撞到过的巨大障碍物,自动为ROTV生成一条安全路线。

 

船只辅助跟踪地形模式使得ScanFish“看得更远”,消除其“近视”。尽管ROTV可以按照NaviPac中创建的人工路线进行导航和跟踪,但当出现任何可能导致其撞上海床或障碍的误导性信息,它仍会被高度计取代。而此次海试过程证明,与单独使用高度计相比,ScanFish能够避开大型障碍物,并以更可控的速度下降,这样不仅使操作更安全,而且使收集到的数据质量更高。

 

观察新的船舶辅助地形模式

 

此次海试确实伴随着挑战,一方面是港口周围海底区域相对平坦,另一方面是不想让ScanFish撞到海床。为了解决第一个问题,当高度计探测到伪像时,DTM也会伪造出一个深洞的伪像以修正ROTV航姿,确保ScanFish沿海床继续安全地前进,随后DTM再伪造一个巨石障碍物,使ScanFish沿着NaviPac创建的路线越过障碍物,而不是简单地与之碰撞。

 

 

全能型ROTV——ScanFish 3D模式新应用