Maritime USVs wie das Apache Unmanned Survey Vessels (USV) sind für verschiedene bathymetrische Vermessungsarbeiten von Vorteil, da sie die menschliche Aufsicht überflüssig machen und die Produktivität und Sicherheit insgesamt erhöhen.
Zur Bathymetrie gehören wiederkehrende Messungen der Wassertiefe, um beispielsweise festzustellen, ob ein Schiff in eine Anlegestelle einfahren kann oder ob Ausbaggerungen erforderlich sind, um eine ausreichende Tiefe zu schaffen. In Damm- und Stauseegebieten wird die Wassertiefe außerdem benötigt, um die Kapazität der Dämme Jahr für Jahr zu berechnen, da die Verschlammung zu einem Anstieg des Wasserspiegels führt, was die Gesamtkapazität der Dämme verringert. Im Allgemeinen sind nur begrenzte Informationen über den Meeresboden, den See- oder Flussboden bekannt, da die Karten nur eine geringe Auflösung haben oder aufgrund fehlender Zeitreihen veraltet sind. Bei Staudämmen wird der Boden nur während des Baus kartiert: Zeitreihendaten werden nicht aufgezeichnet, da die Tiefen mit herkömmlichen Vermessungsschiffen im Laufe der Zeit nur schwer zu messen sind.
Abbildung 1. Die Apache 3 USV-Marinedrohne für die bathymetrische Vermessung von Seen, Binnenflüssen und Küstengebieten von CHCNAV.
USVs bieten eine kostengünstigere Alternative zu herkömmlichen bemannten Schiffen und ermöglichen die automatisierte Durchführung von bathymetrischen Vermessungen mit dem Ziel, den Umfang und die Komplexität der automatisierten Unterwasseraufgaben zu erhöhen und gleichzeitig den Bedarf an menschlicher Aufsicht zu verringern. Darüber hinaus ermöglicht ihre Mobilität den Einsatz an abgelegenen und schwer zugänglichen Orten.
POSITIONSGENAUIGKEIT BEI GROSSEN TIEFENMESSUNGEN
Die Apache-Serie(die USVs Apache 3, 4 und 6) vereint unbemannte Navigation und topografische Vermessungstechnik und ist eine eigenständige hydrografische Lösung. Die Hauptkomponente besteht aus einem autonomen, in sich geschlossenen Schiffskörper, der autonom fährt, um die jeweilige Aufgabe zu erfüllen, von der bathymetrischen Vermessung und Kartierung bis hin zur Vermessung von Kanälen oder der geologischen Erkundung. Außerdem ist es mit einem Einstrahl-Echolot (Fächerlot) ausgestattet, um die Tiefe zu bestimmen und die Höhe des Meeresbodens zu berechnen. Die Tiefe wird mit Hilfe eines Sonars bestimmt, das Schallimpulse ins Wasser sendet und das Zeitintervall zwischen Aussendung und Rückkehr eines Impulses berechnet.
Abbildung 2. Bathymetrische Vermessung mit dem Apache 6 USV, einer voll integrierten Lösung für hochauflösende 3D-Vermessung.
Durch die Integration eines GNSS-Echtzeit-Kinematiksystems (RTK), das ein Netz fester Bodenreferenzstationen nutzt, um die Differenz zwischen den von GNSS-Satellitensystemen gelieferten Positionen und bekannten festen Positionen zu übertragen, wird eine verbesserte Positionsgenauigkeit von der nominalen GNSS-Genauigkeit von mehreren Metern auf etwa 2-3 cm erreicht. Das GNSS+INS-System des Rovers ist in die Schiffsdrohne eingebaut, und eine Basisstation ist am Boden installiert. Die Tiefenmessungen werden mit der hydrographischen Vermessungssoftware CHCNAV aufgezeichnet und über ein RF-Kommunikationssystem an die Bodenstation übertragen.
BENUTZERANWENDUNGEN
Die Apache-Serie(Apache 3, 4 und 6 USVs) von CHCNAV wurde für die effiziente hydrographische, bathymetrische und hydrologische Vermessung von Seen, Binnenflüssen und Küstengebieten mit dem Ziel der Positionierung von Unterwasserobjekten, Offshore-Bauarbeiten, Unterwasserarchäologie und Wrackrettung entwickelt.
Abbildung 3. 3D-Modellierung der Brückenpfeiler im Unterwasserbereich mit dem USV Apache 6.
Die Software liefert 3D-Modelle des Bodens, der Kontur und der Tiefe auf der Grundlage der vom Schiff gesammelten Daten für verschiedene Benutzeranwendungen: Die verarbeiteten Daten können beispielsweise als 3D-Referenz dienen, um die Menge des entfernten Schlamms zu überprüfen. Nach einer erneuten Kartierung desselben Gebiets nach Abschluss der Entschlammung können beide Schichten verglichen werden, um die Menge des entfernten Schlicks zu schätzen. Auf diese Weise kann die Kartierung des Seegrundes zur Erkennung von Veränderungen im Laufe der Zeit genutzt werden.
Abbildung 4. 3D-Modellierung und Kapazitätsberechnung des großen Wasserreservoirs mit dem Apache 3 USV und dem AlphaAir450 Lidar.
Die robusten und vielseitigen USVs von CHCNAV können mit Instrumenten wie Einzel- oder Fächerecholoten, GNSS-RTK-Empfängern und anderen Sensoren ausgestattet werden, um die Vermessungszeit zu verkürzen, die Arbeitseffizienz zu verbessern und hochauflösende Daten auszugeben, die stets den anspruchsvollsten Anforderungen an hydrographische Vermessungsprojekte entsprechen.
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Über CHCNAV
CHC Navigation (CHCNAV) entwickelt innovative GNSS-Navigations- und Positionierungslösungen, um die Arbeit der Kunden effizienter zu gestalten. Die Produkte und Lösungen von CHCNAV decken zahlreiche Branchen ab, wie z. B. Geodaten, Bauwesen, Landwirtschaft und Schifffahrt. Mit einer weltweiten Präsenz, Vertriebspartnern in mehr als 120 Ländern und mehr als 1.500 Mitarbeitern ist CHC Navigation heute als eines der am schnellsten wachsenden Unternehmen im Bereich der Geomatik-Technologien anerkannt.
