4D-SVP - Sound Velocity Profile

Verbesserte Verfahren zur Bestimmung raumzeitlich aufgelöster Wasserschallgeschwindigkeitsprofile

Allgemeine Daten zum Projekt 4D-SVP

Projekt 4D-SVP
Auftraggeber / ProjektträgerBSH
Laufzeit01.06.2019 - 02.06.2021
ForschungsschwerpunktSeevermessung
ProjektnummerKT800.N.1.F&E.00001.00
Projektleitung im BSHDr. Patrick Westfeld

Projektbeschreibung

Zur Erfassung des Meeresbodens kommen meist hydroakustische Verfahren zum Einsatz, welche auf der Laufzeitmessung von Schallimpulsen beruhen. Die gesuchte Distanz zwischen Sender und Bodenreflexion berechnet sich direkt auf Basis der Schallgeschwindigkeit, welche in Abhängigkeit der akustischen Eigenschaften der durchdrungenen Wassersäule variieren kann. Ist deren raumzeitliche Verteilung nicht hinreichend genau bekannt, treten systematische Fehler in der Lage der berechneten 3D-Gewässerbodenkoordinaten auf, welche sich als Tiefenfehler fortpflanzen und die Genauigkeit der Echolotmessung signifikant beeinflussen.

Im Fokus des Projekts steht daher die raumzeitlich hochaufgelöste Bereitstellung des Parameters Ausbreitungsgeschwindigkeit auf Grundlage der integrierten Verarbeitung von realen und modellbasierten Daten zur Beschreibung der Verteilung der Schallgeschwindigkeit im Wasserkörper. Die dafür notwendige Datengrundlage liefert ein engmaschiges Netz aus im Messgebiet simultan zum Zeitpunkt der Vermessung in-situ erhobener Wasserschallgeschwindigkeitsprofile in Kombination mit einer geeigneten modellbasierten Vorschrift zur raumzeitlichen Interpolation zwischen den gemessenen Stützprofilen.

Ziele

Der Seevermessung stehen durch dichte Profilmessungen, gestützt durch meereskundlich abgeleitete Interpolationsvorschriften, raumzeitlich hochaufgelöste Wasserschallausbreitungsgeschwindigkeiten zur Verfügung.

Dies führt zu Genauigkeits- und Zuverlässigkeitssteigerungen bei der Ableitung topografischer Meeresbodeninformationen aus Fächerecholotdaten. Darüber hinaus ist mit einer deutlichen Steigerung der Effizienz bei der Datenakquisition und der Datenauswertung im Vermessungsbetrieb zu rechnen. Die im Bereich der Meereskunde generierten Modelle zur Beschreibung der Verteilung von Temperatur und Salzgehalt können durch von der Seevermessung bereitgestellte dichte Wasserschallgeschwindigkeitsprofilmessungen fundiert validiert und weiter verbessert werden.

Weiterhin ist ein besseres Verständnis raumzeitlich variierender Schallgeschwindigkeiten im Wasserkörper für eine strenge Modellierung des hydroakustischen Aufnahmevorgangs substantiell. Dieses ist im Hinblick auf die zukünftig zu erwartende Fusion unterschiedlicher (Mess-) Sensoren und integrierte Verarbeitung heterogener Messdaten von entscheidender Bedeutung.

Kontakt

Dr.-Ing. Patrick Westfeld +49 381 4563 602