Propagação de Incertezas - Levantamento Hidrográfico (LH) info

Procedimentos

Fluxo Global de Propagação:

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O desenvolvimento da metodologia para a determinação da qualidade posicional do levantamento hidrográfico com AUV é descrito em 4 partes com o objetivo de facilitar o entendimento. Cronologicamente as coordenadas são determinadas a partir da posição inicial com receptores Global Navigation Satellite System (GNSS), e propagadas desse ponto em diante nessa ordem: transdutor USBL => transponder do AUV => sensor de levantamento hidrográfico => fundo marinho.

Tese completa aqui.

FASE 1 - DETERMINAÇÃO DA INCERTEZA DO CENTRO DE FASE DO USBL (us) help

Fase 1

GRANDEZAS ASSOCIADAS À ETAPA:

(cf): Centro de fase da antena GNSS instalada na embarcação.

(us): Centro de fase do USBL (Ultra-Short Baseline).

(σe, σn, σu): Incertezas do centro de fase da antena GNSS no Sistema Geodésico Local (SGL).

(𝑟): Corresponde à rotação em torno do eixo Xp e é positivo quando o estibordo abaixa.

(ρ): Corresponde à rotação em torno do eixo Yp e é positivo quando a popa abaixa.

(α): Corresponde à rotação em torno do eixo Zp e positiva se for anti-horária.

(ΔX, ΔY, ΔZ): Incertezas dos offsets na embarcação, dados no sistema dextrógiro paralelo ao SGL.

Incertezas do centro de fase da antena GNSS (cf)


σe m
σn m
σu m

Ângulos de atitude da embarcação e suas incertezas

Roll (𝑟) e Incerteza (σ𝑟)

𝑟 º σ𝑟 º
Pitch (ρ) e Incerteza (σρ)

ρ º σρ º

Yaw (α) e Incerteza (σα)

α º σα º

Offsets na embarcação e suas incertezas

ΔX e Incerteza (σΔX)

ΔX m σΔX m
ΔY e Incerteza (σΔY)

ΔY m σΔY m

ΔZ e Incerteza (σΔZ)

ΔZ m σΔZ m

Incerteza horizontal (us) a partir do (cf)




FASE 2 - DETERMINAÇÃO DA INCERTEZA DO CENTRO DE FASE DO AUV (ca) help

Fase 2

GRANDEZAS ASSOCIADAS À ETAPA:

(ca): Centro de fase do AUV (Autonomous Underwater Vehicle).

SISTEMA USBL (Ultra-Short Baseline):

(θx, θy, R): Correspondem aos ângulos acústicos e distância espacial entre os centros acústicos do USBL e do transponder do AUV.

θx é positivo no sentido anti-horário; θy é positivo no sentido horário. Ambos tornam o sistema de coordenadas do USBL paralelo ao SGL.

Medidas no sistema USBL

Ângulos acústicos (θx,θy) e suas incertezas
θx º σθx º
θy º σθy º
Distância espacial (R) e sua incerteza
R m σR m

Incerteza horizontal acumulada (ca) a partir do (cf)



Incerteza horizontal parcial (ca) a partir do (us)




FASE 3 - DETERMINAÇÃO DA INCERTEZA DO CENTRO DE FASE DO SENSOR DE LEVANTAMENTO HIDROGRÁFICO (cs) help

Fase 3

GRANDEZAS ASSOCIADAS À ETAPA:

(cs): Centro de fase do sensor de Levantamento Hidrográfico (LH).

(𝑟, ρ, α): Correspondem aos ângulos de rotação do AUV, medidos em relação ao vetor da gravidade (𝑔 ) e que tornam os sistemas do AUV e do sensor paralelos ao SGL.

(ΔX, ΔY, ΔZ): Incertezas dos offsets no AUV, dados no sistema dextrógiro paralelo ao SGL.

Ângulos de atitude do AUV e suas incertezas

Roll (𝑟) e Incerteza (σ𝑟)

𝑟 º σ𝑟 º
Pitch (ρ) e Incerteza (σρ)

ρ º σρ º

Yaw (α) e Incerteza (σα)

α º σα º

Offsets no AUV e suas incertezas

ΔX e Incerteza (σΔX)

ΔX m σΔX m
ΔY e Incerteza (σΔY)

ΔY m σΔY m

ΔZ e Incerteza (σΔZ)

ΔZ m σΔZ m

Incerteza horizontal acumulada (cs) a partir do (cf)



Incerteza horizontal parcial (cs) a partir do (ca)




FASE 4 - DETERMINAÇÃO DA INCERTEZA DO FUNDO MARINHO (f) help

Fase 4

GRANDEZAS ASSOCIADAS À ETAPA:

(f): Fundo marinho mapeado.

(θ): Ângulo acústico. É positivo no sentido anti-horário.

(D): Distância entre o centro acústico do sensor de levantamento hidrográfico (cs) e o fundo marinho (f). É medida no plano YsZs, pois as visadas são perpendiculares ao eixo Xs.

Distância do levantamento hidrográfico e Incerteza (σD)

D m σD m

Ângulo de levantamento hidrográfico (Θ) e Incerteza (σΘ)

Θ º σΘ º

Incerteza horizontal acumulada (f) a partir do (cf)



Incerteza horizontal parcial (f) a partir do (cs)