BR112021015583A2 - Método para determinação de um perfil de velocidade de corrente de água em uma coluna de água, e uso do método - Google Patents

Método para determinação de um perfil de velocidade de corrente de água em uma coluna de água, e uso do método Download PDF

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Abstract

método para determinação de um perfil de velocidade de corrente de água em uma coluna de água, e uso do método. a invenção se refere a um método para determinar um perfil de velocidade de corrente de água em uma coluna de água ao registrar um desvio entre uma primeira posição e uma segunda posição de um veículo subaquático que se desloca na coluna de água. um lote de veículos subaquáticos é implantado da superfície de uma embarcação até a água. o(s) veículo(s) se dirige(m) para a primeira posição, que, para o primeiro lote, é uma posição estimada predefinida (pep). o veículo, através do primeiro meio, registra a segunda posição, que é a posição real (ap). a diferença ¿p entre a posição estimada predefinida pep e a posição real é registrada e, com base na diferença, calcula-se um desvio do conjunto de dados. um perfil de corrente atualizado ou grupo de velocidades de corrente de água horizontal uv é determinado.

Description

MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE UM PERFIL DE VELOCIDADE DE CORRENTE DE ÁGUA EM UMA COLUNA DE ÁGUA, E USO DO MÉTODO
[001] A presente invenção se refere a um método para determinar um perfil de velocidade de corrente de água em uma coluna de água por meio do registro de um desvio entre uma primeira posição e uma segunda posição de um veículo subaquático que se desloca na coluna de água, o dito método compreendendo implantar um lote de veículos subaquáticos – que compreende pelo menos um veículo – da superfície de uma embarcação até a água, o dito veículo dirigindo-se para a primeira posição que, para o primeiro lote, é uma posição estimada predefinida (PEP) calculada por um primeiro perfil de velocidade de corrente de água predefinido.
[002] No ambiente marinho, os dados sísmicos têm sido coletados convencionalmente ao rebocar longas serpentinas de receptores e fontes de energia (normalmente energia acústica) atrás da superfície de uma embarcação ou de uma embarcação fonte separada. Durante a última década, foram desenvolvidos receptores independentes de fundo oceânico denominados ‘nós sísmicos’. Os nós registram os dados sísmicos de forma ativa e continua a partir do momento que são implantados no fundo do mar.
[003] No geral, os nós sísmicos são sismômetros independentes e são autônomos. Compreendem um invólucro, ou um conjunto de invólucros individuais, que compreende diversos componentes internos como geofone, hidrofone sensores, um gravador, uma memória para armazenar os dados sísmicos, um relógio para a sincronização da hora e uma fonte de alimentação.
[004] Embora um cabo, fio ou corda que conecta os nós sísmicos determine a distância em linha entre os nós sísmicos, não garante que os nós sísmicos sejam implantados ao longo de uma via predeterminada. Além disso, quando uma pluralidade de nós sísmicos fixados a um cabo é implantada no mar, é necessário saber a posição do cabo e as posições dos nós sísmicos durante e após a implantação.
[005] Os nós padrão podem ser implantados por veículos operados remotamente (ROVs) operados a partir da superfície da embarcação, ou ao fixar os nós sísmicos a um cabo ou uma corda ou um fio. Muitos outros membros de reboque são implantados a partir da embarcação. Essas embarcações podem ser configuradas para monitorar a implantação de uma pluralidade de nós sísmicos. Além disso, os dados do sensor proveem um perfil atual.
[006] O equipamento atual de mediação métrica atualmente é caro de se adquirir e oneroso de instalar e operar por medições de perfis mais longos, ou seja, em águas mais profundas a frequência padrão de feixe do sensor é baixa e o equipamento fisicamente mais pesados e volumosamente maior. A precisão e resolução de medição é dependente da condição ambiental, como o clima (ondas e vento), razão entre pressão, temperatura, oxigênio e sal, e qualidade da instalação.
[007] Alternativamente, utiliza-se instalação complicada no fundo do mar, fixada ao feixe do sensor voltado para cima ou integrado mecanicamente no casco do navio ou em um poste de sensor através do casco que se estende para baixo.
[008] Os perfiladores acústicos de corrente Doppler (ADCP) são tipos de sonar que tentam produzir um registro das velocidades e direções da corrente de água em uma faixa de profundidades. Os perfiladores acústicos de corrente Doppler mais populares usam um esquema de quatro transdutores. Eles produzem pulsos sonoros de frequência única que percorrem através da água em quatro direções diferentes, porém conhecidas. Caso o perfilador acústico de corrente Doppler esteja direcionado para baixo na água, cada transdutor estaria nas posições de 12, 3, 6 e 9 horas voltado para longe do perímetro do relógio. Eles estão inclinados em 90 graus de elevação abaixo do horizonte. Conforme as oscilações na água retornam o eco do som, sua frequência é alterada devido ao efeito Doppler. Além dos transdutores, o perfilador acústico de corrente Doppler normalmente possui um receptor, um amplificador, um relógio, um sensor de temperatura, uma bússola, um sensor inclinação e rotação, conversores de análogo para digital, memória, processadores de sinal digital e um conjunto de instrução. Os conversores de análogo para digital e os processadores de sinal digital são usados para amostrar o sinal de retorno, determinar o desvio de Doppler e amostrar a bússola e demais sensores. A trigonometria, média e hipóteses são usadas para calcular a velocidade horizontal do grupo de osciladores de eco em um volume de água. Por meio da amostragem repetitiva do eco de retorno e "formação de canal" dos dados de retorno no tempo, o perfilador acústico de corrente Doppler pode produzir um perfil das correntes de água em uma variedade de profundidades.
[009] A principal desvantagem dos ADCPs é a perda de dados próximos ao limite. Esse mecanismo, geralmente denominado interferência de lobo lateral, abrange 6 a 12% da coluna de água e, para instrumentos voltados para cima em direção à superfície, a perda de informações de velocidade próxima à superfície é uma desvantagem real. O custo também é uma preocupação.
[010] Além disso, o ADCP contribui para a poluição sonora no oceano, que pode interferir na navegação e variação acústica.
[011] Uma alternativa estática é um sensor “em tempo real” mais dispendioso com um extenso portfólio de sensores complementares montado em um veículo remota ou autonomamente controlado (DVL). Para veículos subaquáticos, o recurso de rastreamento de parte inferior pode ser usado como um componente importante nos sistemas de navegação. Nesse caso, a velocidade do veículo é combinada com uma posição inicial fixa, bússola ou sessão de giroscópio, e os dados do sensor de aceleração. O conjunto do sensor é combinado (normalmente pelo uso de um filtro Kalman) para estimar a posição do veículo. Isso ajuda a navegar veículos subaquáticos autônomos e submarinos operados remotamente. No entanto, esse é apenas um efeito e benefício local.
[012] Portanto, é desejável poder determinar um perfil completo do corrente de água de forma mais precisa e, assim, possibilitando navegar e posicionar diversas unidades submarinas - como veículos e nós – de forma confiável e precisa, aumentando assim a eficácia no posicionamento global de nós subaquáticos e minimizando o custo para tanto. É importante determinar especialmente o perfil de corrente de água horizontal já que a vertical parece mais estável e limitada e, portanto, confiavelmente previsível.
[013] A presente invenção geralmente busca melhorar o perfil estimado de corrente de água de modo que as insuficiências e desvantagens supracitadas de métodos e sistemas atuais sejam superadas ou pelo menos provejam uma alternativa útil.
[014] Até o presente a técnica anterior falhou em ensinar um método simples, embora confiável e barato para determinar um perfil de corrente de água que, d forma segura e confiável, sem aumentar substancialmente o custo possa satisfazer as características muito desejadas supracitadas.
[015] De acordo com a invenção, provê-se um método, de acordo com a parte introdutória desse relatório descritivo, e em que o veículo pelo primeiro meio registra a segunda posição, que é a posição real AP, e a diferença ∆P entre a posição estimada predefinida PEP e a posição real seja registrada, e com base na dita diferença, calcule-se um desvio do conjunto de dados, e uma velocidade de corrente de água horizontal atualizada UV seja determinada na dita coluna de água.
[016] O perfil de corrente inicialmente seria uma configuração e corrente neutra, isto é, velocidade = 0 em todos os níveis na coluna de água.
[017] Durante uma operação normal, diversos veículos - um lote – são lançados simultaneamente ou a intervalos curtos. Eles se dirigem lateralmente de forma autônoma, para longe da superfície vertical da embarcação, com base em um modelo hidrodinâmico predefinido/duplo digital corrigido para medições de inércia em tempo real, bússola e pressão, em direção a um local predefinido no fundo do mar.
[018] Durante o lance, a posição do veículo é medida acusticamente em tempo semirreal e um conjunto de dados consolidado do desvio a partir das posições estimadas -
versus a posição medida – é retransmitido acusticamente para uma superfície e um PC ou mainframe. Esses desvios medidos individualmente são usados coletivamente como um conjunto de dados para o processamento pós-medição, estabelecendo um perfil completo de corrente de água.
[019] O método utiliza hardware existente e dados registrados e exige apenas uma capacidade de CPU superior e armazenamento de dados, inclusive uma correção de software para cálculo de um perfil completo e de alta resolução da corrente de água. Esse perfil de alta resolução de corrente de água é baseado no perfil de corrente estimado/predefinido mais reenviado e um perfil atual de velocidade de corrente de água, usado para definir o próximo perfil estimado de corrente de água usado para controle de lance autônomo e navegação.
[020] O perfil de corrente de água é disponibilizado instantaneamente para o próximo lote de veículos ou aplicações subaquáticas como nós.
[021] O conceito também pode ser usado em um sistema de implantação de nó interligado, isto é, nós fixados a um fio, corda ou cabo, pré-requisito da capacidade para comunicar de forma individualmente acústica e bidirecional.
[022] Basicamente, esse perfil de corrente de “alta resolução” é obtido gratuitamente, sem precisar de um novo hardware e manutenção e instalação caras. Além disso, a embarcação de suporte não precisa ficar parada para produzir medições confiáveis. O perfil de corrente de água é usado para implantação melhor e mais eficiente de nós precisamente ao fundo do mar ou em seu retorno à superfície. E uma escala maior, essas informações podem prover um modelo tridimensional aperfeiçoado do perfil de corrente de água em uma área maior em termos de resolução vertical e horizontal: Um perfil de vertical de resolução submétrica a cada 100-500 m em um padrão de grade horizontal (em uma área de pesquisa de 1500 km²). Quanto melhor o perfil estimado de corrente de água, melhor os veículos podem ser posicionados no fundo do mar e melhor e mais precisamente os nós podem ser implantados com uso reduzido de variação hidro-acústica e, assim, mais barato e mais rápido.
[023] Em outras palavras, o veículo empregado para fim diferente, como transporte lateral de diferentes cargas úteis, é equipado com um dispositivo que registra a posição real e o desvio entre o perfil de corrente da via estimada e a via real é registrada e usada para o cálculo de uma posição estimada mais precisa para o próximo lote de veículos. O novo perfil estimado de velocidade de corrente é então usado para implantar um novo conjunto de nós mais precisamente. Normalmente, nove nós são empregados cada vez, compreendendo um lote completo. Em torno de três mil nós são implantados para registrar uma grade de pesquisa sísmica completa. Portanto, não importa que a primeira série de nós seja renalmente implantada em uma posição que difere significativamente da posição pretendida e correta, pois o feedback desses veículos torna o posicionamento subsequente mais e mais preciso.
[024] Por meio do método obtém-se um perfil de velocidade de corrente de água consolidado.
[025] De acordo com uma realização, a velocidade de corrente de água atualizada UV é enviada para um controlador, o dito controlador atualiza a posição estimada predefinida
PEP para um posição estimada atualizada UEP com base na posição estimada predefinida PEP e na velocidade de corrente de água atualizada, e o dito próximo lote de veículos lançado na água se dirige para a primeira posição com base na posição estimada atualizada UEP.
[026] Todos os nós estão calculando sua trajetória exclusiva para dirigir-se em direção à sua posição pré- traçado.
[027] De acordo com uma realização, cada novo lote de veículos que se desloca na água após o primeiro lote de veículos está usando a posição estimada atualizada UEP calculada pelo conjunto de dados obtido por um lote de veículos recentemente implantado, essa dita posição sendo agora a primeira posição.
[028] De acordo com uma realização, a posição estimada predefinida PEP e a primeira posição é baseada em um modelo duplo hidrodinâmico digital e nos dados de informações obtidos pela medição de alterações de 6 eixos na inclinação, aceleração e direção, e pelo menos um sensor de pressão, que registra pressão ou profundidade da água, e uma bússola para medição do direcionamento do veículo.
[029] De acordo com uma realização, a posição real AP é determinada por um transdutor acústico realizado pelo veículo em questão, o dito transdutor acústico registrando dados em tempo semirreal.
[030] O desvio entre a primeira posição – que essa seja PEP ou UEP – e o AP será registrado como média de faixas medidas (LBLs – medições de linha basal longa) entre o transdutor acústico colocado no veículo em questão, e os transponders de referência na superfície, e/ou em combinação com veículos já instalados no fundo do mar – sendo georreferenciados após aterrisagem em relação à embarcação de suporte e seu equipamento de GPS. A posição UV também poderia ser obtida com um sistema de posicionamento USBL a partir da superfície da embarcação.
[031] A posição real AP é determinada pela posição acústica ou medições de faixa e triangulação geométrica.
[032] Os nós/veículos lançados já instalados no fundo do mar serão posicionados pela embarcação de suporte e, portanto, suas posições globalmente referenciadas com base na posição de GPS e direção da embarcação.
[033] De acordo com uma realização, um perfil para o desvio de velocidade de corrente de água é representado em um modelo tridimensional na direção vertical e horizontal, provendo assim um padrão de grade.
[034] Isso melhor a posição dos dispositivos implantados no leito marinho e disponibiliza um perfil de corrente pré-enviado, atualizado e correto.
[035] De acordo com uma realização, a UV é calculada por meio da capacidade de CPU superior, como um computador que compreende uma correção de software, a dita UV sendo usada para cálculo de uma posição estimada atualizada UEP como a primeira posição.
[036] Portanto, provê-se um perfil atualizado de corrente.
[037] De acordo com uma realização, um desvio de velocidade de corrente de água ∆D entre o perfil de corrente de velocidade de água estimado predefinido e um perfil de corrente de velocidade de água calculado é determinado com base no conjunto de dados.
[038] De acordo com uma realização, a primeira posição e uma primeira trajetória são determinadas por um conjunto de dados que compreende um primeiro perfil de dados de corrente de água e a segunda posição e uma segunda trajetória são determinadas por um conjunto de dados que compreende um segundo perfil de dados corrente de água.
[039] De acordo com uma realização, cada lote de veículos subaquáticos compreende o mesmo número de veículos, preferencialmente 9 veículos, todos deslocando-se através da coluna de água em direção à primeira posição no fundo do mar.
[040] A invenção também se refere ao uso do método de acordo com a invenção para determinar uma posição aperfeiçoada e precisa ao implantar nós, veículos subaquáticos e outros dispositivos na água, e para determinar uma posição precisa de nós, veículos subaquáticos e outros dispositivos já implantados na água.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[041] A FIG. 1 mostra um fluxograma de um método para navegação de um lote de veículos subaquáticos para uma posição mais precisa.
[042] A FIG. 2A é uma vista esquemática de uma embarcação que implanta um lote de veículos subaquáticos na água.
[043] A FIG 2B é uma vista bidimensional de um perfil de corrente de água.
[044] A Fig. 3 mostra um fluxograma de um método para navegação de um lote de veículos subaquáticos a uma posição mais precisa.
[045] A Fig. 4 mostra um fluxograma de um método para prover uma imagem tridimensional de um perfil de corrente de água provido pelo método.
[046] A invenção será explicada em referência à Fig.
1.
[047] A Fig. 1 mostra um fluxograma de um processo para navegação de um lote de veículos subaquáticos para uma posição mais precisa. Um desvio ∆P é determinado e usado para determinar uma posição mais precisa: uma posição estimada atualizada UEP – uma primeira posição – para o próximo lote de veículos.
[048] Determina-se o desvio entre essa primeira posição e uma segunda posição ∆P. a segunda posição é uma posição real AP de um veículo subaquático que se desloca na coluna de água. Um lote de veículos subaquáticos – normalmente 9 – é implantado da superfície de uma embarcação para a água. Os veículos direcionam-se para a primeira posição que, para o primeiro lote, é uma posição estimada predefinida PEP. Essa PEP é determinada por um perfil de velocidade de corrente de água estimado. O perfil de velocidade de corrente de água estimado é baseado em um modelo hidrodinâmico e os dados de informações obtidos pela medição de alterações de 6 eixos na inclinação, aceleração e direção, e pelo menos um sensor de pressão que registra pressão e uma bússola.
[049] Cada veículo é, pelo primeiro meio, como um transdutor acústico que registra a segunda posição, a qual é a posição real AP.
[050] A diferença ∆P entre a posição estimada predefinida PEP e a posição real AP é registrada e, com base na dita diferença de um desvio, calcula-se um conjunto de dados. Um desvio de velocidade de corrente de água ∆D entre o perfil de velocidade de corrente de água estimado predefinido e um perfil de velocidade de corrente de água calculado também pode ser determinado.
[051] O valor de ∆P – e quando apropriado ∆D – é enviado para um controlador superior, e o controlador atualiza a posição estimada predefinida PEP para uma posição estimada atualizada UEP com base na posição estimada predefinida PEP e na ∆P. O próximo lote de veículos é lançado na água e dirige-se para a primeira posição com base na posição estimada atualizada UEP. Dessa forma, o desvio entre a posição real AP e a posição planejada UEP será cada vez menor para um número crescente de lotes de veículos implantados na água.
[052] A FIG. 2A é um esquema de uma embarcação 1 que implanta veículos subaquáticos 2 na água 3. O percurso do veículo através da água é mostrado por diferentes posições do mesmo veículo e marcado como 2, 2’, 2’’. A posição final 4 é onde o veículo 2’’ está colocado. A AP é registrada pelo uso de sinais de um transdutor e sinais 6 de veículos 5 já implantados colocados no leito marinho. Esses veículos 5 também enviam sinais de volta para a embarcação 1. A posição predefinida PEP ou trajetória predefinida é mostrada com uma linha pontilhada. A posição real AP está deslocada em relação à PEP. As vantagens são: menor necessidade de variação acústica cara, registro de dados está atualizado, há menor fluxo de este é mais preciso. Além disso, utiliza-se o duplo digital.
[053] A Fig. 2B mostra o perfil de velocidade de corrente em 2D, que é o perfil na direção horizontal para diferentes profundidades. Na realidade, esse perfil será uma representação tridimensional, considerando-se o rumo da bússola da corrente.
[054] A Fig. 3 mostra o fluxograma de um método para navegação de um lote de veículos subaquáticos para uma posição mais precisa. O fluxograma também mostra como as faixas acústicas são usadas para calcular a posição real.
[055] Recebe-se uma posição pré-traçado e a última posição GPS conhecida também é registrada. As informações são usadas para atualizar o perfil de corrente mais recente e calcular uma trajetória. Em seguida, os veículos são implantados e se dirigem para a posição pré-traçado. A posição real é determinada com base nas informações acústicas e o valor de ∆P é agora calculado e armazenado. Esse valor é usado para o próximo lote de veículos.
[056] A Fig. 4 mostra um fluxograma de um método para a provisão de uma imagem tridimensional dos perfis consolidados de corrente de água providos pelo método. ∆P é registrado em determinadas profundidades para diversos veículos e é usado para o cálculo de um perfil de corrente tridimensional atualizado superior. Esse perfil tridimensional de corrente é então atualizado e usado pelos nós para ser implantado posteriormente.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES
1. MÉTODO PARA DETERMINAÇÃO DE UM PERFIL DE
VELOCIDADE DE CORRENTE DE ÁGUA EM UMA COLUNA DE ÁGUA PELO
REGISTRO DE UM DESVIO ENTRE UMA PRIMEIRA POSIÇÃO E UMA
SEGUNDA POSIÇÃO DE UM VEÍCULO SUBAQUÁTICO QUE PERCORRE A COLUNA DE ÁGUA, o dito método compreendendo a implantação de um lote de veículos subaquáticos – que compreendem pelo menos um veículo – da superfície de uma embarcação para a água, o dito veículo dirigindo-se para a primeira posição que, para o primeiro lote, é uma posição estimada predefinida (PEP) calculada por um primeiro perfil de velocidade de corrente de água predefinido, caracterizado pelo veículo através do primeiro meio registrar a segunda posição, que é a posição real (AP), e a diferença de ∆P entre a posição estimada predefinida PEP e a posição real (AP) ser registrada e, com base na dita diferença de um conjunto de dados de desvio, ser calculada e uma velocidade de corrente de água horizontal atualizada UV ser determinada na dita coluna de água.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela velocidade corrente de água atualizada UV ser enviada para um controlador, o dito controlador atualizar a posição estimada predefinida PEP para uma posição estimada atualizada UEP com base na posição estimada predefinida PEP e na velocidade da corrente de água atualizada UV, e o dito lote seguinte de veículos lançados à água dirigir-se para a primeira posição com base na posição estimada atualizada UEP.
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, cada novo lote de veículos que desloca-se na água após o primeiro lote de veículos, usar a posição estimada atualizada UEP calculada pelo conjunto de dados obtido por um lote de veículos recentemente implantado, essa dita posição sendo agora a primeira posição.
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela posição estimada predefinida PEP e a primeira posição serem baseadas em um modelo duplo hidrodinâmico digital e dados de informações obtidos ao medir as alterações em 6 eixos na inclinação, aceleração e direção e pelo menos um sensor de pressão registrando pressão e profundidade da água e uma bússola para medir a direção do veículo.
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela posição real AP ser determinada por um transdutor acústico transportado pelo veículo em questão, o dito transdutor acústico registrando os dados em tempo semirreal.
6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por um perfil para o desvio de velocidade da corrente de água ser representado em um modelo 3D na direção vertical e horizontal, provendo assim um padrão de grade.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo perfil de velocidade de corrente horizontal atualizado UV ser calculado por uma capacidade de CPU de lado superior, como um computador compreendendo uma correção de software, o dito UV sendo usado para cálculo da posição estimada atualizada UEP como a primeira posição.
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por um desvio de velocidade da corrente de água ∆D entre o perfil de corrente de velocidade de água estimado predefinido e um perfil de corrente de velocidade de água calculado ser determinado com base no conjunto de dados.
9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela primeira posição e uma primeira trajetória serem determinadas por um conjunto de dados que compreende um primeiro perfil de dados da corrente de água, e a segunda posição e uma segunda trajetória são determinadas pelo conjunto de dados que compreende um segundo perfil de dados de corrente de água.
10. USO DO MÉTODO, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser para determinação de uma posição aperfeiçoada e precisa ao implantar nós, veículos subaquáticos e outros dispositivos na água, e para a determinação de uma posição precisa de nós, veículos subaquáticos e outros dispositivos já implantados na água.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11567219B2 (en) * 2020-06-10 2023-01-31 The Boeing Company Estimating vehicle speed through an advecting medium

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3738164A (en) 1971-05-21 1973-06-12 Woods Hole Oceanographic Inst Measurements pertaining to ocean currents by geomagnetic induction
US4258568A (en) * 1979-07-19 1981-03-31 Reinder Boetes Water current meter
US6820008B1 (en) * 2001-07-24 2004-11-16 Fugro Global Environmental & Ocean Sciences, Inc. System and method for measuring deep sea currents
US20060256653A1 (en) * 2005-05-05 2006-11-16 Rune Toennessen Forward looking systems and methods for positioning marine seismic equipment
US8488409B2 (en) * 2007-05-17 2013-07-16 Westerngeco L.L.C. Acquiring azimuth rich seismic data in the marine environment using a regular sparse pattern of continuously curved sail lines
US8265809B2 (en) 2009-01-22 2012-09-11 Teledyne Instruments, Inc. Autonomous underwater vehicle with current monitoring
US8717844B2 (en) * 2010-02-23 2014-05-06 Westerngeco L.L.C. Seismic data acquisition using self-propelled underwater vehicles
MY168028A (en) 2012-04-02 2018-10-11 Johnson Matthey Plc Wire standoffs for stackable structural reactors
NO337169B1 (no) * 2012-05-10 2016-02-01 Abyssus Marine Services As Anordning for undersjøisk transport av målesystemer
US9417351B2 (en) * 2012-12-21 2016-08-16 Cgg Services Sa Marine seismic surveys using clusters of autonomous underwater vehicles
JP6761216B2 (ja) * 2015-12-09 2020-09-23 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 水中航走体の経路設定方法、それを用いた水中航走体の最適制御方法及び水中航走体並びに移動体の経路設定方法
US10310125B2 (en) * 2016-03-04 2019-06-04 Cgg Services Sas System and method for refining positions of marine seismic receivers
US11092711B2 (en) * 2018-10-05 2021-08-17 Fairfield Industries Incorporated Systems and methods to control a moving underwater vehicle retrieving an ocean bottom seismic data acquisition unit
CN209492668U (zh) 2018-12-06 2019-10-15 山东大学 一种海洋剖面浮标

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