Das geodätische Positionierungsmodell für den Meeresboden erreicht eine Genauigkeit im Zentimeterbereich

In einem Studie veröffentlicht am 4. Dezember 2023 in der Zeitschrift SatellitennavigationForscher der Chinese Academy of Surveying and Mapping haben einen selbststrukturierten empirischen SSP-Ansatz (SESSP) entwickelt, um bisherige Einschränkungen zu überwinden. Diese neuartige Methode nutzt ein empirisches Temperaturprofilmodell (ETP) mit drei Parametern, das nach der Schallgeschwindigkeitsformel von Del Grosso strukturiert ist, um ein empirisches Schallgeschwindigkeitsprofil (ESSP) zu erstellen.

Diese neuartige Methode erstellt ein ESSP und umgeht effektiv die Notwendigkeit herkömmlicher, kostspieliger SSP-Messungen vor Ort. Der SESSP-Ansatz zeichnet sich durch seinen zweistufigen Optimierungsprozess aus: Die erste Ebene stabilisiert die ETP-Modellparameter, während die zweite eine hochpräzise Positionierung in Bezug auf Schallgeschwindigkeitsschwankungen innerhalb des ESSP-Rahmens gewährleistet. Dieses einzigartige Modell ermöglicht die gleichzeitige Schätzung sowohl der ESSP-Parameter als auch der geodätischen Koordinaten des Meeresbodens.

Im Mittelpunkt der SESSP-Methode steht die Verwendung eines Raytracing-Positionierungsmodells, das durch die Integration von B-Splines erweitert wird, um akustische Verzögerungen, die durch Schwankungen der Schallgeschwindigkeit verursacht werden, genau zu charakterisieren. Die Wirksamkeit des Ansatzes wurde durch langfristige geodätische Array-Beobachtungen am Meeresboden eingehend getestet. Dabei wurde bestätigt, dass die zweistufige Optimierung mit der Positionierungsgenauigkeit herkömmlicher SSP-Methoden vor Ort mit nur minimalen Abweichungen sowohl bei den horizontalen als auch bei den vertikalen Koordinaten mithalten kann.

Dieser Durchbruch in der geodätischen Positionierungsmethode des Meeresbodens stellt einen Paradigmenwechsel dar, da er eine praktischere und kostengünstigere Alternative für die hochpräzise Überwachung des Meeresbodens bietet und das Potenzial für globale Anwendungen der Meeresbodengeodäsie erheblich erweitert.

Der Erfolg des SESSP-Modells bei der zentimetergenauen Positionierung am Meeresboden ist vielversprechend für verschiedene Anwendungen. Es kann die Überwachung tektonischer Bewegungen und Krustenverformungen in Unterwasserregionen erheblich verbessern und zu einem besseren Verständnis und einer besseren Vorhersage seismischer Aktivitäten führen.

Darüber hinaus kann diese Technologie bei der ozeanografischen Forschung, der Erforschung von Meeresressourcen und der Umweltüberwachung von entscheidender Bedeutung sein und ein umfassenderes Verständnis der Unterwasserlandschaften unseres Planeten ermöglichen.