Ellipse INS 센서를 활용한 벨리즈 그레이트 블루홀(Great Blue Hole) 탐사 조사
아쿠아티카 서브마린스(Aquatica Submarines)는 콩스베르그(Kongsberg)의 수상 및 잠수함 탑재 소나 장비에 Ellipse 소형 INS를 장착했습니다.
“역사상 최초로 이 정도 규모의 탐사가 그레이트 블루홀에서 시도되었습니다.” | Aquatica Submarines
아쿠아티카 잠수함 탐사대
아쿠아티카 서브마린즈(Aquatica Submarines)는 2019년 11월 27일부터 12월 13일까지 벨리즈의 그레이트 블루홀(Great Blue Hole)에 대한 탐사 조사 작업을 주도했습니다. 또한 2주 동안 과학자, 탐험가, 영화 제작자들이 이 지질학적 경이로움의 사진과 동영상을 촬영하는 동안 데이터를 수집했습니다. 아울러 버진 그룹의 리처드 브랜슨(Sir Richard Branson) 경과 자크 쿠스토의 손자인 파비앙 쿠스토(Fabien Cousteau)도 탐사에 적극적으로 동참했습니다.
블루홀은 직경 300미터, 깊이 125미터에 달하는 세계에서 가장 큰 해양 싱크홀입니다.
이 주요 스쿠버다이빙 명소는 벨리즈 배리어 리프 보호구역 시스템의 일부이자 유네스코 세계유산으로 지정되어 있습니다. 이번 탐사는 역사상 최초로 대규모로 블루홀을 탐사하려는 시도입니다.
이 첨단 탐사의 목적은 블루홀의 소나 스캔을 수행하고, 과학적 데이터를 수집하며, 교육적 인식을 제고하는 것입니다.
소나를 장착한 두 대의 잠수정
탐사팀은 조사를 수행하기 위해 자사의 Stingray 500과 로탄 연구소(Roatan Institute)의 IDABEL 등 두 대의 잠수정을 투입했습니다.
또한 두 잠수정 모두 최대 3명의 인원을 태우고 최대 12시간 동안 임무를 수행할 수 있습니다. 뿐만 아니라 넓은 장비 플랫폼을 제공하므로 첨단 탐사 장비를 탑재하기에 이상적입니다.
그들은 콩스베르그 듀얼 액시스 소나를 사용하여 싱크홀의 3D 표현을 만들었습니다. 또한, 수상 및 수중 탑재 소나 시스템 모두 SBG Systems의 Ellipse 관성 센서를 포함하고 있었습니다. 이외에도 연구팀은 블루홀의 경계를 표시하기 위해 매달린 삼각대 위에 Ellipse를 배치했습니다. 마지막으로 과학자들은 MS1000 처리 소프트웨어를 사용하여 기록된 데이터를 즉시 처리했습니다.
고해상도 3D 소나 지도
이번 탐사의 가장 큰 성과 중 하나는 싱크홀의 고해상도 3D 표현을 생성한 것입니다. 또한, 해당 지역의 최초 360도 소나 맵을 제공하여 완벽한 매핑을 구현했습니다.
콩스베르그(Kongsberg)의 듀얼 액시스 소나는 포인트 클라우드 데이터를 수집하여 블루홀의 3D 맵을 구축했습니다. 또한 소나는 스캐너 헤드 상단에 GPS와 자세 참조 장치(MRU)가 장착된 상태로 조사 선박의 폴(pole)에 설치되었습니다.
데이터가 처리 및 완료되면, 유산으로서 벨리즈 정부와 과학계에 공유될 예정입니다.
나아가, 디스커버리 채널에서 리처드 브랜슨 경(Sir Richard Branson), 파비앙 쿠스토(Fabien Cousteau), 아쿠아티카의 수석 조종사가 출연한 두 시간 동안의 생방송 중계 역시 또 하나의 중요한 이뤘습니다.
Ellipse-A
Ellipse-A는 합리적인 가격의 고성능 AHRS(Attitude and Heading Reference System)를 제공합니다. 또한 최적의 방위 정확도를 보장하기 위해 동급 최고 수준의 자기 캘리브레이션 절차가 내장되어 있습니다.
또한 저동적부터 중동적 응용 분야에 효과적으로 적합합니다.
-40°C에서 85°C까지 공장 교정된 이 견고한 센서는 롤, 피치, 헤딩, 히브 데이터를 제공합니다.
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파도 측정 센서란 무엇인가요?
파도 측정 센서는 해양 역학을 이해하고 해양 작업의 안전성과 효율성을 향상시키는 데 필수적인 도구입니다. 파도 상태에 대한 정확하고 시의적절한 데이터를 제공함으로써 해운 및 항해부터 환경 보전에 이르기까지 다양한 분야에서 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 돕습니다. 파고 부이(Wave buoys)는 파도의 높이, 주기, 방향 등의 파도 매개변수를 측정하기 위해 센서가 장착된 부유식 장치입니다.
일반적으로 가속도계나 자이로스코프를 사용하여 파도의 움직임(예: 파도 주기)을 감지하며, 분석을 위해 실시간 데이터를 육상 시설로 전송할 수 있습니다.
수심 측량이란 무엇인가요?
수심 측정은 수중 지형의 깊이와 형태를 연구하고 측정하는 분야로, 주로 해저 및 기타 수중 지형을 매핑하는 데 중점을 둡니다. 이는 지형학의 수중 버전으로, 대양, 바다, 호수, 강 등의 수중 특성에 대한 상세한 통찰력을 제공합니다. 수심 측정은 항해, 해양 건설, 자원 탐사, 환경 연구 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 합니다.
현대적인 수심 측량 기술은 단빔 및 다빔 에코 사운더와 같은 소나 시스템에 의존하며, 이 장비들은 음파를 사용하여 수심을 측정합니다. 이 장치들은 해저를 향해 음향 Pulse를 발신하고 에코가 돌아오는 시간을 기록하여 물속에서의 음속을 기준으로 수심을 계산합니다. 특히 다빔 에코 사운더는 해저의 넓은 지역을 한 번에 매핑할 수 있도록 하여, 매우 상세하고 정확한 해저 표현을 제공합니다. 종종 RTK + INS 솔루션이 결합되어 해저의 정확한 3D 수심 측량 표현을 생성합니다.
수심 측정 데이터는 수중 암초, 난파선, 모래톱과 같은 잠재적인 수중 위험 요소를 파악하여 선박이 안전하게 항해할 수 있도록 안내하는 항해해도 제작에 필수적입니다. 또한 과학 연구에서도 중요한 역할을 하여 연구자들이 수중 지질학적 특징, 해류 및 해양 생태계를 이해하는 데 도움을 줍니다.
부표는 무엇에 쓰이나요?
부표는 주로 해양 및 수중 환경에서 여러 가지 핵심 목적으로 사용되는 부유식 장치입니다. 부표는 수역 내의 안전한 항로, 수로 또는 위험 구역을 표시하기 위해 특정 위치에 설치되는 경우가 많습니다. 선박을 안내하여 암초, 얕은 수심 또는 난파선과 같은 위험한 지점을 피할 수 있도록 돕습니다.
선박의 계류 지점으로 사용됩니다. 계류 부표를 사용하면 닻을 내릴 필요 없이 선박을 고정할 수 있으며, 이는 닻을 내리는 것이 비실용적이거나 환경을 훼손하는 지역에서 특히 유용합니다.
계기 부이(Instrumented buoys)에는 온도, 파고, 풍속, 기압과 같은 환경 조건을 측정하기 위한 센서가 장착되어 있습니다. 이러한 부이는 일기 예보, 기후 연구, 해양학 연구를 위한 귀중한 데이터를 제공합니다.
일부 부이는 수중 또는 해저에서 실시간 데이터를 수집하고 전송하는 플랫폼 역할을 하며, 주로 과학 연구, 환경 모니터링, 군사적 목적으로 사용됩니다.
상업 어업에서는 부표를 이용해 덫이나 그물의 위치를 표시합니다. 또한 부표는 수중 양식장의 위치를 표시함으로써 양식업에도 도움을 줍니다.
부표는 또한 정박 금지 구역, 어업 금지 구역, 수영 구역과 같은 지정 구역을 표시하여 수역 내 규정을 준수하도록 돕는 역할을 합니다.
모든 경우에 부표는 안전을 보장하고, 해양 활동을 원활하게 하며, 과학 Research를 지원하는 데 필수적입니다.
부력이란 무엇인가요?
부력은 물이나 공기 같은 유체가 그 속에 잠긴 물체의 무게에 대항하여 가하는 힘입니다. 물체의 밀도가 유체의 밀도보다 작을 경우, 이 힘 덕분에 물체는 물 위에 뜨거나 수면으로 떠오르게 됩니다. 부력은 물체의 잠긴 부분에 가해지는 압력의 차이로 인해 발생하는데, 수심이 깊어질수록 가해지는 압력이 커지면서 위로 향하는 힘이 생겨납니다.
부력의 원리는 아르키메데스의 원리로 설명되며, 물체에 작용하는 위쪽 방향의 부력은 그 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같다는 원리입니다. 부력이 물체의 무게보다 크면 물체는 뜨고, 작으면 가라앉습니다. 부력은 해양 공학(선박 및 잠수함 설계)부터 부이와 같은 부유 장치의 기능에 이르기까지 많은 분야에서 필수적입니다.
