북극해의 파도 측정
AHRS를 이용한 해양 및 빙하 내 파도 측정
"북극의 혹독한 조건에서도 고장 없이 안정적으로 작동했습니다. 전원 교체 등을 하지 않고도 1년 이상 지속적으로 작동했습니다." | 마틴 도블 박사
한계 빙하 구역(MIZ) 프로그램
최근 수십 년 동안 북극은 다른 어떤 지역보다 온난화되어 해빙의 양이 크게 감소했습니다. 얼음이 없는 지역의 증가와 이동성 얼음 덮개의 증가로 인해 보퍼트해에 계절적 한계 빙권(MIZ)이 출현했습니다.
미 해군 연구소의 MIZ 이니셔티브는 관측과 시뮬레이션의 통합 프로그램을 통해 파도 부표를 포함한 여러 자율 시스템을 사용하여 얼음-해양-대기 역학을 조사합니다.
바다의 파도 특성을 연구하는 Ellipse-A
이 프로그램에는 공해 및 빙하 내 파도의 특성과 진화를 정량화하기 위해 25개의 파도 부이가 포함되었습니다. 여름철에는 20개, 겨울철에는 5개의 부이를 배치했습니다. "우리는 바다의 방향성 파도 스펙트럼을 측정하기 위해 매우 신속하고 비용 효율적인 솔루션이 필요했습니다.
배치 시간이 짧았기 때문에 즉시 좋은 하중 수치를 제공하는 통합 솔루션이 필수적이었습니다. 또한 장치의 배송 시간도 매우 중요했습니다." 프랑스 UPMC 학교의 해양학자이자 해양 연구 프로그램의 일원인 마틴 도블 박사는 말합니다.
처음 얼음에 뚫은 여름용 부표는 태양열 패널로 전력을 공급받고, 지역 빙붕에 대한 원거리 및 근거리 파도 효과를 모두 감지하는 Ellipse-A 관성 운동 센서를 장착했습니다. 얼음이 녹으면 여름용 부표는 계속해서 해양 특성을 측정했습니다.
겨울용 부표 5개를 얼음 위에 설치했습니다. 이 부표들은 저항력을 높이기 위해 알루미늄으로 제작되었으며, 어두운 겨울철에 전력을 공급할 수 있는 충분한 배터리를 포함하고 있었습니다. 모든 부표에는 처리 및 제어 전자 장치, SD 카드, GPS, 이리듐 위성 모뎀과 안테나도 포함되어 있어 필요에 따라 기록된 데이터를 캠브리지 기지국으로 전송했습니다.
여름 부표(외해 파도)와 겨울 부표(얼음 속 파도) 데이터도 함께 사용하여 파도 감쇠율을 정량화했습니다.
온도 보정이 필요한 경우
여기서는 파고와 방향을 측정하기 위해 Ellipse-A 관성 센서를 사용했습니다. Ellipse-A 롤, 피치, 0.35°까지 정확한 방향, 10cm까지 정확한 기울기를 실시간으로 측정합니다.
모든 센서는 -40°C~+85°C에서 바이어스, 선형성, 게인, 오정렬, 교차축 및 자이로-g에 대해 보정됩니다. 이를 통해 북극의 얼음보다 더 혹독한 환경에서도 신뢰할 수 있는 데이터를 제공할 수 있습니다. "북극의 혹독한 조건에서도 고장 없이 안정적으로 작동했습니다.
Ellipse-A 전원 교체 등 없이 1년 이상 지속적으로 작동했으며, 수치도 양호하고 명확한 결과를 제공합니다."
"우리는 해양의 방향성 파동 스펙트럼을 측정하기 위해 매우 신속하고 비용 효율적인 솔루션이 필요했습니다."라고 Doble 박사의 말을 인용합니다. | 마틴 도블 박사
Ellipse-A: 고성능 미니어처 AHRS
프로젝트 기간 동안 IG-500 시리즈를 대체하는 새로운 라인인 Ellipse Series 출시되었습니다.
동일한 예산으로 더 정확한 자세와 더 높은 신뢰성(IP68)을 제공하는 이 새로운 소형 관성 센서는 이제 파주기에 따라 자동으로 조정되는 무게중심을 제공하여 성능을 향상시킵니다.
현재 보포트/척치해의 새로운 ONR 프로젝트에서 Ellipse-A 센서가 사용되고 있습니다.


Ellipse-A
Ellipse-A 경제적인 고성능 자세 및 방향 기준 시스템 (AHRS)입니다. 최적의 헤딩을 위한 동급 최고의 자기 보정 절차가 내장되어 있으며 중저동적 애플리케이션에 적합합니다.
-40°C~85°C에서 공장에서 보정된 이 견고한 관성 모션 센서는 롤, 피치, 헤딩 및 기울기 데이터를 제공합니다.

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파동 측정 센서란 무엇인가요?
파도 측정 센서는 해양 역학을 이해하고 해양 작업의 안전과 효율성을 개선하는 데 필수적인 도구입니다. 파도 상태에 대한 정확하고 시기적절한 데이터를 제공함으로써 해운, 항해, 환경 보존 등 다양한 분야의 의사결정에 도움을 줍니다. 파도 부표는 높이, 주기, 방향과 같은 파도 매개변수를 측정하는 센서가 장착된 부유식 장치입니다.
일반적으로 가속도계 또는 자이로스코프를 사용하여 파도의 움직임을 감지하고 분석을 위해 해안 기반 시설로 실시간 데이터를 전송할 수 있습니다.
수심 측정이란 무엇인가요?
수심측량은 수중 지형의 깊이와 형태를 연구하고 측정하는 학문으로, 주로 해저와 기타 수중 지형을 매핑하는 데 중점을 둡니다. 수심측량은 바다, 바다, 호수, 강의 수중 지형에 대한 상세한 통찰력을 제공하는 수중 지형에 해당합니다. 수심 측정은 항해, 해양 건설, 자원 탐사, 환경 연구 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 합니다.
최신 수심 측정 기술은 음파를 사용하여 수심을 측정하는 싱글빔 및 멀티빔 에코 사운더와 같은 소나 시스템에 의존합니다. 이러한 장치는 해저를 향해 음파를 보내고 에코가 돌아오는 시간을 기록하여 물속의 음속을 기준으로 수심을 계산합니다. 특히 멀티빔 에코 사운더는 해저의 넓은 영역을 한 번에 매핑할 수 있어 매우 상세하고 정확한 해저면을 표현할 수 있습니다. 해저에 대한 정확한 위치의 3D 수심 측량 표현을 생성하기 위해 RTK + INS 솔루션을 연계하는 경우가 많습니다.
수심 측정 데이터는 수중 암석, 난파선, 모래톱과 같은 잠재적인 수중 위험을 식별하여 선박을 안전하게 안내하는 해도를 만드는 데 필수적입니다. 또한 수심 데이터는 연구자들이 수중 지질, 해류, 해양 생태계를 이해하는 데 도움을 주는 과학 연구에서도 중요한 역할을 합니다.
부표는 어떤 용도로 사용되나요?
부표는 주로 해상 및 수중 환경에서 몇 가지 주요 목적을 위해 사용되는 부유 장치입니다. 부표는 수역의 안전한 통로, 수로 또는 위험 구역을 표시하기 위해 특정 위치에 배치되는 경우가 많습니다. 부표는 선박과 선박을 안내하여 바위, 얕은 물 또는 난파선과 같은 위험한 지점을 피할 수 있도록 도와줍니다.
계류 부표는 선박의 정박 지점으로 사용됩니다. 계류 부표를 사용하면 닻을 내리지 않고도 배를 묶을 수 있어 닻을 내리는 것이 비현실적이거나 환경에 해를 끼치는 지역에서 특히 유용하게 사용할 수 있습니다.
계측 부표에는 온도, 파도 높이, 풍속, 대기압 등의 환경 조건을 측정하는 센서가 장착되어 있습니다. 이 부표는 일기 예보, 기후 연구, 해양학 연구에 유용한 데이터를 제공합니다.
일부 부표는 물이나 해저에서 실시간 데이터를 수집하고 전송하는 플랫폼 역할을 하며, 과학 연구, 환경 모니터링 및 군사용 애플리케이션에 자주 사용됩니다.
상업적 어업에서 부표는 덫이나 그물의 위치를 표시합니다. 또한 양식업에서도 수중 양식장의 위치를 표시하는 데 도움이 됩니다.
또한 부표는 정박 금지 구역, 낚시 금지 구역, 수영 구역 등 지정된 구역을 표시하여 수상에서 규정을 시행하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
어떤 경우든 부표는 안전을 보장하고 해양 활동을 촉진하며 과학 연구를 지원하는 데 매우 중요합니다.
부력이란 무엇인가요?
부력은 물이나 공기와 같은 유체가 그 안에 잠긴 물체의 무게에 대항하여 가하는 힘입니다. 부력은 물체의 밀도가 유체의 밀도보다 낮을 때 물체가 수면 위로 떠오르거나 떠올라오도록 합니다. 부력은 물체의 물에 잠긴 부분에 가해지는 압력의 차이로 인해 발생하며, 수심이 낮을수록 더 큰 압력이 가해져 상승하는 힘이 생깁니다.
부력의 원리는 물체에 가해지는 상향 부력은 물체에 의해 변위된 유체의 무게와 같다는 아르키메데스의 원리로 설명할 수 있습니다. 부력이 물체의 무게보다 크면 물체가 뜨고, 작으면 물체가 가라앉습니다. 부력은 해양 공학(선박 및 잠수함 설계)에서부터 부표와 같은 부유 장치의 기능에 이르기까지 많은 분야에서 필수적입니다.