Trova gli USV per la ricerca ittica di produttori e fornitori specializzati che supportano le operazioni di scienza oceanica, tra cui la valutazione degli stock ittici, le indagini idroacustiche e il monitoraggio degli ecosistemi.
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Tecnologie innovative per l'autonomia e le imbarcazioni senza equipaggio per operazioni marittime
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Gli USV per la ricerca sulla pesca sono piattaforme senza equipaggio progettate per eseguire linee di indagine ripetibili, trasportando carichi utili di sensori come sonar, ADCP, radar, lidar e strumenti ambientali. Rispetto alle navi da ricerca con equipaggio, un USV da ricerca può ridurre i costi e i rischi, consentendo un impiego più frequente per la raccolta di dati sulla pesca, le indagini sulla popolazione ittica e il monitoraggio di lunga durata.
Un tipico USV per la ricerca ittica integra un sistema di navigazione satellitare GNSS, un autopilota marino, un software di pianificazione della missione, un software di navigazione, sistemi di telemetria, comunicazione radio e comunicazione satellitare per mantenere la precisione della traccia e trasmettere i dati. I sistemi di gestione dell’energia coordinano i pacchi batteria, i pannelli solari, i sistemi di propulsione e i computer di bordo per supportare le missioni di lunga durata. Gli alloggiamenti modulari per i carichi utili e le interfacce per i carichi utili dei sensori consentono una rapida riconfigurazione tra indagini di pesca, indagini idroacustiche e ricerca sugli ecosistemi marini.
Veicolo di superficie senza equipaggio per la ricerca sugli ecosistemi marini, DataXplorer Enviro, di Open Ocean Research.
Gli USV sono utilizzati per la valutazione degli stock ittici eseguendo transetti coerenti con un controllo stabile della velocità per le misurazioni degli ecoscandagli e dei sensori idroacustici. La ripetibilità supporta set di dati comparabili tra le varie stagioni e aree di indagine.
Le indagini sulla popolazione ittica traggono vantaggio dai veicoli di superficie autonomi che possono operare in acque poco profonde o ristrette, dove l’accesso con equipaggio è difficile. La frequenza dei sondaggi può aumentare senza aumentare proporzionalmente il tempo di permanenza a bordo.
I sistemi di monitoraggio della pesca sugli USV supportano il campionamento adattivo, compresi i corridoi ripetuti vicino alle zone di riproduzione, agli estuari e ai fronti costieri. La telemetria consente una revisione quasi in tempo reale per i flussi di lavoro della scienza della gestione della pesca.
Il monitoraggio dell’ecosistema marino combina le osservazioni della scienza della pesca con il contesto oceanografico, come correnti, temperatura, torbidità e condizioni di superficie. L’aggiunta di un profilatore di corrente Doppler acustico aiuta a collegare la distribuzione dei pesci alle dinamiche della colonna d’acqua.
Gli USV per le indagini idroacustiche possono trasportare ecoscandagli a raggio singolo o multibeam per rilevare le caratteristiche dell’habitat e le proxy di biomassa. Il basso livello di auto-rumore della piattaforma e l’intonazione coerente migliorano la qualità dei dati quando l’integrazione del sistema viene eseguita correttamente.
Un catamarano USV offre una forte stabilità laterale per il montaggio di sonar ed ecoscandagli e può fornire spazio sul ponte per l’integrazione di un data logger e di un carico utile del sensore. Viene spesso scelto per le indagini idroacustiche in condizioni di mare moderato.
Un USV monoscafo offre in genere un’idrodinamica efficiente e può essere adatto a profili USV di lunga durata. La selezione dello scafo deve considerare il pescaggio del sensore, i vincoli di lancio e recupero e le esigenze di mantenimento in mare.
Un USV elettrico dà priorità alla bassa segnatura acustica e alla manutenzione semplificata del sistema di propulsione. Il dimensionamento del pacco batterie e le prestazioni del sistema di gestione dell’energia diventano fattori chiave per la durata della missione e il carico utile.
Un USV a propulsione ibrida può estendere la durata, supportando velocità medie di transito più elevate o carichi utili più pesanti. La complessità dell’integrazione è maggiore, quindi è importante prestare attenzione alla ridondanza, agli interblocchi di sicurezza e alla pianificazione della manutenzione.
Un USV modulare si concentra sulla sostituzione rapida del carico utile, utilizzando interfacce di montaggio, alimentazione e dati standardizzate. Questo supporta la programmazione multi-missione tra monitoraggio della pesca, raccolta di dati marini e indagini oceanografiche.
Nei dispiegamenti di USV per la ricerca ittica, la selezione dei sottosistemi influisce direttamente sulla qualità dei dati e sull’affidabilità operativa. Le prestazioni di navigazione dipendono dalla qualità del GNSS, dalla stabilità dell’IMU e dalla messa a punto dell’autopilota per mantenere una velocità e una traccia costanti, che sono fondamentali per transetti ripetibili. La progettazione delle comunicazioni spesso combina la comunicazione radio per le operazioni locali con la comunicazione satellitare per le missioni USV offshore, con la larghezza di banda del sistema di telemetria abbinata alla capacità di archiviazione del computer di bordo e del data logger.
L’integrazione dei sensori comprende di solito i carichi utili di sonar, ecoscandaglio e ADCP, e può aggiungere radar, lidar e sistemi di prevenzione delle collisioni per funzioni di rilevamento ed evitamento. La disposizione della baia del carico utile deve tenere conto dell’allineamento dei sensori, dell’isolamento dalle vibrazioni, dell’interferenza elettromagnetica e del percorso dei cavi, per evitare di degradare le indagini idroacustiche. La selezione del sistema di propulsione deve considerare gli impatti acustici, il rischio di cavitazione e la controllabilità alle velocità di indagine.
I veicoli di superficie senza equipaggio possono fornire più ore di indagine per unità di budget e ridurre i rischi per il personale, soprattutto in ambienti remoti, poco profondi o pericolosi. Le imbarcazioni con equipaggio offrono comunque una maggiore capacità di carico utile, la risoluzione di problemi in loco e operazioni di campionamento complesse che richiedono l’intervento del personale.
Un USV per la ricerca ittica opera in superficie, consentendo una comunicazione persistente, una maggiore capacità di carico in superficie e un recupero più semplice. Un veicolo subacqueo autonomo (AUV) può campionare sotto la superficie e ridurre il rumore del sensore indotto dalle onde, ma in genere offre una comunicazione in tempo reale più limitata e può comportare una logistica più complessa.
Le configurazioni elettriche possono ridurre i disturbi acustici e ambientali, il che può essere importante per il monitoraggio sensibile della popolazione ittica. I sistemi ibridi offrono in genere una maggiore resistenza e una disponibilità di potenza media più elevata per i carichi utili multi-sensore, al costo di una maggiore complessità di integrazione e manutenzione.
Gli USV per la ricerca ittica intersecano tipicamente le regole di navigazione marina, le interfacce dati e i requisiti operativi ambientali. La progettazione e le procedure dell’operatore per evitare le collisioni devono essere in linea con i Regolamenti internazionali per la prevenzione delle collisioni in mare (COLREG) e con i requisiti delle autorità marittime locali. Per quanto riguarda l’elettronica marina e le apparecchiature adiacenti al ponte, la norma IEC 60945 è comunemente riferita alle apparecchiature di navigazione marittima e di radiocomunicazione, mentre gli standard di interfaccia NMEA, come le varianti IEC 61162, possono essere rilevanti quando si integrano i flussi di dati GNSS, IMU e sensori.
Quando gli USV per la pesca sono a doppio uso o vengono testati insieme a programmi di difesa, può essere utile comprendere i requisiti ambientali e di compatibilità elettromagnetica MIL-STD applicabili e i riferimenti STANAG della NATO utilizzati per l’interoperabilità e i regimi di test. L’applicabilità specifica dipende dal contesto di acquisizione, dall’area operativa e dall’ambito di integrazione.
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