Hochpräziser Doppler-Geschwindigkeitslog (DVL) | 3D-Unterwassernavigations- und Bodenverfolgungssensor für AUVs und Vermessungsschiffe

Der DP-D300A Doppler-Geschwindigkeitslog (DVL) ist ein hochmoderner Unterwassernavigationssensor, der für autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs), Tauchboote und Vermessungsschiffe entwickelt wurde. Mit fortschrittlicher Phased-Array-Schallkopftechnologie bietet er Echtzeit-3D-Geschwindigkeitsmessung, genaue Bodenhöhenerkennung und intelligente Datenvaliditätsbewertung, um eine hochzuverlässige Unterwassernavigation sowohl im Bodenverfolgungs- als auch im Wasserverfolgungsmodus zu gewährleisten. Das System lässt sich nahtlos mit Inertialen Navigationssystemen (INS) integrieren, um die Positionierungsgenauigkeit bei längeren Missionen zu verbessern.

Hauptmerkmale

• Automatische Umschaltung zwischen Boden-/Wassermodus: Optimiert die Leistung basierend auf der Nähe zum Meeresboden und der Dynamik der Wassersäule.
• 3D-Echtzeit-Geschwindigkeitsmessung: Hochauflösende Geschwindigkeitsausgabe für die X-, Y- und Z-Achse für präzise Navigationssteuerung.
• Bodenhöhenmessung: Misst den vertikalen Abstand zum Meeresboden für sicheren Betrieb und Tiefenüberwachung.
• Fehler-Selbstprüfung & Intelligente Datenvalidierung: Gewährleistet Systemzuverlässigkeit und identifiziert ungültige Daten in Echtzeit.
• Internes Datenprotokoll: Speichert bis zu 312 Stunden missionskritischer Navigationsdaten für die Post-Processing-Analyse.
• Schnelle Systeminitialisierung: Liefert gültige Geschwindigkeitsdaten innerhalb von 45 Sekunden nach dem Einschalten.

Technische Spezifikationen

• Betriebsfrequenz: 120 kHz
• Eingangsspannung: 24V ± 2V DC
• Geschwindigkeitsbereich: -15 kn bis +15 kn
• Geschwindigkeitsgenauigkeit: Besser als 3‰ ± 3 mm/s
• Maximale Bodenverfolgungstiefe: 300 m (typischer Meeresboden)
• Minimale nachweisbare Tiefe: ≤ 4 m (statische Messung)
• Nenn-Schallkopftiefe: ≥ 500 m (anpassbar)
• Stromverbrauch: Durchschnitt ≤ 50 W, Spitze ≤ 192 W

Mechanische & Elektrische Schnittstellen

• Abmessungen der elektronischen Einheit: ≤ 240 × 205 × 140 mm, rechteckiges Gehäuse, Bodenmontage
• Abmessungen der Schallkopf-Anordnung: ≤ Φ290 × 65 mm, verbunden über Flanschadapter mit dem Rumpf des Tauchbootes
• Kommunikationsprotokolle:
• RS422 für Echtzeit-Geschwindigkeits- und Bodenhöhendaten (PD6-Protokoll, ASCII, feste Länge, Prüfsummen-aktiviert)
• Zwei RS232-Ports für Debugging, interne Datenkonfiguration und Datenabruf
• Elektrische Schnittstellen: Drei Hauptanschlüsse für Schallkopf-Anordnung, Geschwindigkeitsausgabe und Strom-/Debug-/Datenschnittstellen
• Signaldefinitionen: Detaillierte Pinbelegung für XS1–XS3-Anschlüsse gewährleistet korrekte Integration mit Schiffs- oder AUV-Systemen

Systemzusammensetzung & Funktionsprinzip

• Komponenten: Phased-Array-Schallkopf, elektronische Einheit und Kommunikationskabel (Schallkopfkabel, Daten-/Debug-Kabel, Stromkabel)
• Funktionsprinzip: Sendet Phased-Array-Akustikpulse; empfangene Echos werden auf Doppler-Frequenzverschiebungen und Laufzeiten verarbeitet, um Fahrzeuggeschwindigkeit und Bodenhöhe zu berechnen. Die Ergebnisse werden über das digitale Signalverarbeitungsmodul an das Hauptnavigationssystem (typischerweise INS) zur kombinierten Navigation hochgeladen.

Anwendungen

• AUV & Tauchboot-Navigation: Bietet zuverlässige Geschwindigkeits- und Höheninformationen für präzises Unterwassermanövrieren.
• Hydrographische & Ozeanographische Vermessung: Bathymetrische Kartierung, Meeresbodenprofilierung und Umweltüberwachung.
• Autonome Missionsplanung: Integriert sich mit INS und Schiffssteuerungssystemen für langfristige wissenschaftliche und industrielle Missionen.
• Marinebau & Offshore-Betrieb: Navigationsunterstützung bei flachen und tiefen Wasseroperationen.
• Wissenschaftliche Exploration: Hochgenaue Daten für Meeresbodenstudien und Ressourcenüberwachung.

Verwendung & Best Practices

• Stellen Sie sicher, dass der Schallkopf vor dem Einschalten eingetaucht ist, um dauerhafte Schäden zu vermeiden.
• Schließen Sie alle Kabel vor dem Einschalten des Systems ordnungsgemäß an; vermeiden Sie Hot-Plugging.
• Halten Sie die Schallkopf-Anordnung starr montiert; die Ausrichtung sollte mit dem Kurs des Schiffes übereinstimmen.
• Halten Sie die Schallkopf-Oberfläche so eben wie möglich zur Wasseroberfläche.
• Minimale Bodenhöhe nach dem Eintauchen: ≥ 4 m, mit ungehindertem Strahlungsfeld.
• Betreiben Sie das Gerät mit DC24V ±2V zur Sicherheit von Personal und Ausrüstung.

Leistungsvalidierung

• Feldversuche vom 29. bis 31. Mai 2023 auf dem Zhanghe-Fluss, über >5 km bei 5 kn Geschwindigkeit.
• Vier Einzelpass-Tests zeigten eine absolute Geschwindigkeitsgenauigkeit besser als 0,3%, mit einer effektiven Datenrate von >98%.
• Schnelle Initialisierung: gültige Geschwindigkeitsausgabe innerhalb von 30 Sekunden nach dem Einschalten erreicht.