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潛水員福音!奧地利團隊研發衛星定位導航系統 水下探索更輕鬆

一直以來,潛水員在水下的導航方式相當有限,主要依靠辨識特殊地標或使用傳統的羅盤導航。雖然已有類似聲納的概念,試圖透過聲波訊號源來確定位置,但這種方式需要高強度的聲壓,不僅影響海洋生態系統,更會對當地生物造成壓力。

在FFG計畫ScubaPOIs中,由格拉茨科技大學(TU Graz)測量研究所的Philipp Berglez帶領的團隊,成功開發出一套革命性的系統。這套系統運用GNSS(全球導航衛星系統)浮標發射電磁訊號,讓潛水員能在不傷害海洋生物的情況下,實現精確的水下定位。

潛水員可透過面鏡上的抬頭顯示器(HUD),輕鬆找到目標地點、返回潛水船,或避開限制區域。更重要的是,在緊急情況下,救援人員也能快速定位潛水員位置。這項計畫集結了格拉茨科技大學、pentamap GmbH、1st-Relief GmbH等多家專業機構共同參與。

這套導航系統的運作原理,是將衛星導航的精度與水下電磁訊號傳輸技術相結合。部署區域內的浮標透過GNSS(特別是伽利略高精度服務HAS)確定自身位置,再透過內建的訊號發射器向潛水員傳送電磁訊號。潛水員只需攜帶一個約餅乾包大小的接收器即可使用。

Philipp Berglez表示:「最大的挑戰在於計算電磁訊號在水下的傳播特性。水質的鹽度、溫度、深度和導電性等因素都會產生重大影響,這些多變的環境因素讓水下傳播特性的建模工作變得格外困難。」

目前研究團隊已實現水平150公尺的訊號傳輸,但在達到100公尺深度方面仍有最佳化空間。這項技術在觀光潛水、水中生態研究、水下考古和海洋廢棄物調查等領域都極具應用價值。

特別值得一提的是,與傳統聲納不同,這套系統完全不會影響海洋生物。研究團隊以對外界刺激極為敏感的金虹鱒進行測試,結果顯示無論是在不同傳輸功率的測試期間,或是測試結束後一週至四個月的觀察期,這些魚類都未表現出任何異常行為。

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