Ονοματεπώνυμο: Άγγελος Πρέζας
Αριθμός Μητρώου: ΤΛ20303
Θέμα:
Τίτλος στα ελληνικά: Μελέτη σκοπιμότητας αρχιτεκτονικής διάταξης εντοπισμού gps για την παρακολούθηση υποβρύχιων υδρόπτερων
Τίτλος στα αγγλικά: Feasibility study of architectural arrangement of GPS localization for monitoring underwater gliders
Επιβλέπων:
Μαραβελάκης Εμμανουήλ, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
Τριμελής Επιτροπή
- Μαραβελάκης Εμμανουήλ, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
- Ρηγάκης Ηρακλής – Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
- Μπολανάκης Νικόλαος, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών ΕΛΜΕΠΑ
Περίληψη
Τα υποβρύχια υδρόπτερα μπορούν να λειτουργήσουν ως βασικές πλατφόρμες για την ωκεανογραφική παρακολούθηση, την περιβαλλοντική παρατήρηση και την αυτόνομη θαλάσσια έρευνα λόγω της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και της μεγάλης λειτουργικής τους διάρκειας. Σε αυτή την εργασία, αξιολογούμε τη βιωσιμότητα μιας αρχιτεκτονικής παρακολούθησης που βασίζεται σε GPS/GNSS για την πλοήγηση και την παρακολούθηση υποβρύχιων υδρόπτερων που λειτουργούν σε καταστάσεις όπου δεν υπάρχει GNSS. Παρουσιάζουμε μια ολοκληρωμένη αρχιτεκτονική συστήματος που περιλαμβάνει περιοδικές ενημερώσεις GNSS στην επιφάνεια της θάλασσας, πλοήγηση επί του σκάφους, διαχείριση ενέργειας, επικοινωνία και ενσωματωμένο έλεγχο. Δημιουργήθηκε ένα πλαίσιο προσομοίωσης που βασίζεται στο MATLAB για την αξιολόγηση της απόδοσης του συστήματος υπό ρεαλιστικές συνθήκες αποστολής, που περιλαμβάνει ανάπτυξη 30 ημερών, μέγιστο βάθος λειτουργίας 200 m και οριζόντια απόσταση διαδρομής περίπου 900 km. Η μελέτη αξιολόγησε την απόδοση παρακολούθησης τροχιάς, την ακρίβεια εντοπισμού, την κατανάλωση ενέργειας, το κόστος υλοποίησης και τους λειτουργικούς κινδύνους. Τα ευρήματα της προσομοίωσης έδειξαν ότι η προτεινόμενη αρχιτεκτονική μπορεί να προσφέρει αξιόπιστη απόδοση εντοπισμού θέσης μέσω περιοδικών διορθώσεων GNSS με μέσο σφάλμα εντοπισμού περίπου 210 m. Η έρευνα έδειξε επίσης ότι ο βασικός περιοριστικός παράγοντας για τη διάρκεια ζωής της αποστολής ήταν η χωρητικότητα της μπαταρίας. Τα συνολικά αποτελέσματα δείχνουν ότι ο προτεινόμενος σχεδιασμός αποτελεί μια τεχνικά εφικτή και οικονομικά λογική εναλλακτική λύση για υποβρύχιες λειτουργίες με υδρόπτερο μεγάλης διάρκειας.
Abstract
Underwater gliders are becoming as key platforms for oceanographic monitoring, environmental observation and autonomous marine research because to their low energy consumption and long operational endurance. In this paper, we evaluate the viability of a GPS/GNSS based tracking architecture for navigation and monitoring of underwater gliders operating in GNSS-denied situations. We present a complete system architecture including periodic GNSS updates at the sea surface, onboard navigation, energy management, communication, and embedded control. A MATLAB-based simulation framework was created to evaluate system performance under realistic mission conditions comprising a 30-day deployment, a maximum operating depth of 200 m and a horizontal travel distance of roughly 900 km. The study evaluated the trajectory tracking performance, localization accuracy, energy consumption, implementation cost and operational risks. Simulation findings indicated that the suggested architecture may deliver dependable positioning performance through periodic GNSS corrections with an average localization error of about 210 m. The investigation also showed that the key limiting factor on mission longevity was battery capacity. The overall results show that the proposed design is a technically possible and economically reasonable alternative for extended duration underwater glider operations.
Λέξεις – Κλειδιά
Υποβρύχιο υδρόπτερο, GNSS, GPS Tracking, Υποβρύχια πλοήγηση
Keywords
Underwater Glider, GNSS, GPS Tracking, Underwater Navigation
Ημερομηνία Εξέτασης: Τετάρτη, 31 Αυγούστου 10 πμ
Συμμετοχή Διαδικτυακά στο Google Meet: https://meet.google.com/fwd-ianw-ghe
Χώρος Εξέτασης: Εργαστήριο DMA, Τμ. Ηλεκτρονικών Μηχανικών, Νέπο Κτίριο Α’ όροφος