Une méthode de positionnement acoustique sous-marin peut aider les submersibles à naviguer de manière plus sûre en eau peu profonde

Naviguer dans les bas-fonds

Crédit : Aomi Construction Co., Ltd.

Des sous-marins à grande échelle aux plongeurs en solo, le passage en toute sécurité dans les eaux peu profondes représente un défi de navigation commun. Mais récemment, des chercheurs japonais ont atteint une précision centimétrique dans le positionnement acoustique d’un objet immergé. En supprimant numériquement les signaux d’onde réfléchis, les effets des interférences par trajets multiples peuvent être réduits. Ces travaux pourraient contribuer à accélérer le commerce en permettant la navigation sous-marine dans les ports et autres zones peu profondes.

Le positionnement acoustique est similaire au sonar, mais au lieu que le même objet envoie et reçoive des impulsions sonores, comme dans l’écholocation, ici l’objet en mouvement, qui pourrait être un véhicule submersible ou un plongeur, n’envoie que les ondes sonores. Les ondes sont reçues par des hydrophones (c’est-à-dire des dispositifs d’écoute sous-marins) dans l’eau avec des emplacements connus, de sorte que la position exacte de l’objet en mouvement peut être calculée en fonction des heures d’arrivée des impulsions. Cependant, cette méthode peut ne pas être fiable dans les ports ou dans d’autres zones peu profondes car les ondes sonores peuvent être réfléchies le long de plusieurs trajets avant d’atteindre les hydrophones. Une nouvelle approche qui n’est pas rejetée par les interférences par trajets multiples est nécessaire.

Maintenant, une équipe de chercheurs de l’Université de Tsukuba et d’Aomi Construction à Tokyo, au Japon, a proposé une nouvelle approche qui permet un positionnement précis des objets sous-marins même en eau peu profonde. Cependant, leur approche ne repose pas simplement sur la prise du signal le plus fort.

“L’amplitude d’une onde réfléchie peut, en fait, être plus grande que celle de l’onde directe en raison des effets d’interférence, c’est pourquoi notre méthode est nécessaire”, explique l’auteur, le professeur Tadashi Ebihara. Au lieu de cela, une base de données de signaux est pré-collectée en calculant les temps d’arrivée du son reçu lorsque la source se trouve à l’un des points d’un “maillage” 2D sous l’eau. Cela fournit un positionnement approximatif en faisant correspondre un nouveau signal au modèle le plus proche dans la base de données. Ensuite, un emplacement plus précis peut être trouvé en utilisant ces informations pour supprimer sélectivement l’onde réfléchie, ne laissant que l’onde directe. Cette méthode peut fonctionner tant que la profondeur de l’émetteur est également connue. Dans des expériences utilisant un réservoir d’essai, les emplacements des objets pouvaient être déterminés avec une précision de quelques centimètres.

“Notre procédé peut être facilement mis en œuvre à l’aide d’installations d’hydrophones existantes”, déclare le professeur Ebihara. L’équipe espère que ce travail pourra être étendu à d’autres applications, telles que l’envoi de sous-marins de recherche dans des canaux sous-marins étroits. Leurs recherches sont publiées dans le Journal japonais de physique appliquée.


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Plus d’information:
Tohru Yoshihara et al, Positionnement acoustique sous-marin dans un environnement à trajets multiples à l’aide d’un groupe de signaux de temps de vol et d’une correspondance de base de données, Journal japonais de physique appliquée (2022). DOI : 10.35848/1347-4065/ac6a3d

Fourni par l’Université de Tsukuba

Citation: Une méthode de positionnement acoustique sous-marin peut aider les submersibles à naviguer de manière plus sûre en eau peu profonde (2022, 26 mai) récupéré le 26 mai 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-05-method-underwater-acoustic-positioning-submersibles. html

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