Integrierte Schiffsführung. Herausforderung für die Hydrographie und die Ozeanographie. Vizepräsident und Abteilungsleiter Nautische Hydrographie

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1 Integrierte Schiffsführung Herausforderung für die Hydrographie und die Ozeanographie Dr. Mathias Jonas Vizepräsident und Abteilungsleiter Nautische Hydrographie

2 Das autonome Schiff: Kein Mensch an Bord! Ambition: Große Schiffe mit moderner Antriebstechnik fahren mit minimaler Besatzung, mit maximal möglichem Tiefgang, ohne Umwege auf der kürzest möglichen Route, mit optimaler (ressourcen- und umweltschonender) Geschwindigkeit. 2

3 Abstraktion über (automatisierte) Navigation: Festlegung des Weges zum Ziel Routenplanung in Elektronischer Seekarte (Wassertiefe, Wetter, Eis) Kontinuierliche Ortsbestimmung Satellitennavigation, Wassertiefe Einhaltung des Reiseplans Geschwindigkeitsoptimierung vor und während der Reise (Flottenmanagement) Sichere Einhaltung der Route automatische Bahnführung (Trackpilot) automatisches Ausweichen (AIS) 4

4 Voraussetzung: digitale Seekarten Globale Überdeckung mit elektronischen Seekartendaten 5

5 Voraussetzung: genaue Seevermessung Die gute Nachricht: Die Ostsee ist zu 100% vermessen. 50% 50% 6

6 4.5 m Voraussetzung: genaue Seevermessung 1 km New shoal: 8.7 m (in 1970s surveying 13.2 m) 12.2 m 7

7 Voraussetzung: genaue Seevermessung Stand 2013: 50% der Ostsee sind nach modernen Standards vermessen 8

8 Das FAMOS-Projekt Zeitraum: Kosten: ca. 80 Mio FAMOS-Fläche: km² zusätzlich (Fläche von Portugal) Kofinanzierung: Circa 20 MEUR aus dem EU transport infrastructure funds 9

9 Herausforderung Seevermessung Fächerecholot Laser Bathymetry LIDAR Satellite Bathymetry ROV und AUV für Wracksuche und Vermessung 10

10 Unsicherheitsfaktor Wasserstand 2D (x, y) z Minimale Sicherheitsmarge 1,50 m 12

11 Besser durch Kombination von SatNavSystemen z 3D 2D + 10 cm Tiefgang $US Profit (per Reise eines Aframax Tankers, 3 $ US Profit per barrel) Zuverlässig auf ± 10cm genau 13

12 Voraussetzung: Genauer Goid 3D 2D + 10 cm Tiefgang $US Profit (per Reise eines z Aframax Tankers, 3 $ US Profit per barrel) Measure 10 6 g on a moving platform. Pretty cool. 14

13 Herausforderung Wasserstand Übliche Karten zeigen die zu erwartende minimale Wassertiefe Gewünscht wird der aktuelle Wasserstand zur Vergrößerung des Zeitfensters für tiefgangsbeschränkte Schiffe Tide Demo provided by Seven C s mfund-projekt ImoNav: Genaue Echtzeitmodellierung des Wasserstandes der Elbe Übertragung der Wasserstandsdaten der an Bord Beschickung der digitalen Karten auf aktuellen Wasserstand an Bord und in der Verkehrszentrale 15

14 Copernicus: was ist das? Gemeinsame Initiative der EU, ESA, EUMETSAT und EU Mitgliedsstaaten 6 europäische Dienste stellen Grundlageninformationen für vielfältige Anwendungen der globalen Umwelt- und Sicherheitsüberwachung bereit Zwei Komponenten: 1.) Fernerkundung (space component) Aufbau und Betrieb eigener Satellitenmissionen (Sentinels 1 bis 6) Nutzung weiterer Missionen 2.) Dienste (service component) Informationen und Dienste beruhen auf bestmöglichen Kombination von Fernerkundungsdaten, In-situ-Daten und Modellergebnissen (Reanalysen und Vorhersagen) 16

15 Copernicus: was nützt der Navigation? REANALYSES 10 to 45 years REAL-TIME Daily, hourly FORECAST 2 to 10 days ESSENTIAL OCEAN VARIABLES CURRENTS TEMPERATURE SALINITY DISCOVER VIEW DOWNLOAD Open & Free SEA LEVEL WAVES SEA WIND SEA ICE BIOGEO CHEMISTRY 18

16 Was für die Überwassernavigation nötig ist: Frequente großflächige Seevermessung Schwerefeldmessungen Forschung zur kombinierten Verwendung von SatNav- Systemen: GPS, Galileo, BeiDu, GLONASS Wasserstandssimulation durch Modellierung auf Echtzeitbeobachtungsdaten Breitbandige Datenübertragung an Bord Intelligente Datenauswertung und Anzeige an Bord Synchronisierung des Verkehrsmanagements an Bord und an Land 19

17 Was für die Unterwassernavigation nötig ist: - Genaue Aufnahme des Seegrundes (Topographie, Geologie, Sediment) - Genaue Beschreibung der Wassersäule (Temperatur, Salinität, Sprungschichten) - Stabile Unterwasserkommunikation - Absolute Positionsbestimmung in der Wassersäule 20

18 Was wir tun sollten (mit oder ohne Menschen an Bord): Investitionen in: Vermessungskapazität, Smarte Sensorik, Big Data mining, Themenübergreifende Datenfusion, Automatisierte Auswertung für große Datenmengen, Kleinräumige Modellierung, Assistenzsysteme zur Dateninterpretation. 21

19 Vielen Dank! 22