THIẾT KẾ BỘ LỌC KALMAN ĐỂ TÍNH TOÁN ƯỚC LƯỢNG ĐƯỜNG DI CHUYỂN CỦA THIẾT BỊ KHẢO SÁT

Abstract

Công nghiệp khai thác dầu mỏ trên thế giới bắt đầu từ khá sớm, khoảng những năm giữa thế ký 19 và phát triển mạnh mẽ vào nửa cuối thể kỷ 20 tiếp tục cho đến nay cùng với sự phát triển của các thiết bị điện tử. Sự ra đời của internet và bùng nổ thông tin trên toàn cầu cũng đòi hỏi con người tiến hành xây dựng các công trình trên biển ngày càng nhiều. Ngành dịch vụ đo đạc và khảo sát trên biển ra đời từ đó để phục vụ cho việc thăm dò, thiết kế, xây dựng và duy tu bảo dưỡng các công trình và hạ tầng trên biển Các loại thiết bị thăm dò, đo đạc chính có thể kể đến như: - Các thiết bị đo thủy hải văn: đo sâu một cánh sóng, nhiều cánh sóng (Singlebeam/Multibeam Echo-Sounder), quan trắc thủy triều, dòng chảy, sóng biển - Các thiết bị đo địa vật lý: đo quét ngang âm bề mặt (Side-scan sonar), đo âm địa chấn (Sub-bottom profiler) - Các thiết bị đo từ trường - Các thiết bị đo đạc và nghiên cứu địa chất đáy biển, các thiết bị đo và quan trắc môi trường nước biển Hầu hết các thiết bị đo đều sử dụng sóng âm, ở dải tần siêu âm từ cỡ 10kHz đến 500khz, các thiết bị đo âm địa chấn có dải tần thấp hơn (vài kHz) do phải truyền qua các lớp đất đá sâu dưới đáy biển. Các thiết bị đo có thể được lắp đặt trên tàu khảo sát. Một số khác (như các máy đo quét ngang âm bề mặt, đo từ trường, hay như đo âm địa chấn) do yêu cầu phải duy trì khoảng cách với đáy biển để đảm bảo độ phân giải và dải đo, giảm thiểu ảnh hưởng các nguồn nhiễu từ tàu, sai số do sóng biển, được thả và kéo theo tàu bằng các sợi cáp (vừa chịu lực và truyền dẫn tín hiệu), tùy thuộc vào độ sâu nước ở vùng khảo sát, chiều dài thả cáp có thể lến tới 4000-5000m hoặc hơn nữa Một yêu cầu trong đo đạc là xác định vị trí, phổ biến hiện nay sử dụng hệ thống định vị toàn cầu vi sai DGPS có thể cho độ chính xác lên tới 10-20cm. Các thiết bị lắp đặt trên tàu được xác định vị trí từ hệ thống DGPS dựa vào các khoảng cách tới ăng-ten GPS và phương vị của tàu. Các thiết bị kéo theo tàu đòi hỏi phức tạp hơn, ở khoảng cách ngắn có thể sử dụng chiều dài cáp để tính theo cách tương tự. Ở nước sâu và chiều dài cáp lớn cần sử dụng hệ thống định vị sóng âm như USBL (ultra-short baseline) hay LBL (long baseline). Tuy nhiên không phải lúc nào hệ thống này cũng hoạt động tốt, phụ thuộc vào việc lắp đặt chính xác, lựa chọn hệ thống phù hợp và chất lượng của hệ thống AHRS. Luận văn này đề cập đến vấn đề tìm ra một giải pháp định vị tốt hơn trong trường hợp không có hệ thống định vị sóng âm, hoặc hệ thống đó hoạt động không tốt, sử dụng các thông tin về chuyển động từ các cảm biến gắn trên thiết bị kéo theo tàu.