UW-Monitoring mit Scooter, UW-GPS und Video (Test)

Die gerätetechnische Entwicklung eines UW einsetzbaren GPS ist nur der erste Schritt, um mit Hilfe moderner Navigationsverfahren auch die wissenschaftliche Arbeit unter Wasser voran zu bringen. Alle bekannten Überwasseranwendungen eines GPS sind auch unter Wasser denkbar. Es gibt allerdings einen entscheidenden Unterschied: der Ort für den GPS-Signalempfang muss sich an der Wasseroberfläche befinden. D.h.: Die Position der GPS-Antenne ist in der Regel nicht identisch mit der des Tauchers. Die Ortsdifferenz ist abhängig von Tauchtiefe und der im Verhältnis dazu verwendeten Antennenkabellänge. Mit Hilfe von an der Universität Rostock entwickelter Algorithmen bzw. Programme sind diese Abweichungen aber berechenbar.

Ein drahtgebundenes UW-GPS lässt sich u.a. einsetzen

• zum Navigieren entlang vordefinierter Routen
• zum Wiederauffinden von Wegpunkten
• zum Geotagging von Fotos und Videos

Für Navigationsaufgaben muss das Antennenkabel möglichst kurz gehalten werden. Auch für das Encodieren der geografischen Position in die Meta-Daten eines digitalen Fotos ist eine geringe Differenz zwischen Antennenkabellänge und Tauchtiefe vorteilhaft.

Beim UW-Monitoring mit Hilfe von Video ist es jedoch oft nicht möglich, die GPS-Antenne möglichst senkrecht über dem Taucher zu platzieren. Fast unmöglich ist es in dem Fall, wenn mit konstanter Geschwindigkeit eine möglichst weite Strecke unter Wasser zurückgelegt werden soll.

Bei einem Versuchsmonitoring am 19.7.2011 vom Strand des Ostseebades Nienhagen zum Gebiet des künstlichen Riffes und zurück (Gesamtdistanz ca. 2,6km, Tiefenbereich 1,5 - 12m) wurde neben dem UW-GPS, eine Videokamera, ein Scooter und der Tauchcomputer (Suunto-Cobra) benutzt. Die GPS-Antennenkabellänge betrug konstant 17m. Das GPS-Handheld war im UW-Gehäuse auf dem Scooter montiert. Der die Videokamera führende Beobachtungstaucher wurde vom Scooter an einem Seil geschleppt. Aufgrund geringer Sichtweite war nicht kontrollierbar, ob bzw. wann sich der Beobachtungstaucher evtl. genau unter der GPS-Boje befand. Es musste deshalb bezogen auf die Position der UW-Kamera eine Positionskorrektur vorgenommen werden. Das ist dann möglich, wenn Kursrichtung, Schleppseillänge und Differenz zwischen GPS-Antenne und Scooter zu jedem Zeitpunkt des Tauchganges bekannt sind, was bei der beschriebenen Anwendung der Fall war.

Zur Verwendung der "richtigen" Zeitdaten muss vor dem Tauchgang ein Zeitabgleich zwischen GPS-Zeit, Videokamerazeit und Gerätezeit des Tauchcomputer vorgenommen werden. Der Tauchcomputer vom Kamerataucher liefert die momentane Tauchtiefe zu jedem Zeitpunkt des Tauchganges.

Mit Hilfe einer speziellen, an der Universität Rostock entstandenen Software lassen sich die zeitlich synchronisierten Daten als Untertitel ins Videobild einblenden. Der auf einer elektronischen Seekarte darstellbare, abgeschwommene Track wird zusätzlich mit der Momentanposition ins Videobild (als Bild im Bild) eingeblendet. Die Seekarte wird im Riffgebiet durch ein Overlaybild ergänzt, welches Ergebnis aus einer Fächerlotmessung ist und detailliertere Informationen vom Meeresboden liefert.