Новое исследование показало, что данные глобального анализа океана могут заменить дорогостоящие замеры скорости звука прямо в воде — и при этом обеспечить такую же точность позиционирования морского дна. Ученые выяснили, что профили скорости звука (SSP) из модели HYCOM дают сантиметровую точность, как и традиционные методы, но без сложных измерений. Это открытие удешевит морские геодезические работы, особенно для беспилотников и долгосрочного мониторинга.

Точное определение координат дна важно для изучения землетрясений, движения тектонических плит и поиска ресурсов. Технология GNSS-A сочетает спутниковые и акустические измерения, но до сих пор требовала дорогих замеров скорости звука на месте. Проблема в том, что вода неоднородна: температура, соленость и давление меняются, и точечные замеры не отражают всей картины.

GNSS-A (Global Navigation Satellite System-Acoustic) — технология, которая совмещает спутниковые координаты судна на поверхности с акустическими замерами до дна. Проще говоря: GPS определяет позицию корабля, а звуковые сигналы «достреливают» до дна, вычисляя глубину и смещение.

В статье, опубликованной в журнале Satellite Navigation, китайские исследователи сравнили SSP из модели HYCOM с традиционными замерами и упрощенными расчетами Манка. Оказалось, что глобальные данные почти так же точны, но в разы дешевле.

Что выяснили:

• Горизонтальная погрешность с HYCOM — всего 0.2 см, вертикальная — 2.9 см (как при прямых замерах).
• Метод Манка дал ошибку до 10.3 см из-за упрощений.
• В сложных районах, например, где сталкиваются течения Куросио и Оясио, точность чуть ниже (~3 см).
• За 8 лет наблюдений HYCOM подтвердил надежность: смещение дна фиксировалось с точностью до миллиметра в год.

Глобальные данные по скорости звука — практичная альтернатива полевым замерам. Это не только экономит ресурсы, но и открывает новые возможности для науки и промышленности, — говорит ведущий автор исследования Яньсюн Лю.

Теперь GNSS-A можно использовать чаще, особенно в сейсмоопасных зонах вроде Японского желоба. Также метод пригодится для навигации беспилотников и разведки полезных ископаемых.

Исследование решает две ключевые проблемы: стоимость и масштаб. Если раньше точные замеры требовали дорогостоящих экспедиций, теперь можно брать готовые данные из моделей. Это особенно важно для:

• Мониторинга землетрясений — чаще обновлять данные о движении плит.
• Разведки месторождений — дешевле искать нефть, газ, глубоководные руды.
• Беспилотных систем — автономные аппараты смогут корректировать курс без постоянных замеров.

Главный плюс — метод уже работает с существующими технологиями. Не нужно изобретать новое оборудование, достаточно пересчитать алгоритмы.

Модель HYCOM хорошо показала себя в открытом океане, но в прибрежных зонах с сильной изменчивостью (например, устьях рек) ее точность может снижаться. Авторы признают это, но не предлагают адаптивных решений. Также неясно, как метод поведет себя в полярных регионах с льдами — там данные океанографических моделей традиционно менее точны.

Ранее учные выяснили, что океаны сегодня нагреваются в 4 раза быстрее, чем 40 лет назад.