Final Year Project - Apart from my efforts, the success of my final year project depends largely on

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Text of Final Year Project - Apart from my efforts, the success of my final year project depends largely on

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    Final Year Project

    For obtaining the hydrographic surveyor diploma in the

    specialty “Data processing”

    Prepared by Geraud NAANKEU WATI TOTAL E&P

    Company supervisor:

     Jean‐baptiste GELDOF Academic supervisor:

     Pierre BOSSER

    August 2015

    Error budget analysis for hydrographic survey systems; comparative study of methods and existing softwares; implementation on an inspection campaign of pipelines by AUV

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  • 1  Geraud NAANKEU WATI © 2015 

    ACKNOWLEDGMENTS 

    Apart  from my efforts,  the success of my  final year project depends  largely on  the encouragements and  guidelines  of many  others.  I  should  first  like  to  express my  deepest  gratitude  to  Valerie  QUINIOU,  Head  of  EP/DSO/TEC/GEO  Service  for  welcoming me  warmly  into  her  service.  The  good  working  environment  which  prevails in this service allows everybody to express themselves freely and to be listened. 

    I would particularly  like  to express my deepest gratitude  to my  supervisor,  Jean‐Baptiste GELDOF  for his  excellent  guidance,  caring  and  involvement  in  the  project.  I would  also  like  to  thank him  very deeply  for  the  confidence and the “freedom of action” that he offered me. It is the thing that particularly impressed me. 

    Many  thanks  to  Vincent  LATRON,  Marie‐Laure  GEAI,  Arnaud  VIDAL,  Christian  HERISSON,  Claire  CHANNELLIERE, Daniel  ROBERT,  Eric  CAUQUIL  ,  Philippe GUILBAUD,  Sam BISHOP,  Simon MARQUET,  Stephane  UNTERSEH and others colleagues of EP/DSO/TEC/GEO service  for their encouragements and sharing  their  ideas  and experiences on the project. 

    Many thanks to Emilie BLANCART and Frederic AUGER for the interest, support and dedication with which  they have followed the project. 

    I would  like to thank Amandine NICOLLE, Michel LEGRIS, Nathalie DEBESE, Nicolas SEUBE, Pierre BOSSER,  Pierre SIMON and Roderic MOITIE from ENSTA Bretagne for their guidance during my internship and for helping  me  strengthen  my  background  in  geodesy,  hydrographic  data  processing,  acoustics,  inertial  navigation,  oceanography, programming and Geographic Information System. 

    Many thanks to Patricia GASPAR from CARIS for her time and for providing me with the CARIS HIPS &SIPS  9.0 Software. I also once again thank her for the interest, support and dedication with which she has followed the  project. 

    Many thanks to Jeppe NIELSEN from EIVA for his time and for the information provided.  

    Many thanks to Wilbert BRINK and Marc KEBBEL from Fugro for their advice and encouragements. Special  thanks go to the  late Kees De JONG who died on 31 October 2014, for guiding me over the  last year and for his  warm and open personality and his sense of justice. 

    Many  thanks  to Nicolas SEUBE and Rabine KEYETIEU  from CIDCO  for  their support, encouragements and  clear answers. 

    Many thanks to Chris MALZONE from QPS for his support and the replies which he has given to me. 

    Many thanks to Colin CAMERON from DOF Subsea for his support and the replies which he has given to me. 

    Many thanks to Tore OSVOLD from KONGSBERB for providing the NAVLAB software. 

    Many thanks to Olivier CERVANTES from IXBLUE for his support. 

    Many thanks to Aude KUCHLY and Edward MOLLER from Sonardyne for the replies which they have given  to me. 

    Many thanks to Dave MADDOCK from HYPACK for his support and the information provided 

    Finally, I wish to express my deepest gratitude to God, my family and my friends for their guidance and  support during my internship. My research would not have been possible without their help. 

     

     

  • 2  Geraud NAANKEU WATI © 2015 

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

  • 3  Geraud NAANKEU WATI © 2015 

    Table of Contents

    ABSTRACT ........................................................................................................................................................... 4 

    INTRODUCTION .................................................................................................................................................. 5 

    1.  STATE OF THE ART ...................................................................................................................................... 6 

    1.1  Description of hydrographic survey systems ...................................................................................... 6 

    1.2  References frames and transformations ............................................................................................ 9 

    1.3  Error budget of hydrographic survey system ................................................................................... 12 

    1.4  Analysis of actual methods of error budget estimation for hydrographic survey systems .............. 16 

    1.5  Analysis of the uncertainty sources of hydrographic survey system ............................................... 25 

    2.  PROPOSED METHOD FOR ERROR BUDGET ESTIMATION FOR HYDROGRAPHIC SURVEY SYSTEMS ......... 28 

    2.1  Equations of sounding position of a surface survey system ............................................................. 28 

    2.2  Equations of sounding position for underwater survey system ....................................................... 38 

    3.  ERROR BUDGET ESTIMATION FOR HYDROGRAPHIC SURVEY SYSTEMS ................................................... 44 

    3.1  Error budget estimation for surface survey system ......................................................................... 44 

    3.2  Error budget estimation of underwater survey system ................................................................... 46 

    3.3  Implementation on pipelines inspection by AUV ............................................................................. 48 

    CONCLUSION AND OUTLOOK ........................................................................................................................... 50 

    4.  BIBLIOGRAPHY .......................................................................................................................................... 51 

    5.  LIST OF FIGURES ........................................................................................................................................ 56 

    6.  LIST OF TABLES .......................................................................................................................................... 57 

    7.  APPENDIX .................................................................................................................................................. 58 

    7.1  Acronyms .......................................................................................................................................... 58 

    7.2  Notations and symbols ..................................................................................................................... 59 

    7.3  Glossary ............................................................................................................................................ 61 

    7.4  Identification of uncertainty sources for hydrographic systems ...................................................... 62 

    7.5  Approaches comparison ................................................................................................................... 66 

    7.6  Error model for hydrographic survey systems ................................................................................. 69 

    7.7  Rotation matrixes between two frames ........................................................................................... 70 

    7.8  Sounding position offset due to the latency effect .......................................................................... 72 

    7.9  Estimation of uncertainty sources for a surface survey system ....................................................... 72 

    7.10  Technical specifications of some sensors necessary for underwater and surface survey systems . 78 

    7.11  Estimation of underwater vehicle vertical position .......................................................................... 80 

    7.12  Comparison between UNESCO and Tritech formulas ...................................................................... 84 

    7.13  Other parameters of the analysis ...................................................