NATSUSHIMA Cruise Report 

NT09‐04  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sagami Bay  

21.March.2009 – 27.March.2009 

 

 

 

Japan Agency for Marine‐Earth Science and Technology (JAMSTEC) 

2

Contents 

 

1. Cruise Information ....................................................................................... 3

2. Reseachers ..................................................................................................... 4

3. Experiment .................................................................................................... 4

Background .................................................................................................... 4

Outline ........................................................................................................... 5

Experiment items .......................................................................................... 5

MR-X1(Standard Type) ................................................................................. 6

Experiment of Remote Control via Article Satellite .................................... 7

Underwater Laser Measurement System .................................................... 7

Cruise Log ...................................................................................................... 8

Experiment results ........................................................................................ 9

4. Notice on using ............................................................................................ 13

3

1. Cruise Information  

Cruise Number : NT09‐04  

Ship Name        : "Natsushima"  

Title of the Cruise : Sea Trial of AUV "MR‐X1"  

Title of Proposal : ”Development of Autonomous Underwater Vehicle” &          “Study for Remote Control of Underwater Vehicle 

  via Artificial Satellite”  

Cruise Period      : 21 March 2009 ‐ 27 March 2009  

Port Call                : JAMSTEC (Departure) – JAMSTEC (Back)  

Experiment Area : Sagami Bay 34.92Lat.    139.26Long. ,        35.00Lat.    139.12Long. 35.25Lat.    139.25Long. ,        35.25Lat.    139.42Long. 34.92Lat.    139.417Long.     (Depth: 200 ‐1,500m) 

 

 Fig.1 Experimental diving point in the Sagami Bay 

      

4

2. Reseachers  

Chief Scientist : HYAKUDOME Tadahiro [JAMSTEC ‐ Marine Technology Center] 

 

Representative of Science Party : YOSHIDA Hiroshi [JAMSTEC ‐ Marine Technology Center] 

 

  Science party (List)         NAKAMURA Masahiko           [JAMSTEC – Marine technology Center, Vehicle]         SAWA Takao           [JAMSTEC – Marine technology Center, Vehicle]         TAHARA Junichiro           [JAMSTEC – Marine technology Center, Vehicle]         ISHIBASHI Shojiro           [JAMSTEC – Marine technology Center, Vehicle]         KIMOTO Katunori           [JAMSTEC – IFREE, Vehicle]         SUNAGWA Kei           [JAXA, Satellite Communication]         SHINOZAKI Akihiko           [JAXA, Satellite Communication]         HOHASHI Makoto           [Association of Radio Industries and Businesses, 

  Satellite Communication]         SAITO Takashi           [Mitsubishi Electric TOKKI Systems Corporation, Laser]         OKAMOTO Shogo           [Mitsubishi Electric TOKKI Systems Corporation, Laser]   3. Experiment Background : 

      In  late  years,  deep‐sea  investigation  becomes  important  for  a  study about  the global warming and  study about ocean earthquake.  In  addition, high maneuverability underwater vehicle is expected for the studies such as middle‐deep depth  creatures. Moreover,  real‐time ocean observation  from the  distance  land  place  becomes  also  important  that  anyone  can  operate underwater vehicle from there laboratory and obtain underwater pictures at real time in spite of being a land. The purpose of research and development is  to  make  use  unmanned  underwater  vehicle  to  these  studies  and observation.  In the sea trial, an autonomous underwater vehicle "MR‐X1"  is tested the performance  of  maneuverability,  observation  ability,  communication technology and so on.   

5

  Outline : 

      The sea  trial  is carried out  for  the data acquisition  for  the performance confirmation and  improvement of  the essential  technology of autonomous underwater vehicle. The  items of performance  test are control platform of the whole vehicle by a distributed system that developing newly, maneuver control  designed  by  LQI  control  theory,  remote  control  test  via  article satellite,  basics  characteristic  test  about  laser  communication  and multipurpose underwater vehicle.   

  Experiment items : 

1) Underwater Navigation       The  underwater  navigation  is  carried  out  with  the  optical communication. The vehicle is checked several functions such that control platform by the distributed system, maneuverability of the vehicle motion controlled by modern control theory. 

 2) Remote Control test via Article Satellite       The test is carried out that the vehicle can be remote controlled from land base station by monitoring underwater pictures send via engineering test satellite VIII “KIKU No.8”.    

3) Performance Test of Multi‐purpose Underwater Vehicle  The  Multi‐purpose  Underwater  Vehicle  (MUV)  is  set  up  under  the vehicle as payload. And the MUV is checked it’s handling on the shipboard and weight.    

4) Water Sampling and Measurement by CTD sensor         Water  sampling  and  CTD  measurement  is  carried  out  at  surface, middle‐depth and deep‐depth.    

5) The Basics Characteristic Test about Laser Communication       The underwater propagation loss measurement in the actual sea area of the laser is tested. 

           

6

MR-X1(Standard Type)

 Fig.2 Overview of "MR‐X1" 

  

 Fig.3 General Arrangement of "MR‐X1" 

 Specifications of the vehicle 

Weight in the air    :  800 ‐ 900kg Size  :  2.5 (L) x 0.8 (W) x 1.2 (H) Maximum Depth  :  4,000m Cruising Speed  :  2 knots Operation Time  :  15 hours Operation Mode  :  UROV (with Optical Fiber) / Autonomous / 

Remote Control (under development) Navigation Devices  :  Inertial Navigation System, Depth meter 

Doppler Velocity Log, Altimeter Observation Devices  :  TV camera, Side Scan Soner 

7

 Experiment of Remote Control via Article Satellite

  

 Fig.4 Concept of Remote Control of surfaced AUV 

  

Underwater Laser Measurement System  

 Fig.5 Conception Diagram of Laser System 

8

 Cruise Log

NT09‐04 Schedule   

Date “NATSUSHIMA”  Test Area  Contents 

2009 

20, March (Friday) 

Fittings Check 

JAMSTEC Equipment of the Ship Check of System 

21, March (Saturday) 

Departure JAMSTEC – Sagami Bay 

Preparations (Vehicle &Laser Communication) 

22, March (Sunday) 

Experiment 1, 2  Sagami Bay 1. Laser Communication 2. Combined MUV to the 

vehicle 

23, March (Monday) 

Experiment 3  Sagami Bay 1. launch and recovery test 

of the vehicle 

24, March (Tuesday) 

Experiment 4, 5  Sagami Bay 1. Laser Communication 2. Underwater Navigation of 

the Vehicle 

25, March (Wednesday) 

Experiment6 Sagami Bay near by 

Hatsushima 

1. Remote Control test via Article Satellite 

26, March (Thursday) 

Experiment 7, 8 Sagami Bay near by 

Hatsushima 

1. Laser Communication   2. Remote Control test via 

Article Satellite 

27, March (Friday) 

Return to Port  JAMSTEC  Remove fittings 

     

 

9

Experiment results 2009 March 22           Test Point:    34.99Lat.    139.115Long. 

      The underwater propagation  loss measurement of the  laser with the laser measurement  device was  carried  out  in  the western  sea  area  of Hatsushima‐island  offshore  in  the  Sagami  Bay.  The  underwater propagation measurement of the laser was carried out in depth of 200m, 50m and 15m. Good data were obtained by the laser experiment. Because weather turned worse after the laser propagation loss measurement, the underwater navigation  test of  the  vehicle  “MR‐1” which planned  in  the afternoon was cancelled. The docking test of the “MR‐X1” and the MUV on the shipboard was carried out. 

 

 Fig.6 Launch Scene of Laser Communication Deveice 

 

 Fig.7 Combined MUV to MR‐X1 

   

MUV

10

2009 March 23         Test Point:    35.105Lat.    139.265Long. 

      The water propagation loss experiment of the laser was planned in the morning, but  the experiment was canceled because undulation was big. After undulation was small  in the afternoon,  launch and recovery test of the vehicle was carried out. Let  the vehicle  float on  the surface and  the functions of the vehicle was checked, and method of  launch, towing and recovery by the mother ship “NATSUSHIMA” was confirmed at the test.  

 Fig.8 The scene of recovery test 

  

2009 March 24         Test Point:    34.99Lat.    139.115Long. 

      The underwater propagation  loss measurement of the  laser with the laser measurement  device was  carried  out  in  the western  sea  area  of Hatsushima‐island  offshore  in  the  Sagami  Bay.  The  underwater propagation  profile  of  the  laser  from  surface  to  500m  depths  was measured.  Test Point:    35.02Lat.    139.163Long.       In 150m depths sea area, an underwater navigation experiment of the vehicle was carried out in the afternoon. The vehicle dived to 80m depths, and checked buoyancy, status and  functions of equipped devices, and  it was confirmed that they worked well. 

   

11

2009 March 25         Test Point:    35.05Lat.    139.167Long. 

      An  experiment  about  the  remote  control  of  the  vehicle  via  article satellite was carried out on board in the morning in a sea area within the range of  1km  from Hatsushima‐island. The  satellite  communications  line was  established  between  an  ocean  station which  put  on  the  vehicle,  a exchange station of Hatsushima‐island and a base station of the JAMSTEC Yokosuka headquarters. The status of the vehicle which ion the surface of the  Sagami  bay  and  obtained  image  data  could  receive  in  Yokosuka station was confirmed, and the vehicle was remote controlled well by the command sent to from Yokosuka.       An  experiment  about  the  remote  control  of  the  vehicle  via  article satellite in the sea surface was performed.       After let the vehicle on the surface of the sea, it was confirmed that a communication  state with  the  article  satellite was  good,  but  a  remote control experiment was stopped because optical fiber was cut off during the preparations for remote control experiment of the vehicle operation command  dispatch  from  Yokosuka  base  station,  and  the  vehicle  was recovered.  

 Fig.9 MR‐X1 with Satellite Antenna 

  

   

     

  

Omni Antenna

Antenna + Tracking System

12

2009 March 26         Test Point:    34.99Lat.    139.115Long. 

      The underwater propagation  loss measurement of the  laser with the laser measurement  device was  carried  out  in  the western  sea  area  of Hatsushima‐island  offshore  in  the  Sagami  Bay.  The  underwater propagation  profile  of  the  laser  from  surface  to  500m  depths  was measured.  Test Point:    35.05Lat.    139.167Long.       An  experiment  about  the  remote  control  of  the  vehicle  via  article satellite  in the sea surface was performed. The satellite communications line was established between an ocean station which put on the vehicle in the surface of the sea, a exchange station of Hatsushima‐island and a base station of the JAMSTEC Yokosuka headquarters. The status of the vehicle which  ion the surface of the Sagami bay and obtained  image data could receive  in Yokosuka station was confirmed, and  the vehicle was  remote controlled well by the command sent to from Yokosuka.  

 Fig.10 The scene of Remote Control test via Article Satellite 

of Surfaced Vehicle   

13

4. Notice on using This cruise  report  is a preliminary documentation as of  the end of  the cruise.   

It  may  not  be  corrected  even  if  changes  on  content  (i.e.  taxonomic classifications) are found after publication. It may also be changed without notice. Data  on  the  cruise  report may  be  raw  or  not  processed.  Please  ask  the  Chief Scientist for the latest information before using.  Users of data or results of this cruise are requested to submit their results to Data Integration and Analysis Group (DIAG), JAMSTEC.