Patrick Miller, Ellen Hayward, Douglas Gillespie, Paul Wensveen, Filipa Samarra, Sander van IJsselmuide, Martijn van Riet, Cecile van der Stappen, Frans-Peter Lam, Petter Kvadsheim, Lars Kleivane, K. Alex Shorter, Colin Hunter, Philippe de Saint Leger · Animal Biotelemetry · 2026

Automatic real-time GPS tracking of tagged cetaceans to conduct controlled exposure experimental protocols at sea

Resumo em português

RESUMO CONTEXTO Além de registrar o comportamento das baleias, as marcas acopladas nos animais permitem o rastreamento em tempo real do sujeito experimental focal — necessário para posicionar uma fonte sonora e alcançar o desenho de exposição desejado. O rastreamento tem sido tipicamente realizado por observadores visuais que avistam a baleia marcada, auxiliados por sinais de rádio da marca, registrando sua distância e rumo. Aqui descrevemos um sistema automático para rastreamento GPS quase em tempo real de múltiplas baleias marcadas, desenvolvido para viabilizar a execução de sessões de exposição de longa duração em um estudo de resposta comportamental. RESULTADOS O rastreamento GPS em tempo real foi realizado automaticamente ao interceptar transmissões via satélite de uma unidade GPS-Argos Lotek F6G 149 acoplada a uma baleia dentro de uma marca multissensor com ventosas, e decodificar os pacotes de dados na embarcação origem. Testes e aprimoramentos usando uma antena personalizada de alto desempenho demonstraram o rastreamento de orcas (Orcinus orca) e baleias-jubarte (Megaptera novaeangliae) até o horizonte, confirmando o benefício do posicionamento específico da marca, aplicada plana no corpo entre o espiráculo e a barbatana dorsal. O sistema foi implementado com sucesso em um estudo de resposta comportamental testando como orcas e baleias-jubarte respondem a exposições sonar contínuas e pulsadas em durações usadas por Marinhas. Com antenas receptoras posicionadas a 23 m acima do nível do mar, as posições eram recebidas de forma confiável em menos de 10 minutos após serem registradas na baleia, para distâncias de até 17 km — a distância até o horizonte, e em uma taxa um pouco mais lenta para distâncias ainda maiores. Um programa em MATLAB foi desenvolvido para plotar automaticamente as posições GPS e planejar movimentos da embarcação nos experimentos de exposição controlada por sonar. Usando este sistema, foi possível realizar um protocolo experimental desafiador que requeria duas aproximações a menos de 1 km de cada sujeito baleia marcado durante um período de 8 horas, mantendo uma distância de aproximadamente 10 km entre as aproximações. Também está disponível um módulo público no PAMGuard para plotagem de localizações GPS para apoiar esforços experimentais de menor escala. CONCLUSÕES O rastreamento GPS automático representa um avanço fundamental que permite conduzir experimentos em mar aberto com mamíferos marinhos sem a necessidade de rastreamento visual contínuo, reduzindo substancialmente o custo e ampliando os contextos em que experimentos de exposição controlada podem ser realizados, inclusive durante a escuridão ou condições climáticas adversas.

Resumo original em inglês

Abstract Background In addition to recording whale behaviour, animal-attached tags enable real-time tracking of a focal experimental subject—required for positioning a sound source to achieve a desired exposure design. Tracking has typically been accomplished with visual observers spotting the tagged whale, aided by radio signals from the tag, and recording its range and bearing. Here we describe an automatic system for near real-time GPS tracking of multiple tagged whales, developed to enable execution of long-duration exposure sessions in a behavioural response study. Results Real-time GPS tracking was automatically accomplished by intercepting satellite transmissions from a Lotek F6G 149 series GPS-Argos unit attached to a whale within a suction-cup multisensor tag, and decoding the data packets on the source vessel. Testing and refinement using a custom high-performance antenna demonstrated tracking of killer whales (Orcinus orca) and humpback whales (Megaptera novaeangliae) to the horizon and confirmed the benefit of specific tag placement flat on the body between the blowhole and dorsal fin. The system was successfully deployed in a behavioural response study testing how killer and humpback whales respond to continuous and pulsed sonar exposures over durations used by Navies. With receiving antennas placed 23 m above sea level, positions were reliably received < 10 min after they were recorded on the whale out to distances up to 17 km—the distance to the horizon, and at a somewhat slower rate at even greater distances. A MATLAB program was developed to plot automatic GPS positions and plan vessel movements in the sonar controlled exposure experiments. Using this system, we were able to carry out a challenging experimental protocol which required two approaches to within 1 km of each tagged whale subject over an 8-h period, while maintaining a distance of ~ 10 km between approaches. A publicly available PAMGuard module to plot GPS locations is also available to support smaller scale experimental efforts. Conclusions Automatic GPS tracking represents a fundamental advance that enables at-sea experiments with marine mammals to be conducted without continuous visual tracking, substantially lowering cost and expanding contexts in which controlled exposure experiments can be conducted, including during darkness or rough weather.

Espécies citadas

• Megaptera novaeangliae · baleia-jubarte
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Megaptera novaeangliae.
• Orcinus orca · orca
  ?

  Nomes populares variam entre regiões e uma mesma palavra pode designar espécies diferentes. Confira sempre o nome científico: Orcinus orca.