INS selecionada para o projeto de localização certificável de trens (CLUG)
SBG INS selecionado para o projeto de localização certificável de trens (CLUG) liderado pelas principais empresas ferroviárias europeias.
"SBG Systems fornece excelentes sensores inerciais. Era importante para nós trabalhar com um fornecedor local e confiável." | Valentin B. - Gerente de projeto de localização de trens na SNCF
Com a digitalização dos serviços de transporte, a localização de trens em tempo real tornou-se cada vez mais importante para o setor ferroviário europeu e para os viajantes europeus.
Atualmente, a posição do trem para fins de sinalização é baseada em equipamentos de via, como circuitos de via ou contadores de eixos, que são dispositivos montados em intervalos específicos ao longo da via ferroviária. O uso do GNSS pode ser um divisor de águas para a rede ferroviária europeia.
O que é o Projeto CLUG?
O projeto CLUG significa "Unidade de Localização Certificável com GNSS".
É um projeto de dois anos (com início em janeiro de 2020) que reúne um consórcio grande e completo de diferentes parceiros, incluindo empresas ferroviárias (SNCF, DB NETZ e SBB), indústrias de sinalização ferroviária (CAF e Siemens), especialistas em navegação (Airbus Defense and Space, Naventik, FDC), um instituto de pesquisa (ENAC) e um especialista em certificação (Navcert).
Ele se baseia no uso do GNSS em conjunto com outros sensores (como IMU e odômetro) para fornecer uma localização contínua e precisa do trem que poderia ser integrada ao futuro Sistema Europeu de Gerenciamento de Tráfego Ferroviário (ERTMS).
O projeto CLUG, financiado pela UE, avaliará a criação de uma unidade de localização a bordo à prova de falhas, com as quatro características a seguir:
- Uma unidade de localização multissensor a bordo à prova de falhas que consiste em um núcleo de navegaçãoIMU, tacômetro, etc.) trazido em referência usando GNSS, um sensor de velocidade e um sensor de velocidade.) trazido em referência usando GNSS, mapa da via e um número mínimo de pontos de referência;
- Um sistema de localização contínua a bordo que fornece localização, velocidade e outras dinâmicas do trem;
- Operacional e interoperável em toda a rede ferroviária europeia;
- Será compatível com a atual ETI ERTMS ou com suas futuras evoluções.
Por que isso pode ser um divisor de águas para a rede ferroviária europeia?
Ao possibilitar uma redução significativa de equipamentos de via - o que também significa equipamentos menos frágeis e vulneráveis - e ao melhorar o desempenho da localização, o projeto CLUG pode ser um divisor de águas para a rede ferroviária europeia.
Em última análise, esse projeto é a principal tecnologia capacitadora para o desenvolvimento da digitalização e automação de trens à prova de futuro.
Eficiência, pontualidade e segurança: essa futura tecnologia de trens atenderá às crescentes necessidades de mobilidade de todos os viajantes europeus e oferecerá a eles uma experiência aprimorada.
Projeto de localização certificável de trens (CLUG) liderado pelas principais empresas ferroviárias europeias
Dois sistemas de navegação inercial diferentes foram selecionados para os experimentos do projeto CLUG. "SBG Systems fornece excelentes sensores inerciais; era importante para nós trabalhar com um fornecedor local confiável", indica Valentin Barreau, gerente de projeto de localização de trens da SNCF.
Primeiro, o Apogee-D é um sistema de navegação inercial tudo-em-um que integra um receptor GNSS de tripla frequência, fornecendo uma atitude de altíssima precisão (0,008°), direção real (0,015°) e posição.
O segundo INS é o Ekinox-E, um sistema de navegação inercial auxiliado externamente, que pode ser conectado a um receptor GNSS externo escolhido pelo usuário.
Ele fornece uma atitude de até 0,02° em tempo real e é acoplado aqui a um receptor GNSS para o rumo verdadeiro (0,05°) e a posição contínua em caso de interrupções do GNSS.
A equipe do CLUG também conecta um odômetro a ambos os INS para obter um desempenho ainda maior, especialmente em túneis longos. Para essa aplicação específica, o CLUG usa dados brutos INS . A Airbus Defense and Space projetou o algoritmo usado para gerar a localização do trem e emprega os dados inerciais e GNSS do Apogee pós-processados como referência para a fase de teste.
Como todos os sensores inerciais da SBG, Apogee-D e o Ekinox-E se beneficiam de um extenso processo de teste, triagem e calibração.
Cada sensor é calibrado individualmente de -40°C a 85°C e é enviado com seu relatório de calibração. Os sensores são testados, e somente aqueles que atendem às especificações são entregues. Esse processo garante o mais alto nível de confiabilidade.
INS da SBG Systemsusado na localização de trens
O Apogee e o Ekinox INS fornecem dados fundidos em tempo real, mas também permitem o pós-processamento graças a um registrador de dados integrado.
O pós-processamento é facilitado com o software PPK interno da SBG, chamado Qinertia. O Qinertia oferece um recurso exclusivo do VBS que inclui automaticamente várias fontes de correções disponíveis publicamente na solução pós-processada.
Assim, o VBS transforma as operações de mapeamento de corredores de centenas de quilômetros de ferrovias em uma tarefa perfeita.
Os resultados dessa incrível experimentação são esperados para dezembro de 2021. Acompanhe cada etapa dessa aventura técnica no site e nas redes sociais do CLUG.
Apogee-D
Ellipse-D é um sistema de navegação inercial que integra uma antena dupla e um GNSS RTK de frequência dupla, compatível com o nosso software de pós-processamento Qinertia.
Projetado para aplicações robóticas e geoespaciais, ele pode fundir a entrada do odômetro com pulso ou CAN OBDII para aumentar a precisão do dead-reckoning.
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O que é GNSS versus GPS?
GNSS significa Global Navigation Satellite System (Sistema Global de Navegação por Satélite) e GPS significa Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global). Esses termos são frequentemente usados de forma intercambiável, mas se referem a conceitos diferentes nos sistemas de navegação por satélite.
GNSS é um termo coletivo para todos os sistemas de navegação por satélite, enquanto GPS se refere especificamente ao sistema dos EUA. Ele inclui vários sistemas que fornecem uma cobertura global mais abrangente, enquanto o GPS é apenas um desses sistemas.
Você obtém maior precisão e confiabilidade com o GNSS, integrando dados de vários sistemas, enquanto o GPS sozinho pode ter limitações, dependendo da disponibilidade de satélites e das condições ambientais.
O que é pós-processamento GNSS?
O pós-processamento GNSS, ou PPK, é uma abordagem em que as medições de dados GNSS brutos registrados em um receptor GNSS são processadas após a atividade de aquisição de dados. Elas podem ser combinadas com outras fontes de medições GNSS para fornecer a trajetória cinemática mais completa e precisa para esse receptor GNSS, mesmo nos ambientes mais desafiadores.
Essas outras fontes podem ser uma estação base GNSS local ou próxima ao projeto de aquisição de dados ou estações de referência de operação contínua (CORS) existentes, normalmente oferecidas por agências governamentais e/ou provedores de rede CORS comerciais.
Um software PPK (Post-Processing Kinematic) pode usar as informações de órbita e relógio de satélite GNSS disponíveis gratuitamente para ajudar a melhorar ainda mais a precisão. O PPK permite a determinação precisa da localização de uma estação base GNSS local em um datum de quadro de referência de coordenadas globais absolutas, que é usado.
O software PPK também pode suportar transformações complexas entre diferentes quadros de referência de coordenadas em apoio a projetos de engenharia.
Em outras palavras, ele dá acesso a correções, aumenta a precisão do projeto e pode até mesmo reparar perdas ou erros de dados durante o levantamento ou a instalação após a missão.
Qual é a diferença entre IMU e INS?
A diferença entre uma Unidade de Medição InercialIMU) e um Sistema de Navegação Inercial (INS) está em sua funcionalidade e complexidade.
Uma IMU (unidade de medição inercial) fornece dados brutos sobre a aceleração linear e a velocidade angular do veículo, medidos por acelerômetros e giroscópios. Ela fornece informações sobre rotação, inclinação, guinada e movimento, mas não calcula dados de posição ou navegação. A IMU foi projetada especificamente para transmitir dados essenciais sobre movimento e orientação para processamento externo a fim de determinar a posição ou a velocidade.
Por outro lado, um INS (sistema de navegação inercial) combina IMU com algoritmos avançados para calcular a posição, a velocidade e a orientação de um veículo ao longo do tempo. Ele incorpora algoritmos de navegação como a filtragem de Kalman para fusão e integração de sensores. Um INS fornece dados de navegação em tempo real, incluindo posição, velocidade e orientação, sem depender de sistemas de posicionamento externos, como o GNSS.
Esse sistema de navegação é normalmente utilizado em aplicativos que exigem soluções de navegação abrangentes, especialmente em ambientes com GNSS negado, como UAVs militares, navios e submarinos.
Qual é a diferença entre RTK e PPK?
O RTK (Real-Time Kinematic) é uma técnica de posicionamento em que as correções de GNSS são transmitidas quase em tempo real, geralmente usando um fluxo de correção no formato RTCM. No entanto, pode haver desafios para garantir as correções de GNSS, especificamente sua integridade, disponibilidade, cobertura e compatibilidade.
A principal vantagem do PPK em relação ao pós-processamento RTK é que as atividades de processamento de dados podem ser otimizadas durante o pós-processamento, incluindo o processamento para frente e para trás, ao passo que, no processamento em tempo real, qualquer interrupção ou incompatibilidade nas correções e em sua transmissão levará a um posicionamento de menor precisão.
Uma primeira vantagem importante do pós-processamento GNSS (PPK) em relação ao tempo real (RTK) é que o sistema usado em campo não precisa ter um datalink/rádio para alimentar o sistemaINS com as correções RTCM provenientes do CORS.
A principal limitação da adoção do pós-processamento é a exigência de que o aplicativo final atue no ambiente. Por outro lado, se o seu aplicativo puder suportar o tempo de processamento adicional necessário para produzir uma trajetória otimizada, ele melhorará muito a qualidade dos dados de todos os seus resultados.