INS selecionado para projeto de localização de trens certificável (CLUG)
INS/GNSS SBG selecionado para projeto de localização de trens certificável (CLUG) liderado por grandes empresas ferroviárias europeias.
“A SBG Systems fornece excelentes sensores inerciais. Foi importante para nós trabalhar com um fornecedor local confiável.” | Valentin B. – Gerente de Projetos 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 bordo, como circuitos de via ou contadores de eixos, que são dispositivos montados em intervalos específicos ao longo da linha férrea. O uso de GNSS pode ser uma virada de jogo para a rede ferroviária europeia.
O que é o Projeto CLUG?
O projeto CLUG significa “Certifiable Localization Unit with GNSS” (Unidade de Localização Certificável com GNSS).
É um projeto de 2 anos (iniciado em janeiro de 2020) que reúne um consórcio amplo 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 combina GNSS com outros sensores, como IMU e odômetro, para fornecer localização contínua e precisa do trem. Além disso, essa localização pode se integrar perfeitamente ao futuro Sistema Europeu de Gestão do Tráfego Ferroviário (ERTMS).
O projeto CLUG, financiado pela UE, avaliará a criação de uma unidade de localização de bordo à prova de falhas, com as 4 características a seguir:
– Uma unidade de localização de bordo multi-sensor à prova de falhas, consistindo em um núcleo de navegação (IMU, tacômetro, etc.) 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 o atual ERTMS TSI ou com suas futuras evoluções.
Por que isso pode ser um divisor de águas para a rede ferroviária europeia?
Ao permitir uma redução significativa de equipamentos à beira dos trilhos – o que também significa equipamentos menos frágeis e vulneráveis – e melhorar o desempenho da localização, o projeto CLUG pode vir a ser um divisor de águas para a rede ferroviária europeia.
Em última análise, este projeto é a tecnologia essencial para o desenvolvimento à prova de futuro da digitalização e automação de trens.
Eficiência, pontualidade e segurança: esta futura tecnologia de trens responderá às crescentes necessidades de mobilidade de todos os viajantes europeus e oferecerá a eles uma melhor experiência ao cliente.
Projeto certificável de localização de trens (CLUG) liderado por grandes empresas ferroviárias europeias
Dois sistemas de navegação inercial diferentes apoiam as experimentações do projeto CLUG. Além disso, a SNCF valorizou trabalhar com um fornecedor local confiável como a SBG Systems.
Primeiro, o Apogee-D oferece um INS completo com um receptor GNSS de três frequências. Ele oferece atitude de alta precisão (0,008°), rumo verdadeiro (0,015°) e posição.
Segundo, o Ekinox-E atua como um INS auxiliado externamente. Além disso, os usuários podem conectá-lo a qualquer receptor GNSS externo de sua escolha. Ele fornece uma atitude de até 0,02° em tempo real. Adicionalmente, ele acopla com um receptor GNSS para rumo verdadeiro (0,05°) e posição contínua durante interrupções do GNSS.
A equipe do CLUG também conecta um odômetro a ambos os INS para maior precisão, especialmente em túneis longos. Além disso, eles usam dados brutos do INS para melhor desempenho.
Finalmente, a Airbus Defense and Space projetou o algoritmo de localização. Eles empregam dados inerciais e GNSS do Apogee, pós-processados, como referência para teste.
Como todos os sensores inerciais da SBG, o 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 apenas aqueles que atendem às especificações são entregues. Este processo garante o mais alto nível de confiabilidade.
INS da SBG Systems usado na localização de trens
Os INS Apogee e Ekinox fornecem dados fundidos em tempo real e permitem o pós-processamento com um registrador de dados integrado. Além disso, o software PPK interno da SBG, Qinertia, simplifica o pós-processamento. O Qinertia inclui um recurso VBS exclusivo para integração automática de correções.
Além disso, o VBS transforma o mapeamento de corredores de centenas de quilômetros de ferrovias em uma operação perfeita. Os resultados finais desta experimentação são esperados para dezembro de 2021.
Finalmente, acompanhe cada etapa desta jornada técnica no site e nas redes sociais da CLUG.
Apogee-D
O Ellipse-D é um sistema de navegação inercial que integra uma antena dupla e um GNSS RTK de dupla frequência. Nosso INS é compatível com o nosso software de pós-processamento Qinertia.
Projetado para aplicações robóticas e geoespaciais, ele pode fundir a entrada do odômetro com Pulse ou CAN OBDII para maior precisão de dead-reckoning.
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Bem-vindo à nossa seção de FAQ! Aqui, você encontrará respostas para as perguntas mais comuns sobre as aplicações que apresentamos. Se você não encontrar o que procura, sinta-se à vontade para nos contatar diretamente!
O que é GNSS vs GPS?
GNSS significa Global Navigation Satellite System e GPS para Global Positioning System. Esses termos são frequentemente usados de forma intercambiável, mas se referem a conceitos distintos dentro dos sistemas de navegação baseados em satélite.
GNSS é um termo coletivo para todos os sistemas de navegação por satélite, enquanto o GPS se refere especificamente ao sistema dos EUA. Ele abrange múltiplos 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 onde as medições de dados GNSS brutos registradas em um receptor GNSS são processadas após a atividade de aquisição de dados. Eles podem ser combinados 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, no ou perto do 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 de Pós-Processamento Cinemático (PPK) pode utilizar informações de órbita e relógio de satélites 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 sistema de referência de coordenadas global absoluto, que é utilizado.
O software PPK também pode suportar transformações complexas entre diferentes sistemas de referência de coordenadas em suporte a projetos de engenharia.
Em outras palavras, ele dá acesso a correções, aumenta a precisão do projeto e pode até mesmo reparar perdas de dados ou erros durante o levantamento ou instalação após a missão.
Qual é a diferença entre IMU e INS?
A diferença entre uma Unidade de Medição Inercial (IMU) e um Sistema de Navegação Inercial (INS) reside em sua funcionalidade e complexidade.
Uma IMU (unidade de medição inercial) fornece dados brutos sobre a aceleração linear e a velocidade angular do veículo, medidas por acelerômetros e giroscópios. Ela fornece informações sobre rolagem (roll), inclinação (pitch), guinada (yaw) e movimento, mas não calcula dados de posição ou navegação. A IMU é especificamente projetada para transmitir dados essenciais sobre movimento e orientação para processamento externo, a fim de determinar a posição ou velocidade.
Por outro lado, um INS (sistema de navegação inercial) combina dados da IMU com algoritmos avançados para calcular a posição, velocidade e 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.
Este sistema de navegação é tipicamente utilizado em aplicações que exigem soluções de navegação abrangentes, particularmente em ambientes com negação de GNSS, como UAVs militares, navios e submarinos.
Qual é a diferença entre RTK e PPK?
A Cinemática em Tempo Real (RTK) é uma técnica de posicionamento onde as correções GNSS são transmitidas quase em tempo real, normalmente usando um fluxo de correção de formato RTCM. No entanto, pode haver desafios para garantir as correções GNSS, especificamente sua integridade, disponibilidade, cobertura e compatibilidade.
A maior vantagem do PPK sobre o 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, enquanto no processamento em tempo real, qualquer interrupção ou incompatibilidade nas correções e sua transmissão levará a um posicionamento de menor precisão.
Uma primeira vantagem fundamental do pós-processamento GNSS (PPK) vs. tempo real (RTK) é que o sistema usado em campo não precisa ter um datalink/rádio para alimentar as correções RTCM provenientes do CORS no sistema INS/GNSS.
A principal limitação para a adoção do pós-processamento é a exigência de que a aplicação final atue sobre o ambiente. Por outro lado, se sua aplicação puder suportar o tempo de processamento adicional necessário para produzir uma trajetória otimizada, isso melhorará muito a qualidade dos dados para todas as suas entregas.
