As medições do movimento da embarcação são essenciais para operações marítimas que exigem navegação precisa e estabilidade do levantamento. A SBG Systems fornece dados de movimento da embarcação em tempo real usando sensores inerciais avançados. Esses sensores calculam o movimento da embarcação a 50 Hz integrando duplamente os sinais do acelerômetro. A integração dupla produz desvio devido a erros de orientação ou polarização do sensor. Um filtro passa-alta estabiliza a saída removendo componentes de movimento constante. O ajuste automático garante que o filtro se adapte às diferentes condições do estado do mar. Este recurso suporta períodos de ondulação de até 20 segundos na estimativa de elevação vertical (heave) em tempo real. Como resultado, as medições do movimento da embarcação permanecem precisas e estáveis durante as operações.
O projeto do filtro passa-alta garante que a elevação vertical (heave), a arfagem (surge) e o balanço (sway) retornem a zero em condições estáticas. A referência é sempre o centro de rotação da embarcação. Apenas as unidades qualificadas para uso marítimo fornecem saída de elevação vertical (heave). A arfagem (surge) e o balanço (sway) não estão disponíveis nas unidades da série Ellipse. A arfagem (surge) e o balanço (sway) são válidos apenas em aplicações quase estáticas, como boias. Esses valores permanecem sensíveis a erros de orientação. As saídas são relatadas estritamente no ponto de medição da IMU.
Sistema de referência do movimento da embarcação
As saídas de movimento da embarcação seguem uma definição de sistema de referência específica. A origem do sistema está localizada na posição do ponto de saída. A elevação vertical (heave) é o deslocamento vertical, positivo para baixo. A arfagem (surge) é o deslocamento longitudinal, positivo em direção à proa da embarcação. O balanço (sway) é o deslocamento transversal, positivo em direção ao estibordo da embarcação. Este sistema consistente garante uma interpretação confiável em vários tipos de embarcação.
A saída de elevação vertical (heave) exibe uma resposta de passo sob mudanças repentinas de movimento. Quando ocorre um passo, a elevação vertical (heave) aumenta e, em seguida, retorna suavemente a zero. A recuperação pode levar vários minutos, dependendo do histórico do estado do mar. O formato de saída permanece consistente, apesar das diferenças ambientais. As medições de elevação vertical (heave) não incluem contribuições de maré. A compensação de maré deve ser aplicada separadamente para uma determinação precisa da altitude.
O centro de rotação e a operação da elevação vertical (heave) deportada
A elevação vertical (heave) também é afetada pela rotação da embarcação. No centro de rotação, a elevação vertical (heave) rotacional se cancela completamente. Longe deste ponto, o rolar (roll) e o arfagem (pitch) induzem componentes dinâmicos de elevação vertical (heave). Efeitos semiestáticos do vento, lastro ou desequilíbrio de carga influenciam ainda mais os resultados. Diferentes locais produzem sinais de elevação vertical (heave) com diferentes formatos e amplitudes.
O posicionamento do sensor afeta fortemente o desempenho da elevação vertical (heave). A montagem perto do centro de rotação garante a máxima precisão. Os usuários podem configurar um ponto de monitoramento para equipamentos como sistemas de sonar. Apenas as medições de elevação vertical (heave) podem ser deportadas para este ponto de monitoramento. A arfagem (surge) e o balanço (sway) devem permanecer referenciados no local da IMU. Os braços de alavanca devem ser medidos com precisão para evitar erros de estimativa. Mesmo pequenas imprecisões dimensionais ou angulares se propagam para os resultados de elevação vertical (heave), arfagem (surge) ou balanço (sway). É importante corrigir qualquer desalinhamento entre a IMU e o sistema de referência da embarcação, seja mecanicamente ou através da configuração do software.
Algumas versões mais antigas ignoravam os braços de alavanca no cálculo da elevação vertical (heave). Isso limitava a precisão durante os movimentos da embarcação induzidos pelo vento ou pela corrente. As versões atuais do firmware levam em consideração os braços de alavanca, melhorando a estimativa da elevação vertical (heave) em condições dinâmicas.
Altitude Aprimorada com Heave
Usuários frequentemente comparam a saída de heave com a altitude filtrada por Kalman. A altitude RTK fornece medições absolutas precisas em condições GNSS favoráveis. A compensação de maré é desnecessária ao usar a altitude RTK. No entanto, a altitude RTK pode se degradar em ambientes com GNSS desafiador.
O algoritmo de heave fornece medições relativas precisas sem dependência do GNSS. Ele requer compensação de maré, mas permanece confiável sob interrupções do GNSS. O modo Enhanced Altitude (Altitude Aprimorada) combina heave com altitude RTK. Essa abordagem garante precisão absoluta, mesmo em ambientes GNSS ruins. O Enhanced Altitude requer perfis de movimento marítimo e posicionamento RTK ou PPP preciso. Este recurso pode ser desativado, se não for necessário.
Heave Retardado
O Heave Retardado melhora a precisão para levantamentos hidrográficos. O algoritmo usa dados passados para corrigir erros de fase. Ele proporciona melhor desempenho sob condições de ondulação de longo período. O Heave Retardado introduz um atraso fixo de saída de 150 segundos. As mensagens de saída incluem timestamps para datação consistente dos dados. Recomendamos este modo para mapeamento do leito marinho, pois não requer operação em tempo real. O heave em tempo real permanece disponível para estimativas preliminares. Para operação completa, a unidade deve permanecer ativa 150 segundos antes e depois dos levantamentos.
Estimativa de heave pós-processada
O pós-processamento produz a estimativa de heave mais precisa. Softwares como o Qinertia recalculam o heave usando análise direta e inversa. O processamento combinado aumenta a precisão além dos métodos em tempo real ou retardados. Essa abordagem oferece a maior precisão para operações de levantamento hidrográfico.
A SBG Systems fornece soluções avançadas de medição de movimento de navios, combinando saídas em tempo real, filtragem aprimorada, algoritmos retardados e melhorias de pós-processamento. Esses recursos garantem um desempenho confiável em navegação, hidrografia e operações offshore.
