Todos os tipos de levantamento topográfico e, de modo mais geral, oceanografia e hidrografia, precisam de um sensor inercial. Essas soluções variam de MRU a INS de ponta, e sua seleção não deve ser feita de forma leviana. É fundamental selecionar o sensor certo, dependendo do tipo de aplicação e de suas necessidades. Então, como escolher a melhor solução inercial?
Essa é a razão pela qual colocamos nossas diferentes linhas de produtos à prova durante uma pesquisa de três dias com uma ecossonda multifeixe em três áreas do porto de Hamburgo (Alemanha): As docas de Hamburgo, embaixo das pontes e nos canais fluviais da cidade.
Poder atestar o desempenho de nossas soluções em vários ambientes e em diversos níveis de precisão foi fundamental para podermos recomendar qual INS usar, dependendo da aplicação e das condições.
Vamos descobrir juntos mais sobre Como escolher a melhor solução inercial.
Pequenas integrações marinhas e levantamento em águas muito rasas
A hidrografia não envolve apenas o levantamento em grandes embarcações, mas também inclui AUV, USV ou até mesmo boias. Considerando o tamanho de tais aplicações, um sensor inercial robusto e em miniatura pode ser o ideal. A SBG-Systems desenvolveu a resposta mais inovadora para sua necessidade: Como escolher a melhor solução inercial?
A linha de produtos Ellipse em miniatura daSBG Systemsvaria de AHRS a RTK INS de antena dupla em pequenos invólucros IP68.
Como a robustez é crucial em aplicações marítimas, todos os MRU e INS da SBG Systemsse beneficiam de um procedimento de calibração individual de alta qualidade de -40 a 85°C.
Selecionamos rigorosamente os sensores inerciais, garantindo que apenas os que atendem às especificações forneçam medições consistentes para as missões dos profissionais.
Os sensores Ellipse fornecem uma elevação em tempo real com precisão de 5 cm que se ajusta automaticamente ao período da onda e proporciona um desempenho inigualável em atitude (0,05°) e direção (0,2°).
Além de boias, pequenos USV e soluções AUV para navegação ou levantamento, esses sensores inerciais também podem compensar e estabilizar uma ecossonda de feixe único ou de varredura lateral.
However, they can only offer optimal performance in open-sky surveys in very shallow waters (< 10 meters) in near-shore areas with low motion, offering a cost-effective package for these types of surveys. Indeed, the Ellipse’s RTK Heave directly provides a precise altitude, which is well-suited for near-shore surveying.
Levantamentos a céu aberto e rasos
Os dados batimétricos e inerciais coletados durante o levantamento mostram que todos os sensores fornecem movimento, direção e posição altamente precisos em um levantamento a céu aberto e em águas rasas.
Embora o Ellipse não seja recomendado para levantamentos MBES de alta precisão, o Ekinox, ou Navsight Ekinox, é a solução mais adequada e pode fornecer um pacote atraente em tempo real para levantamentos a céu aberto e em águas rasas em áreas costeiras.
Os sistemas de navegação inercial Ekinox são fornecidos como sensores de nível industrial tudo-em-um, variando de MRU a RTK INS de alta qualidade, ou como parte da solução marítima.
Ambos oferecem o mesmo desempenho e precisão: 0,02° de rotação/inclinação (RTK), 0,05° de direção GNSS e posição em nível de centímetro.
Como sensores compactos tudo-em-um, eles podem ser integrados a equipamentos em que o espaço é crítico, como USV para levantamentos hidrográficos.
Projetada para facilitar as tarefas dos hidrógrafos, a Navsight Marine Solution é fornecida como uma unidade de referência de movimento (MRU), fornecendo rolagem, inclinação e inclinação, ou como uma solução de navegação completa, incorporando um receptor GNSS de tripla frequência ou usando um receptor GNSS externo.
A IMU da Ekinox é conectada à unidade de processamento. Essa configuração muito prática permite que a IMU fique próxima ao ecobatímetro, enquanto a unidade de processamento está na cabine e conectada ao computador do operador.
Uma solução inercial para cada tipo de interrupção de GNSS
As interrupções do GNSS podem ocorrer em vários ambientes, inclusive durante a navegação sob pontes ou o levantamento de canais fluviais e instalações portuárias.
Elas representam um desafio para todos os levantamentos hidrográficos e destacam a necessidade de um sistema de navegação inercial acoplado ao GNSS, que funde dados inerciais e GNSS para uma trajetória contínua de maior precisão.
Os resultados do levantamento sob as pontes mostram que o sensor inercial mantém a precisão com dados aprimorados de RTK, atitude, rumo e elevação. O rumo parece ser muito mais estável com o Navsight Apogee, pois ele incorpora giroscópios de maior desempenho.
Essa solução também fornece dados inerciais e de posição mais precisos, o que a torna a escolha certa para essa aplicação.
O software Qinertia daSBG Systemsresolve as interrupções de GNSS por meio do pós-processamento de dados de pesquisa, garantindo resultados precisos por meio da tecnologia PPK avançada.
A combinação de Apogee e Qinertia permite uma solução confiável e extremamente precisa em longas interrupções do GNSS.
Os fortes efeitos de multicaminho do GNSS em canais fluviais causam pequenas interrupções frequentes, mais desafiadoras do que as longas interrupções do GNSS.
Os efeitos de multicaminho interrompem o cálculo de posição e direção dupla do GNSS, aumentando os erros, tornando as soluções inerciais de acoplamento frouxo pouco confiáveis nessas condições.
Complementaridade com um software de pós-processamento PPK
Esse ambiente exige INS de alta qualidade para obter dados estáveis de rolagem/inclinação, com pós-processamento fortemente acoplado para filtrar os efeitos de múltiplos caminhos.
O cálculo do PPK aprimora a direção e o movimento, e o acoplamento rígido melhora significativamente a posição.
Com alto desempenho, a solução Navsight Apogee (0,008° de rotação/inclinação, 0,015° de direção GNSS e posição em nível de centímetro) oferece, juntamente com o software Qinertia PPK, o pacote ideal nessas condições. Ela também permite levantamentos de alta precisão em águas profundas, mesmo em alto-mar.
Enquanto as soluções de movimento e navegação da Ekinox e da Apogee são baseadas em MEMS, o Navsight Horizon integra umaIMU FOG de circuito fechado que permite um desempenho robusto e consistente nos ambientes mais exigentes, como áreas altamente densas ou levantamentos de baixa dinâmica.
Nós pós-processamos esses dados do sistema para testes de levantamento em Hamburgo, garantindo o mais alto desempenho como um sistema de referência.
Além disso, os sensores SBG Systems são compatíveis com todos os softwares hidrográficos que aceitam os protocolos ASCII, NMEA e TSS. Outros softwares desenvolveram drivers que se adaptam ao protocolo binário da SBG, facilitando a integração do sensor.
Você obteve a resposta para o dilema: Como escolher a melhor solução inercial?
Em tempo real ou pós-processamento?
Nessas diferentes pesquisas, o pós-processamento provou melhorar os resultados da pesquisa nas condições mais adversas.
Em ambientes GNSS desafiadores, o software de pós-processamento garante o desempenho ideal, ao contrário das pesquisas em céu aberto que dependem de dados em tempo real para obter precisão.
A computação para frente e para trás e os algoritmos PPK de ponta ajudam a atingir o mais alto nível de precisão. Robusto contra o efeito de múltiplos caminhos, o acoplamento estreito é essencial em tais condições.
O Qinertia simplifica o pós-processamento para hidrógrafos, oferecendo uma ferramenta intuitiva projetada para facilitar as tarefas dos topógrafos e otimizar os fluxos de trabalho de forma eficaz.
Eficiente, rápido e direto, esse software de pós-processamento INS e somente GNSS com recursos completos oferece acesso a correções RTK off-line de mais de 8.000 estações de base localizadas em 164 países. Ele é compatível com IMUs de terceiros e todos os receptores GNSS e inclui um recurso VBS (Virtual Base Station) e computação PPP.
Essa solução econômica permite levantamentos mesmo em condições adversas e permite correções de parâmetros de instalação posteriores para salvar o dia!