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OPSIA erweitert seine Lösung mit der Ekinox INS-Integration

Kombination eines Multibeam-Echolots und eines Laserscanners mit dem Ekinox INS.

"Der technische Support von SBG Systems war sehr kompetent und sehr hilfreich bei der Konfiguration des INS und der Vorgehensweise, auch bei der Verwendung des Lasers." | OPSIA

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OPSIA MBES Et MMS

Opsia ist ein französisches Ingenieurbüro für erfahrene Vermessungsingenieure. Seit mehr als zwanzig Jahren führt das Unternehmen Vermessungen von Grundstücken, Architektur, Infrastrukturen, Ingenieur- oder Wasserbauwerken sowie Kartografie in allen Maßstäben durch.

Opsia verfügt über ein einzigartiges Know-how an der Schnittstelle vieler Disziplinen im Bereich der terrestrischen und luftgestützten Topographie. Seine Technologien und die Fähigkeiten seiner Ingenieure werden in den Dienst einer sehr breiten Palette von Projekten gestellt, um die unterschiedlichsten Kunden zufrieden zu stellen: lokale Behörden, Industrielle, Privatpersonen, in Frankreich und auf der ganzen Welt.

Die steigende Nachfrage nach hochauflösenden bathymetrischen 3D-Vermessungen (INS GNSS) in immer größeren Tiefen erfordert ständige Innovationen von den Akteuren der Branche. Daraus ergibt sich eine große Herausforderung: die Neuberechnung zwischen den terrestrischen und bathymetrischen 3D-Modellen.

OPSIA beschloss, die Herausforderung anzunehmen und dieses Problem mit einer einzigartigen Lösung zu lösen: der Kombination eines Multibeam-Echolots und eines terrestrischen Laserscanners.

Das Projekt besteht aus der Kombination von zwei verschiedenen Systemen, dem MBES (Multi-Beam Echo Sounder) und einem terrestrischen Laserscanner, die beide mit einem Inertialnavigationssystem (INS) verwendet werden.

Das Projekt wurde mit der Idee erstellt, verschiedene Geräte zu verwenden, die das Unternehmen bereits besaß (MBES, Laserscanner, INS). Durch die Kombination des MBES-Systems und des MMS (Mobile Mapping System) entstand eine integrierte Lösung für erweiterte Kartierungsfunktionen.

Durch die Kombination der beiden Systeme wurde eine kombinierte Lösung aus MBES-System und MMS (Mobile Mapping System) geschaffen.

  • Das Teledyne Reson T20-P Full-Option Multibeam-Echolot
  • Der FOCUS S150, ein terrestrischer Laserscanner von Faro, der als Mobile Mapping System (MMS) verwendet wird
  • Das Ekinox-U INS von SBG Systems (IMU verbunden mit einer SplitBox GNSS, die jetzt durch die Navsight Marine Solution ersetzt wurde) für die Synchronisation beider Systeme, die Bewegungskompensation und die Georeferenzierung der Daten.
Ekinox INS GNSS Integration. | Quelle: OPSIA
Ekinox INS GNSS Integration. | Quelle: OPSIA
  • Das Multi-Beam Echo Sounder System
    Das Inertialnavigationssystem wird wie von Teledyne Reson empfohlen verwendet und integriert, d. h. durch die Verbindung des Portable Sonar Processors, des MBES und des INS. Ein konstantes PPS-Signal synchronisiert alle Geräte für einen nahtlosen Betrieb.
  • Das Mobile Mapping System
    Das MMS wird mit dem INS kombiniert, indem ein einzigartiges PPS-Signal verwendet wird, das über einen der seriellen Ports der Splitbox gesendet wird, um die Aufzeichnung von Laserscannerdaten zu starten und ein anderes, um die Aufzeichnung von Daten zu stoppen. Die “Event Marker”-Aufzeichnung des ersten PPS-Signals ermöglicht die Zeitsynchronisation zwischen INS-Daten und Laserscannerdaten.
Ekinox und OPSIA

Das Ekinox INS steht im Zentrum des gesamten Systems. Die SplitBox verbindet das MBES und erleichtert die Kommunikation mit der IMU und dem GNSS für integrierte Funktionen. Die Splitbox verbindet den Laserscanner, um Zeitstempel für jede Drehung seines Spiegels abzurufen.

Mithilfe einer weiteren kleinen elektrischen Komponente (Arduino NANO) synchronisieren wir beide Geräte perfekt in der Zeit und erreichen so einen nahtlosen Betrieb.


Die Ergebnisse des Mobile Mapping Systems sind recht gut. Obwohl OPSIA bisher nicht genügend Zeit hatte, die Präzision des Systems zu bewerten, scheint die vom INS-System vorgegebene Trajektorie gut zu sein, und die durch die Kombination des Laserscanners und des INS-Systems erhaltene Punktwolke scheint ebenfalls gut zu sein.

  • Die Ekinox-U in Kombination mit dem Einsatz des Laserscanners.
  • Wir haben einen bedeutenden Teil des Projekts abgeschlossen! Der nächste Schritt ist der Versuch, das MMS mit dem MBES zu kombinieren, was eine reine Formsache zu sein scheint.

    Die Ergebnisse sollten wie die folgende Ufermauer aussehen:
Bathymetrische Vermessung.
Bathymetrische Vermessung. | Quelle: OPSIA
Analyse von Ufermauern
Ufermauernanalyse. | Quelle: OPSIA

Ekinox-U in Kombination mit SplitBox lieferte eine inertiale Navigationslösung speziell für den Vermessungsmarkt. Darüber hinaus vereinfachte der integrierte GNSS-Empfänger die Integration mit mehreren Geräten und inertialen SBG-Sensoren.

Heute ersetzt die Navsight Marine-Lösung diese und bietet eine größere Robustheit mit einem Aluminium-IP68-Gehäuse. Zusätzlich zeigen LED-Anzeigen den RTK-, Stromversorgungs- und Recorder-Status an. Schließlich wird die kleinere IMU näher am MBES installiert, während die Navsight-Box alle Berechnungen und den GNSS-Empfang übernimmt.

0.0 15 °
RTK Roll/Pitch
0.0 2 °
RTK-Kurs
5 cm
Der Echtzeit-Seegang wird mit einer Genauigkeit von 5 cm automatisch an die Wellenfrequenz angepasst.
100 m
Das IMU-Gehäuse kann oberflächenbündig (IP68) oder wasserdicht (100 m Tiefe) sein.

Navsight Ekinox Marine

Kompakt und kostengünstig, Navsight Ekinox Grade, leicht und einfach einzustellen für portable Sonarsysteme, wodurch es ideal für Flachwasseranwendungen ist.

Navsight ist äußerst vielseitig und wird als Motion Reference Unit (MRU) geliefert, die Roll-, Nick- und Seegangsdaten liefert, oder als vollständige Navigationslösung mit eingebettetem Tri-Frequenz-Empfänger oder unter Verwendung eines externen GNSS-Empfängers.

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Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu unseren vorgestellten Anwendungen. Wenn Sie die benötigten Informationen nicht finden, kontaktieren Sie uns bitte direkt, um Unterstützung zu erhalten.

Was sind Wellenmesssensoren?

Wellensensoren sind wesentliche Werkzeuge, um die Meeresdynamik zu verstehen und die Sicherheit und Effizienz von Schiffsoperationen zu verbessern. Durch die Bereitstellung genauer und zeitnaher Daten über die Wellenbedingungen tragen sie dazu bei, Entscheidungen in verschiedenen Sektoren zu treffen, von der Schifffahrt und Navigation bis zum Umweltschutz. Wellenbojen sind schwimmende Geräte, die mit Sensoren zur Messung von Wellenparametern wie Höhe, Periode und Richtung ausgestattet sind.

Sie verwenden typischerweise Beschleunigungsmesser oder Gyroskope, um Wellenbewegungen zu erkennen (z. B. Wellenperiode) und können Echtzeitdaten zur Analyse an landgestützte Einrichtungen übertragen.

Was ist Bathymetrie?

Die Bathymetrie ist die Untersuchung und Messung der Tiefe und Form von Unterwassergelände, wobei der Schwerpunkt auf der Kartierung des Meeresbodens und anderer überfluteter Landschaften liegt. Sie ist das Unterwasseräquivalent der Topographie und liefert detaillierte Einblicke in die Unterwassermerkmale von Ozeanen, Meeren, Seen und Flüssen. Die Bathymetrie spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen Anwendungen, darunter Navigation, Meeresbau, Ressourcenerkundung und Umweltstudien.

Moderne bathymetrische Verfahren basieren auf Sonarsystemen wie Ein- und Mehrstrahl-Echoloten, die Schallwellen zur Messung der Wassertiefe nutzen. Diese Geräte senden Schall-Pulse zum Meeresboden und erfassen die Zeit, die die Echos für die Rückkehr benötigen, wobei die Tiefe auf der Grundlage der Schallgeschwindigkeit im Wasser berechnet wird. Insbesondere Mehrstrahl-Echolote ermöglichen die gleichzeitige Kartierung breiter Bereiche des Meeresbodens und liefern so sehr detaillierte und genaue Darstellungen des Meeresbodens. Häufig wird eine RTK- + INS-Lösung verwendet, um genau positionierte 3D-bathymetrische Darstellungen des Meeresbodens zu erstellen.

Bathymetrische Daten sind für die Erstellung von Seekarten unerlässlich, die Schiffen helfen, sicher zu navigieren, indem sie potenzielle Unterwassergefahren wie versunkene Felsen, Wracks und Sandbänke identifizieren. Sie spielen auch eine wichtige Rolle in der wissenschaftlichen Forschung und helfen Forschern, geologische Unterwassermerkmale, Meeresströmungen und marine Ökosysteme zu verstehen.

Wofür wird eine Boje verwendet?

Eine Boje ist ein schwimmendes Gerät, das hauptsächlich in maritimen und wasserbasierten Umgebungen für verschiedene Hauptzwecke eingesetzt wird. Bojen werden oft an bestimmten Orten platziert, um sichere Passagen, Kanäle oder Gefahrenbereiche in Gewässern zu kennzeichnen. Sie leiten Schiffe und Boote und helfen ihnen, gefährliche Stellen wie Felsen, Untiefen oder Wracks zu vermeiden.

Sie werden als Ankerpunkte für Schiffe verwendet. Festmacherbojen ermöglichen es Booten, festzumachen, ohne ankern zu müssen, was besonders in Gebieten nützlich sein kann, in denen das Ankern unpraktisch ist oder die Umwelt schädigt.

Instrumentierte Bojen sind mit Sensoren ausgestattet, um Umweltbedingungen wie Temperatur, Wellenhöhe, Windgeschwindigkeit und Atmosphärendruck zu messen. Diese Bojen liefern wertvolle Daten für die Wettervorhersage, die Klimaforschung und ozeanografische Studien.

Einige Bojen dienen als Plattformen zum Sammeln und Übertragen von Echtzeitdaten aus dem Wasser oder vom Meeresboden, die häufig in der wissenschaftlichen Forschung, der Umweltüberwachung und in militärischen Anwendungen eingesetzt werden.

In der kommerziellen Fischerei markieren Bojen die Position von Fallen oder Netzen. Sie helfen auch in der Aquakultur und markieren die Standorte von Unterwasserfarmen.

Bojen können auch bestimmte Gebiete kennzeichnen, wie z. B. Ankerverbotszonen, Fischereiverbotszonen oder Badebereiche, und so zur Durchsetzung von Vorschriften auf dem Wasser beitragen.

In jedem Fall sind Bojen von entscheidender Bedeutung für die Gewährleistung der Sicherheit, die Erleichterung von Meeresaktivitäten und die Unterstützung der wissenschaftlichen Forschung.

Was ist Auftrieb?

Auftrieb ist die Kraft, die von einem Fluid (wie Wasser oder Luft) ausgeübt wird und dem Gewicht eines darin eingetauchten Objekts entgegenwirkt. Sie ermöglicht es Objekten zu schwimmen oder an die Oberfläche zu steigen, wenn ihre Dichte geringer ist als die des Fluids. Auftrieb entsteht durch den Druckunterschied, der auf die eingetauchten Teile des Objekts wirkt – in größeren Tiefen herrscht ein höherer Druck, wodurch eine Aufwärtskraft entsteht.

Das Prinzip des Auftriebs wird durch das Archimedische Prinzip beschrieben, das besagt, dass die auf einen Körper wirkende Auftriebskraft gleich dem Gewicht der von diesem Körper verdrängten Flüssigkeit ist. Wenn die Auftriebskraft größer ist als das Gewicht des Körpers, schwimmt er; ist sie geringer, sinkt der Körper. Der Auftrieb ist in vielen Bereichen von entscheidender Bedeutung, vom Schiffsingenieurwesen (Konstruktion von Schiffen und U-Booten) bis hin zur Funktionalität schwimmender Geräte wie Bojen.