Alle Arten der Vermessung, und ganz allgemein die Ozeanographie und Hydrographie, benötigen einen Trägheitssensor. Diese Lösungen reichen von MRU bis zu High-End INS, und ihre Auswahl sollte nicht auf die leichte Schulter genommen werden. Es ist von entscheidender Bedeutung, den richtigen Sensor je nach Art der Anwendung und deren Anforderungen auszuwählen. Wie wählt man also die beste Trägheitslösung aus?
Aus diesem Grund haben wir unsere verschiedenen Produktlinien während einer dreitägigen Vermessung mit einem Fächerecholot in drei Bereichen des Hamburger Hafens (Deutschland) auf die Probe gestellt: Hamburgs Docks, unter Brücken und in den Flusskanälen der Stadt.
Die Möglichkeit, die Leistung unserer Lösungen in verschiedenen Umgebungen und mit unterschiedlichen Genauigkeitsstufen zu testen, war der Schlüssel zu einer Empfehlung, welches INS je nach Anwendung und Bedingungen verwendet werden sollte.
Lassen Sie uns gemeinsam mehr darüber erfahren, wie man die beste Inertiallösung wählt.
Kleine Meeresintegrationen und Vermessungen in sehr flachen Gewässern
Bei der Hydrographie geht es nicht nur um die Vermessung auf großen Schiffen, sondern auch um AUV, USV oder sogar Bojen. In Anbetracht der Größe solcher Anwendungen kann sich ein kleiner und robuster Inertialsensor als ideal erweisen. SBG-Systems hat die innovativste Antwort für Ihre Anforderungen entwickelt: Wie wählt man die beste Inertiallösung aus?
Die Miniatur-Ellipse-Produktlinie vonSBG Systemsreicht von AHRS bis zu RTK INS mit zwei Antennen in kleinen IP68-Gehäusen.
Da Robustheit in maritimen Anwendungen entscheidend ist, profitieren alle MRUs und INS von SBG Systemsvon einem individuellen High-End-Kalibrierungsverfahren für Temperaturen von -40 bis 85°C.
Wir unterziehen Trägheitssensoren einer strengen Prüfung, um sicherzustellen, dass nur diejenigen, die den Spezifikationen entsprechen, konsistente Messungen für professionelle Einsätze liefern.
Ellipse-Sensoren liefern eine 5 cm genaue Echtzeit-Höhenmessung, die sich automatisch an die Wellenperiode anpasst und eine unübertroffene Leistung in lage (0,05°) und richtung (0,2°) bietet.
Zusätzlich zu Bojen, kleinen USV und AUV für die Navigation oder Vermessung können diese Trägheitssensoren auch ein Einstrahl- oder Seitensicht-Echolot kompensieren und stabilisieren.
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.
Erhebungen am offenen Himmel und in geringer Tiefe
Die bathymetrischen und inertialen Daten, die während der Vermessung gesammelt wurden, zeigen, dass alle Sensoren hochpräzise Bewegung, richtung und Position bei einer Vermessung unter freiem Himmel und in flachen Gewässern liefern.
Während die Ellipse nicht für hochpräzise MBES-Vermessungen empfohlen wird, ist die Ekinox oder Navsight Ekinox die am besten geeignete Lösung und kann ein attraktives Paket in Echtzeit für Vermessungen unter freiem Himmel und in flachen Gewässern in Küstengebieten bieten.
Die Trägheitsnavigationssysteme von Ekinox gibt es entweder als All-in-One-Sensoren in Industriequalität, die von MRU bis zu High-End-RTK INS reichen, oder als Teil der Marine-Lösung.
Beide bieten die gleiche Leistung und Genauigkeit: 0,02° nicken (RTK), 0,05° richtung und Position auf Zentimeter-Ebene.
Als kompakte All-in-One-Sensoren können sie in Geräte integriert werden, bei denen der Platzbedarf kritisch ist, wie z. B. in USV für hydrographische Vermessungen.
Die Navsight Marine Solution wurde zur Erleichterung der Aufgaben von Hydrographen entwickelt und ist als Motion Reference Unit (MRU) erhältlich, die rollen, nicken und Heavewerte liefert, oder als komplette Navigationslösung, die einen Dreifrequenz-GNSS-Empfänger enthält oder einen externen GNSS-Empfänger verwendet.
Die Ekinox IMU ist mit der Verarbeitungseinheit verbunden. Dieser sehr praktische Aufbau ermöglicht es, die IMU in der Nähe des Echolots zu platzieren, während sich die Verarbeitungseinheit in der Kabine befindet und mit dem Computer des Bedieners verbunden ist.
Eine inertiale Lösung für jede Art von GNSS-Ausfall
GNSS-Ausfälle können in verschiedenen Umgebungen auftreten, z. B. bei der Navigation unter Brücken oder bei der Vermessung von Flusskanälen und Hafenanlagen.
Sie stellen eine Herausforderung für alle hydrographischen Vermessungen dar und verdeutlichen die Notwendigkeit eines mit GNSS gekoppelten Trägheitsnavigationssystems, das Trägheits- und GNSS-Daten für eine kontinuierliche, genauere Trajektorie verschmilzt.
Die Vermessungsergebnisse unter den Brücken zeigen, dass der Trägheitssensor die Genauigkeit mit verbesserten RTK-, lage, richtung und Heavedaten beibehält. richtung scheint mit dem Navsight Apogee viel stabiler zu sein, da es leistungsfähigere Gyroskope enthält.
Diese Lösung liefert auch präzisere Trägheits- und Positionsdaten, was sie zur richtigen Wahl für diese Anwendung macht.
Die Qinertia-Software vonSBG Systemslöst GNSS-Ausfälle durch Nachbearbeitung der Vermessungsdaten und gewährleistet genaue Ergebnisse durch fortschrittliche PPK-Technologie.
Die Kombination von Apogee und Qinertia ermöglicht eine zuverlässige und extrem genaue Lösung bei langen GNSS-Ausfällen.
Starke GNSS-Mehrwegeffekte in Flusskanälen führen zu häufigen kleinen Ausfällen, die eine größere Herausforderung darstellen als lange GNSS-Ausfälle.
Mehrwegeffekte stören die richtung und die Positionsberechnung, was die Fehler erhöht und lose gekoppelte Inertiallösungen unter solchen Bedingungen unzuverlässig macht.
Komplementarität mit einer PPK-Nachbearbeitungssoftware
Dieses Umfeld erfordert High-End INS für stabile nicken Daten mit einer eng gekoppelten Nachbearbeitung zur Filterung von Mehrwegeffekten.
Die PPK-Berechnung verbessert die richtung und Bewegung, und die enge Kopplung verbessert die Position erheblich.
Die hochleistungsfähige Navsight Apogee-Lösung (0,008° nicken, 0,015° richtung und Position auf Zentimeter-Ebene) bietet zusammen mit der Qinertia PPK-Software das optimale Paket für solche Bedingungen. Es ermöglicht auch hochpräzise Vermessungen in tiefen Gewässern, sogar auf hoher See.
Während die Bewegungs- und Navigationslösungen von Ekinox und Apogee MEMS-basiert sind, verfügt Navsight Horizon über eine IMU mit geschlossenem Regelkreis, die eine robuste und konsistente Leistung in den anspruchsvollsten Umgebungen, wie z. B. in sehr dichten Gebieten oder bei Vermessungen mit geringer Dynamik, ermöglicht.
Wir haben diese Systemdaten für Vermessungstests in Hamburg nachbearbeitet, um die höchste Leistungsfähigkeit als Referenzsystem zu gewährleisten.
Außerdem sind die Sensoren SBG Systems mit jeder Hydrographie-Software kompatibel, die ASCII-, NMEA- und TSS-Protokolle akzeptiert. Andere Software hat Treiber entwickelt, die mit dem binären Protokoll von SBG kompatibel sind und die Integration des Sensors erleichtern.
Haben Sie die Antwort auf das Dilemma gefunden: Wie wählt man die beste Trägheitslösung?
Echtzeit oder Post-Processing?
Bei diesen verschiedenen Vermessungen hat sich gezeigt, dass die Nachbearbeitung die Vermessungsergebnisse unter schwierigsten Bedingungen verbessert.
In schwierigen GNSS-Umgebungen sorgt die Nachbearbeitungssoftware für eine optimale Leistung, im Gegensatz zu Open-Sky-Vermessungen, bei denen die Genauigkeit von Echtzeitdaten abhängt.
Vorwärts- und Rückwärtsberechnungen und modernste PPK-Algorithmen tragen dazu bei, ein Höchstmaß an Genauigkeit zu erreichen. Robust gegen den Mehrwegeffekt, ist eine enge Kopplung unter solchen Bedingungen unerlässlich.
Qinertia vereinfacht das Post-Processing für Hydrographen und bietet ein intuitives Tool, das die Aufgaben von Vermessungsingenieuren erleichtert und Arbeitsabläufe effektiv rationalisiert.
Effizient, schnell und unkompliziert bietet diese voll funktionsfähige Software für reines GNSS- und INS Zugang zu Offline-RTK-Korrekturen von mehr als 8.000 Basisstationen in 164 Ländern. Sie unterstützt IMUs von Drittanbietern und alle GNSS-Empfänger und verfügt über eine VBS-Funktion (Virtual Base Station) und PPP-Computing.
Diese kosteneffiziente Lösung ermöglicht Vermessungen auch unter rauen Bedingungen und erlaubt nachträgliche Korrekturen der Installationsparameter, um den Tag zu retten!
Der Marine Technology Reporter hat den vollständigen Artikel in seiner August-Ausgabe veröffentlicht.