Todo tipo de estudios, y más generalmente, la oceanografía y la hidrografía, necesitan un sensor inercial. Estas soluciones van desde MRU hasta INS/GNSS de gama alta, y su selección no debe tomarse a la ligera. Es crucial seleccionar el sensor adecuado en función del tipo de aplicación y sus necesidades. Entonces, ¿cómo elegir la mejor solución inercial?
Esta es la razón por la que pusimos a prueba nuestras diferentes líneas de productos durante un estudio de 3 días con una ecosonda multihaz en 3 áreas del puerto de Hamburgo (Alemania): los muelles de Hamburgo, bajo los puentes y en los canales fluviales de la ciudad.
Poder dar fe del rendimiento de nuestras soluciones en diversos entornos y en varios niveles de precisión fue clave para poder recomendar qué INS utilizar en función de la aplicación y las condiciones.
Descubramos juntos más sobre cómo elegir la mejor solución inercial.
Pequeñas integraciones marinas y levantamientos en aguas muy poco profundas
La hidrografía no solo implica el levantamiento topográfico en grandes embarcaciones, sino que también incluye AUV, USV o incluso boyas. Teniendo en cuenta el tamaño de tales aplicaciones, un sensor inercial robusto y en miniatura puede ser ideal. SBG Systems desarrolló la respuesta más innovadora para su requerimiento: ¿Cómo elegir la mejor solución inercial?
La línea de productos Ellipse en miniatura de SBG Systems abarca desde AHRS hasta GNSS/INS RTK de doble antena en pequeños encapsulados IP68.
Siendo la robustez crucial en las aplicaciones marinas, todos los MRU e INS de SBG Systems se benefician de un procedimiento de calibración individual de alta gama de -40 a 85°C.
Examinamos rigurosamente los sensores inerciales, asegurando que solo aquellos que cumplen con las especificaciones entreguen mediciones consistentes para las misiones de los profesionales.
Ellipse sensors deliver a 5-cm accurate real-time heave that automatically adjusts to the wave period and provides unmatched performance in attitude (0.05°) and heading (0.2°).
In addition to buoys, small USV, and AUV solutions for navigation or surveying, these inertial sensors can also compensate and stabilize a single beam or side scan echosounder.
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.
Estudios a cielo abierto y poco profundos
Los datos batimétricos e inerciales recopilados durante el estudio muestran que todos los sensores ofrecen una orientación, rumbo y posición de alta precisión en un estudio a cielo abierto y en aguas poco profundas.
Si bien no se recomienda el uso de Ellipse para estudios MBES de alta precisión, el Ekinox, o Navsight Ekinox, es la solución más adecuada y puede proporcionar un paquete atractivo en tiempo real para estudios a cielo abierto y en aguas poco profundas en zonas costeras.
Los sistemas de navegación inercial Ekinox se presentan en sensores industriales todo en uno que van desde MRU hasta INS/GNSS RTK de alta gama, o como parte de la solución Marine.
Ambos ofrecen el mismo rendimiento y precisión: 0,02° de Roll/Pitch (RTK), 0,05° de Heading GNSS y una posición con precisión centimétrica.
Como sensores compactos todo en uno, pueden integrarse en equipos donde el espacio es fundamental, como los USV para estudios hidrográficos.
Diseñada para facilitar las tareas de los hidrógrafos, la solución Navsight Marine se presenta como una unidad de referencia de movimiento (MRU), que proporciona balanceo, cabeceo y compensación de oleaje (heave), o como una solución de navegación completa que incorpora un receptor GNSS de trifrecuencia o utiliza un receptor GNSS externo.
La IMU Ekinox está conectada a la unidad de procesamiento. Esta configuración muy práctica permite que la IMU se coloque cerca de la ecosonda, mientras que la unidad de procesamiento está en la cabina y conectada al ordenador del operador.
Una solución inercial para cada tipo de interrupción GNSS
Las interrupciones del GNSS pueden ocurrir en varios entornos, incluso cuando se navega bajo puentes o se inspeccionan canales fluviales e instalaciones portuarias.
Representan un reto para todos los levantamientos hidrográficos y ponen de manifiesto la necesidad de un sistema de navegación inercial acoplado con GNSS, que fusiona los datos inerciales y GNSS para una trayectoria continua de mayor precisión.
Los resultados del levantamiento bajo los puentes muestran que el sensor inercial mantiene la precisión con RTK mejorado, actitud, rumbo y datos de compensación de oleaje (heave). El rumbo parece ser mucho más estable con el Navsight Apogee, ya que incorpora giroscopios de mayor rendimiento.
Esta solución también proporciona datos inerciales y de posición más precisos, lo que la convierte en la opción correcta para esta aplicación.
El software Qinertia de SBG Systems resuelve las interrupciones del GNSS mediante el post-procesamiento de los datos del levantamiento, garantizando resultados precisos a través de la tecnología PPK avanzada.
La combinación de Apogee y Qinertia permite una solución fiable y extremadamente precisa en largas interrupciones del GNSS.
Los fuertes efectos de multitrayectoria del GNSS en los canales fluviales provocan pequeñas interrupciones frecuentes, más difíciles que las largas interrupciones del GNSS.
Los efectos de multitrayectoria interrumpen el cálculo de la posición y el rumbo dual del GNSS, aumentando los errores, lo que hace que las soluciones inerciales acopladas de forma flexible no sean fiables en tales condiciones.
Complementariedad con un software de post-procesamiento PPK
Este entorno exige un INS/GNSS de gama alta para obtener datos estables de balanceo/cabeceo, con un post-procesamiento estrechamente acoplado para filtrar los efectos de la trayectoria múltiple.
El cálculo PPK mejora el rumbo y el movimiento, y el acoplamiento estrecho mejora significativamente la posición.
De alto rendimiento, la solución Navsight Apogee (0,008° Roll/Pitch, 0,015° Rumbo GNSS y Posición a nivel centimétrico) proporciona, junto con el software Qinertia PPK, el paquete óptimo en tales condiciones. También permite levantamientos de alta precisión en aguas profundas, incluso en alta mar.
Mientras que las soluciones de movimiento y navegación Ekinox y Apogee están basadas en MEMS, el Navsight Horizon integra una IMU FOG de bucle cerrado que permite un rendimiento robusto y consistente en los entornos más exigentes, como las zonas de alta densidad o los levantamientos de baja dinámica.
Post-procesamos los datos de este sistema para realizar pruebas de levantamiento en Hamburgo, garantizando el máximo rendimiento como sistema de referencia.
Además, los sensores de SBG Systems son compatibles con todos los programas hidrográficos que aceptan los protocolos ASCII, NMEA y TSS. Otros programas han desarrollado controladores que se adaptan al protocolo binario de SBG, lo que facilita la integración del sensor.
¿Obtuvo la respuesta al dilema: cómo elegir la mejor solución inercial?
¿En tiempo real o post-procesamiento?
En estas diferentes inspecciones, el post-procesamiento ha demostrado mejorar los resultados de la inspección en las condiciones más duras.
En entornos GNSS difíciles, el software de post-procesamiento garantiza un rendimiento óptimo, a diferencia de las inspecciones a cielo abierto que dependen de datos en tiempo real para la precisión.
La computación hacia adelante y hacia atrás y los algoritmos PPK de vanguardia ayudan a lograr el más alto nivel de precisión. Robusto contra el efecto multitrayecto, el acoplamiento estrecho es esencial en tales condiciones.
Qinertia simplifica el post-procesamiento para los hidrographers, ofreciendo una herramienta intuitiva diseñada para facilitar las tareas de los topógrafos y agilizar los flujos de trabajo de forma eficaz.
Eficiente, rápido y sencillo, este software de post-procesamiento GNSS e INS/GNSS con todas las funciones da acceso a correcciones RTK offline de más de 8.000 estaciones base ubicadas en 164 países. Es compatible con IMUs de terceros y con todos los receptores GNSS, e incluye una función VBS (Virtual Base Station) y computación PPP.
Esta solución rentable permite realizar estudios incluso en condiciones adversas y permite corregir los parámetros de instalación a posteriori para salvar el día.
