Todos los tipos de topografía y, más en general, la oceanografía y la hidrografía, necesitan un sensor inercial. Estas soluciones van desde MRU hasta INS 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?
Por este motivo, pusimos a prueba nuestras distintas líneas de productos durante un estudio de 3 días con una ecosonda multihaz en 3 zonas del puerto de Hamburgo (Alemania): Los muelles de Hamburgo, bajo los puentes y en los canales fluviales de la ciudad.
Poder comprobar el rendimiento de nuestras soluciones en distintos entornos y con 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 prospección en aguas muy poco profundas
La hidrografía no sólo se realiza en grandes embarcaciones, sino también en AUV, USV o incluso boyas. Teniendo en cuenta el tamaño de estas aplicaciones, un sensor inercial en miniatura y robusto puede resultar ideal. SBG-Systems ha desarrollado la respuesta más innovadora para sus necesidades: ¿Cómo elegir la mejor solución inercial?
La línea de productos en miniatura Ellipse deSBG SystemsSystems abarca desde AHRS hasta INS RTK de doble antena en pequeñas carcasas IP68.
Dado que la robustez es crucial en las aplicaciones marinas, todas las MRU e INS de SBG SystemsSystems se benefician de un procedimiento de calibración individual de alta gama de -40 a 85°C.
Seleccionamos rigurosamente los sensores inerciales, garantizando que sólo los que cumplen las especificaciones ofrecen mediciones coherentes para las misiones de los profesionales.
Los sensores Ellipse proporcionan un oleaje de 5 cm de precisión en tiempo real que se ajusta automáticamente al periodo de oleaje y ofrece un rendimiento inigualable en actitud (0,05°) y cabo (0,2°).
Además de boyas, pequeños USV y soluciones AUV para navegación o topografía, estos sensores inerciales también pueden compensar y estabilizar una ecosonda monohaz o de barrido 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.
Sondeos a cielo abierto y a poca profundidad
Los datos batimétricos e inerciales recogidos durante el levantamiento muestran que todos los sensores proporcionan un movimiento, un cabo y una posición de gran precisión en un levantamiento a cielo abierto y en aguas poco profundas.
Mientras que el Ellipse no se recomienda para levantamientos MBES de gran precisión, el Ekinox, o Navsight Ekinox, es la solución que mejor se adapta y puede proporcionar un paquete atractivo en tiempo real para levantamientos a cielo abierto y en aguas poco profundas en zonas costeras.
Los sistemas de navegación inercial Ekinox se presentan como sensores todo en uno de categoría industrial, desde MRU hasta RTK INS de alta gama, o como parte de la solución Marine.
Ambos ofrecen las mismas prestaciones y precisión: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0,05° GNSS cabo y posición a nivel centimétrico.
Como sensores todo en uno compactos, pueden integrarse en equipos donde el espacio es crítico, como USV para levantamientos 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 oscilación, o como una solución de navegación completa que incorpora un receptor GNSS de tres frecuencias o utiliza un receptor GNSS externo.
La IMU Ekinox está conectada a la unidad de procesamiento. Esta configuración tan práctica permite situar la IMU 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 del GNSS
Las interrupciones del GNSS pueden producirse en diversos entornos, como la navegación bajo puentes o el levantamiento de canales fluviales e instalaciones portuarias.
Representan un reto para todos los levantamientos hidrográficos y ponen de relieve la necesidad de un sistema de navegación inercial acoplado al GNSS, que fusiona los datos inerciales y GNSS para obtener una trayectoria continua de mayor precisión.
Los resultados del levantamiento bajo los puentes muestran que el sensor inercial mantiene la precisión con datos RTK, de actitud, de cabo y de oscilación mejorados. El cabo 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 adecuada para esta aplicación.
El software Qinertia deSBG SystemsSystems resuelve las interrupciones del GNSS mediante el postprocesamiento de los datos topográficos, garantizando resultados precisos gracias a la avanzada tecnología PPK.
La combinación de Apogee y Qinertia permite una solución fiable y extremadamente precisa en cortes prolongados del GNSS.
Los fuertes efectos multitrayectoria del GNSS en los canales fluviales provocan pequeños cortes frecuentes, más problemáticos que los cortes prolongados del GNSS.
Los efectos multitrayectoria perturban el doble cabo del GNSS y el cálculo de la posición, aumentando los errores, lo que hace que las soluciones inerciales débilmente acopladas no sean fiables en tales condiciones.
Complementariedad con un software de postprocesamiento PPK
Este entorno exige un INS de alta gama para obtener datos estables de balanceo y cabeceo, con un posprocesamiento estrechamente acoplado para filtrar los efectos multitrayectoria.
El cálculo PPK mejora el cabo y el movimiento, y el acoplamiento estrecho mejora significativamente la posición.
De alto rendimiento, la solución Navsight Apogee (0,008° Roll/Pitch, 0,015° GNSS cabo y Posición a nivel centimétrico) proporciona, junto con el software Qinertia PPK, el paquete óptimo en tales condiciones. También permite realizar levantamientos de alta precisión en aguas profundas, incluso en alta mar.
Mientras que las soluciones de movimiento y navegación de Ekinox y Apogee se basan en MEMS, Navsight Horizon integra una IMU FOG de bucle cerrado que permite un rendimiento robusto y constante en los entornos más exigentes, como zonas muy densas o levantamientos de baja dinámica.
Post-procesamos los datos de este sistema para realizar pruebas topográficas en Hamburgo, garantizando el máximo rendimiento como sistema de referencia.
Además, los sensores de SBG Systems son compatibles con todos los software hidrográficos que aceptan los protocolos ASCII, NMEA y TSS. Otros software han desarrollado drivers que se adaptan al protocolo binario de SBG, facilitando la integración del sensor.
¿Ha encontrado la respuesta al dilema: cómo elegir la mejor solución inercial?
¿En tiempo real o a posteriori?
En estos diferentes sondeos, el postprocesamiento ha demostrado que mejora los resultados de los sondeos en las condiciones más duras.
En entornos GNSS difíciles, el software de postprocesamiento garantiza un rendimiento óptimo, a diferencia de los sondeos a cielo abierto, cuya precisión depende de los datos en tiempo real.
El cálculo hacia delante y hacia atrás y los algoritmos PPK de última generación ayudan a alcanzar el máximo nivel de precisión. Robusto contra el efecto multitrayectoria, el acoplamiento estrecho es esencial en tales condiciones.
Qinertia simplifica el posprocesamiento para hidrógrafos, ofreciendo una herramienta intuitiva diseñada para facilitar las tareas de los topógrafos y agilizar los flujos de trabajo de forma eficaz.
Eficaz, rápido y sencillo, este completo software de posprocesamiento sólo para GNSS e INS da acceso a correcciones RTK fuera de línea de más de 8.000 estaciones base ubicadas en 164 países. Es compatible con IMU de otros fabricantes y con todos los receptores GNSS e incluye una función VBS (estación base virtual) y computación PPP.
Esta solución rentable permite realizar levantamientos incluso en condiciones adversas y permite realizar correcciones de parámetros de instalación a posteriori para salvar el día.
Marine Technology Reporter publicó el artículo completo en su edición de agosto.
