Cómo elegir la mejor solución inercial para sus necesidades de aplicación y precisión

15 de diciembre de 2021

Todos los tipos de cartografía, y más en general, la oceanografía y la hidrografía, necesitan un sensor inercial. Estas soluciones van desde la MRU hasta el 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. ¿Cómo elegir la mejor solución inercial?

Esta es la razón por la que pusimos a prueba nuestras distintas líneas de productos durante una visita de 3 días a cartografía 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 atestiguar el rendimiento de nuestras soluciones en diversos entornos y con varios niveles de precisión fue clave para poder recomendar qué SIN utilizar en función de la aplicación y las condiciones.

Descubramos juntos cómo elegir la mejor solución inercial.

 

Pequeñas integraciones marinas y cartografía en aguas muy poco profundas

La hidrografía no sólo implica cartografía en grandes buques, sino que también incluye AUV, USVo 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?

 

SBG SystemsLa línea de productos en miniatura Ellipse abarca desde AHRS hasta RTK GNSS/INS de doble antena en pequeñas carcasas IP68.

Dado que la robustez es crucial en las aplicaciones marinas, todos los SBG Systems' MRU e INS se benefician de un procedimiento de calibración individual de alta gama de -40 a 85°C.

Seleccionamos rigurosamente los sensores inerciales para garantizar que sólo los que cumplen las especificaciones ofrecen mediciones coherentes para las misiones de los profesionales.

Ellipse proporcionan una precisión de 5 cm en tiempo real oleaje que se ajusta automáticamente al periodo de las olas y ofrece un rendimiento inigualable en actitud (0,05°) y cabo (0,2°).

Además de boyas, pequeñas USV, y soluciones AUV para navegación o cartografía, 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.

 

Ellipse-DCómo elegir la mejor solución inercial
Ellipse-D GNSS/INS RTK en miniatura de doble antena

 

 

Sondeos a cielo abierto y poco profundos

Los datos batimétricos e inerciales recogidos durante la cartografía demuestran que todos los sensores ofrecen una gran precisión de movimiento, cabo, y posición en un entorno de cielo abierto y aguas poco profundas cartografía.

Mientras que el Ellipse no se recomienda para sondeos MBES de alta precisión, el Ekinox, o Navsight Ekinox , es la solución que mejor se adapta y puede proporcionar un paquete atractivo en tiempo real para sondeos a cielo abierto y poca profundidad en zonas costeras.

Los sistemas de navegación inercialEkinox se presentan en forma de sensores industriales todo en uno -categoría , desde MRU hasta RTK INS/GNSS de gama alta, o como parte de la solución marina.

Ambos ofrecen el mismo rendimiento y precisión: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0,05° GNSS cabo, y posición a nivel centimétrico.

Al ser sensores compactos todo en uno, pueden integrarse en equipos en los que el espacio es fundamental, como USV para levantamientos hidrográficos.

Diseñada para facilitar las tareas de los hidrógrafos, la solución marinaNavsight se presenta como unidad de referencia de movimiento (MRU), que proporciona balanceo, cabeceo y oleaje, o como solución de navegación completa que integra un receptor GNSS de tres frecuencias o utiliza un receptor GNSS externo.

La IMU de 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.

Navsight Ekinox 2 INS
Navsight con subsea Ekinox categoría IMU

 

Una solución inercial para cada tipo de interrupción del GNSS

Los cortes del GNSS pueden producirse en diversos entornos, como al navegar bajo puentes o cartografía 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 fusione los datos inerciales y los del GNSS para obtener una trayectoria continua de mayor precisión.

cartografía Los resultados bajo los puentes muestran que el sensor inercial mantiene la precisión con datos RTK, de actitud, cabo y oleaje mejorados. 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.

SBG Systems' Qinertia el software resuelve las interrupciones del GNSS mediante el posprocesamiento de los datos de cartografía , garantizando resultados precisos gracias a la avanzada tecnología PPK.

La combinación de ambos Apogee y Qinertia permite una solución fiable y extremadamente precisa en cortes prolongados del GNSS.

Navsight Navegación Apogee IMU submarina
Navsight con subsea Apogee categoría IMU

 

Los fuertes efectos multitrayectoria del GNSS en los canales fluviales provocan pequeños cortes frecuentes, más difíciles que los cortes prolongados del GNSS.

Los efectos multitrayectoria perturban el doble GNSS cabo 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 sistema INS/GNSS 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 cabo y el movimiento, y el acoplamiento estrecho mejora significativamente la posición.

De alto rendimiento, la soluciónNavsight 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 gran 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.

Postprocesamos los datos de este sistema para las pruebas de cartografía en Hamburgo, garantizando el máximo rendimiento como sistema de referencia.

Además, los sensores 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?

 

¿Tiempo real o postprocesamiento?

En estas diferentes encuestas, el posprocesamiento ha demostrado mejorar los resultados de cartografía en las condiciones más duras.

En entornos GNSS difíciles, el software de posprocesamiento garantiza un rendimiento óptimo, a diferencia de los estudios 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 frente al efecto multitrayectoria, el acoplamiento estrecho es esencial en tales condiciones.

Qinertia simplifica el posprocesamiento para los hidrógrafos, ofreciendo una herramienta intuitiva diseñada para facilitar las tareas de los topógrafos y agilizar eficazmente los flujos de trabajo.

Eficaz, rápido y sencillo, este completo software sólo para GNSS y de postprocesamiento INS/GNSS da acceso a correcciones RTK fuera de línea de más de 8.000 estaciones base situadas en 164 países. Es compatible con IMU de terceros 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 corregir los parámetros de instalación a posteriori para salvar el día.

Marine Technology Reporter publicó el artículo completo en su edición de agosto.

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