INS sélectionné pour un projet de localisation de train certifiable (CLUG)
INS/GNSS SBG sélectionné pour un projet de localisation de train certifiable (CLUG) mené par d'importantes compagnies ferroviaires européennes.
“SBG Systems fournit d'excellents capteurs inertiels. Il était important pour nous de travailler avec un fournisseur local fiable.” | Valentin B. – Chef de projet de localisation de train chez SNCF
Avec la numérisation des services de transport, la localisation des trains en temps réel est devenue de plus en plus importante pour le secteur ferroviaire européen et les voyageurs européens.
Actuellement, la position du train à des fins de signalisation est basée sur des équipements en bordure de voie tels que des circuits de voie ou des compteurs d'essieux, qui sont des dispositifs montés à intervalles spécifiques le long de la voie ferrée. L'utilisation du GNSS pourrait s'avérer révolutionnaire pour le réseau ferroviaire européen.
Qu'est-ce que le projet CLUG ?
Le projet CLUG signifie “Certifiable Localization Unit with GNSS“.
Il s'agit d'un projet de deux ans (à partir de janvier 2020) qui rassemble un consortium large et complet de différents partenaires comprenant des compagnies ferroviaires (SNCF, DB NETZ et SBB), des industries de signalisation ferroviaire (CAF et Siemens), des spécialistes de la navigation (Airbus Defense and Space, Naventik, FDC), un institut de recherche (ENAC) et un expert en certification (Navcert).
Il combine le GNSS avec d'autres capteurs comme l'IMU et l'odomètre pour fournir une localisation de train continue et précise. De plus, cette localisation pourrait s'intégrer de manière transparente dans le futur système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS).
Le projet CLUG financé par l'UE évaluera la création d'une unité de localisation embarquée à sécurité intégrée, avec les 4 caractéristiques suivantes :
– Une unité de localisation multi-capteurs embarquée à sécurité intégrée, constituée d'un noyau de navigation (IMU, tachymètre, etc.) mis en référence à l'aide du GNSS, d'une carte des voies et d'un nombre minimal de points de référence ;
– Un système de localisation embarqué continu qui fournit la position, la vitesse et d'autres dynamiques du train ;
– Opérationnel et interopérable sur l'ensemble du réseau ferroviaire européen ;
– Il sera compatible avec l'ERTMS TSI actuel ou avec ses évolutions futures.
Pourquoi pourrait-il changer la donne pour le réseau ferroviaire européen ?
En permettant une réduction significative des équipements en bord de voie – ce qui signifie également des équipements moins fragiles et vulnérables – et en améliorant les performances de localisation, le projet CLUG pourrait s'avérer être un tournant pour le réseau ferroviaire européen.
En fin de compte, ce projet est la technologie clé pour le développement à l'épreuve du temps de la numérisation et de l'automatisation des trains.
Efficacité, ponctualité et sécurité : cette future technologie ferroviaire répondra aux besoins accrus de mobilité de tous les voyageurs européens et leur offrira une expérience client améliorée.
Projet certifiable de localisation de trains (CLUG) mené par d’importantes compagnies ferroviaires européennes
Deux systèmes de navigation inertielle différents soutiennent les expérimentations du projet CLUG. De plus, SNCF a apprécié de travailler avec un fournisseur local fiable comme SBG Systems.
Tout d'abord, l'Apogee-D offre un INS tout-en-un avec un récepteur GNSS tri-fréquence. Il fournit une attitude de haute précision (0,008°), un cap vrai (0,015°) et une position.
Deuxièmement, l'Ekinox-E agit comme un INS assisté de l'extérieur. De plus, les utilisateurs peuvent le connecter à n'importe quel récepteur GNSS externe de leur choix. Il fournit une attitude jusqu'à 0,02° en temps réel. De plus, il se couple avec un récepteur GNSS pour le cap vrai (0,05°) et la position continue pendant les pannes GNSS.
L'équipe CLUG connecte également un odomètre aux deux INS pour une plus grande précision, en particulier dans les longs tunnels. De plus, ils utilisent les données brutes de l'INS pour améliorer les performances.
Enfin, Airbus Defense and Space a conçu l'algorithme de localisation. Ils utilisent les données inertielles et GNSS d'Apogee, post-traitées, comme référence pour les tests.
Comme tous les capteurs inertiels SBG, Apogee-D et Ekinox-E bénéficient d'un processus de test, de sélection et d'étalonnage approfondi.
Chaque capteur est étalonné individuellement de -40°C à 85°C et est livré avec son rapport d'étalonnage. Les capteurs sont testés, et seuls ceux qui répondent aux spécifications sont livrés. Ce processus garantit le plus haut niveau de fiabilité.
L'INS de SBG Systems utilisé dans la localisation des trains
Les INS Apogee et Ekinox fournissent des données fusionnées en temps réel et permettent le post-traitement avec un enregistreur de données intégré. De plus, le logiciel PPK interne de SBG, Qinertia, simplifie le post-traitement. Qinertia comprend une fonctionnalité VBS unique pour l'intégration automatique de la correction.
De plus, VBS transforme la cartographie de corridors de centaines de kilomètres de voies ferrées en une opération transparente. Les résultats finaux de cette expérimentation sont attendus en décembre 2021.
Enfin, suivez chaque étape de ce parcours technique sur le site web et les réseaux sociaux de CLUG.
Apogee-D
Ellipse-D est un système de navigation inertielle intégrant une double antenne et un GNSS RTK double fréquence. Notre INS est compatible avec notre logiciel de post-traitement Qinertia.
Conçu pour les applications robotiques et géospatiales, il peut fusionner l'entrée de l'odomètre avec Pulse ou CAN OBDII pour une précision de navigation à l'estime améliorée.
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Quelle est la différence entre GNSS et GPS ?
Le GNSS signifie Système Mondial de Navigation par Satellite et le GPS signifie Système de Positionnement Global. Ces termes sont souvent employés indifféremment, mais ils désignent des concepts distincts au sein des systèmes de navigation par satellite.
Le GNSS est un terme générique désignant l'ensemble des systèmes de navigation par satellite, tandis que le GPS fait spécifiquement référence au système américain. Il inclut plusieurs systèmes qui offrent une couverture mondiale plus complète, alors que le GPS n'est qu'un de ces systèmes.
Vous bénéficiez d'une précision et d'une fiabilité accrues avec GNSS, en intégrant les données de plusieurs systèmes, alors que GPS seul peut avoir des limitations en fonction de la disponibilité des satellites et des conditions environnementales.
Qu'est-ce que le post-traitement GNSS ?
Le post-traitement GNSS, ou PPK, est une approche dans laquelle les mesures brutes des données GNSS enregistrées sur un récepteur GNSS sont traitées après l'activité d'acquisition de données. Elles peuvent être combinées avec d'autres sources de mesures GNSS afin de fournir la trajectoire cinématique la plus complète et la plus précise pour ce récepteur GNSS, même dans les environnements les plus difficiles.
Ces autres sources peuvent être une station de base GNSS locale située sur ou à proximité du projet d'acquisition de données, ou des stations de référence à fonctionnement continu (CORS) existantes, généralement proposées par des agences gouvernementales et/ou des fournisseurs commerciaux de réseaux CORS.
Un logiciel de Post-Processing Kinematic (PPK) peut exploiter les informations d'orbite et d'horloge des satellites GNSS disponibles gratuitement, afin d'améliorer encore la précision. Le PPK permet la détermination précise de la position d'une station de base GNSS locale dans un système de référence de coordonnées global absolu, qui est utilisé.
Le logiciel PPK peut également prendre en charge des transformations complexes entre différents référentiels de coordonnées afin de soutenir les projets d'ingénierie.
En d'autres termes, il permet d'accéder à des corrections, d'améliorer la précision du projet, et peut même corriger les pertes ou erreurs de données survenues pendant le levé ou l'installation après la mission.
Quelle est la différence entre une IMU et un INS ?
La différence entre une unité de mesure inertielle (IMU) et un système de navigation inertielle (INS) réside dans leur fonctionnalité et leur complexité.
Une IMU unité de mesure inertielle) fournit des données brutes sur l'accélération linéaire et la vitesse angulaire du véhicule, mesurées par des accéléromètres et des gyroscopes. Elle fournit des informations sur le roulis, le tangage, le lacet et le mouvement, mais ne calcule pas les données de position ou de navigation. IMU spécialement conçue pour transmettre des données essentielles sur le mouvement et l'orientation à des fins de traitement externe afin de déterminer la position ou la vitesse.
D'autre part, un INS système de navigation inertielle) combine IMU avec des algorithmes avancés pour calculer la position, la vitesse et l'orientation d'un véhicule au fil du temps. Il intègre des algorithmes de navigation tels que le filtrage de Kalman pour la fusion et l'intégration des capteurs. Un INS des données de navigation en temps réel, notamment la position, la vitesse et l'orientation, sans dépendre de systèmes de positionnement externes tels que GNSS.
Ce système de navigation est généralement utilisé dans des applications qui nécessitent des solutions de navigation complètes, en particulier dans des environnements GNSS, tels que les drones militaires, les navires et les sous-marins.
Quelle est la différence entre RTK et PPK ?
Le Real-Time Kinematic (RTK) est une technique de positionnement où les corrections GNSS sont transmises en temps quasi réel, généralement en utilisant un flux de corrections au format RTCM. Cependant, il peut y avoir des défis pour assurer les corrections GNSS, en particulier leur exhaustivité, leur disponibilité, leur couverture et leur compatibilité.
L'avantage majeur du PPK par rapport au post-traitement RTK est que les activités de traitement des données peuvent être optimisées pendant le post-traitement, y compris le traitement aller et retour, alors que dans le traitement en temps réel, toute interruption ou incompatibilité dans les corrections et leur transmission entraînera une précision de positionnement moindre.
Un premier avantage clé du post-traitement GNSS (PPK) par rapport au temps réel (RTK) est que le système utilisé sur le terrain n'a pas besoin d'avoir une liaison de données/radio pour alimenter les corrections RTCM provenant du CORS dans le système INS/GNSS.
La principale limitation à l'adoption du post-traitement est l'exigence de l'application finale d'agir sur l'environnement. D'autre part, si votre application peut supporter le temps de traitement supplémentaire nécessaire pour produire une trajectoire optimisée, elle améliorera considérablement la qualité des données pour tous vos livrables.
