Les mesures de mouvement du navire sont essentielles pour les opérations maritimes nécessitant une navigation précise et une stabilité de levé. SBG Systems fournit des données de mouvement du navire en temps réel à l'aide de capteurs inertiels avancés. Ces capteurs calculent le mouvement du navire à 50 Hz en intégrant deux fois les signaux de l'accéléromètre. La double intégration produit une dérive due à des erreurs d'orientation ou à un biais du capteur. Un filtre passe-haut stabilise la sortie en supprimant les composantes de mouvement constant. Le réglage automatique garantit que le filtre s'adapte aux différentes conditions d'état de la mer. Cette fonctionnalité prend en charge les périodes de houle jusqu'à 20 secondes dans l'estimation du pilonnement en temps réel. Par conséquent, les mesures de mouvement du navire restent précises et stables pendant les opérations.
La conception du filtre passe-haut garantit que le pilonnement, le surge et le sway reviennent à zéro dans des conditions statiques. La référence est toujours le centre de rotation du navire. Seules les unités qualifiées marine fournissent une sortie de pilonnement. Le surge et le sway ne sont pas disponibles sur les unités de la série Ellipse. Le surge et le sway ne sont valides que dans les applications quasi statiques telles que les bouées. Ces valeurs restent sensibles aux erreurs d'orientation. Les sorties sont rapportées strictement au point de mesure de l'IMU.
Référentiel de mouvement du navire
Les sorties de mouvement du navire suivent une définition de référentiel spécifique. L'origine du référentiel est située à la position du point de sortie. Le pilonnement est le déplacement vertical, positif vers le bas. Le surge est le déplacement longitudinal, positif vers la proue du navire. Le sway est le déplacement transversal, positif vers tribord du navire. Ce référentiel cohérent assure une interprétation fiable sur plusieurs types de navires.
La sortie de pilonnement présente une réponse échelon lors de changements de mouvement soudains. Lorsqu'un échelon se produit, le pilonnement augmente, puis revient en douceur à zéro. La récupération peut prendre plusieurs minutes selon l'historique de l'état de la mer. La forme de la sortie reste cohérente malgré les différences environnementales. Les mesures de pilonnement n'incluent pas les contributions de la marée. La compensation de la marée doit être appliquée séparément pour une détermination précise de l'altitude.
Le centre de rotation et le fonctionnement du pilonnement déporté
Le pilonnement est également affecté par la rotation du navire. Au centre de rotation, le pilonnement rotationnel s'annule complètement. Loin de ce point, le roulis et le tangage induisent des composantes de pilonnement dynamique. Les effets semi-statiques du vent, du ballast ou du déséquilibre de la charge influencent davantage les résultats. Différents emplacements produisent des signaux de pilonnement avec des formes et des amplitudes variables.
Le placement du capteur affecte fortement les performances du pilonnement. Le montage près du centre de rotation assure une précision maximale. Les utilisateurs peuvent configurer un point de surveillance pour l'équipement tel que les systèmes sonar. Seules les mesures de pilonnement peuvent être déportées vers ce point de surveillance. Le surge et le sway doivent rester référencés à l'emplacement de l'IMU. Les bras de levier doivent être mesurés avec précision pour éviter les erreurs d'estimation. Même de petites imprécisions dimensionnelles ou angulaires se propagent dans les résultats de pilonnement, de surge ou de sway. Il est important de corriger tout désalignement entre l'IMU et le référentiel du navire, soit mécaniquement, soit par la configuration du logiciel.
Certaines anciennes versions ignoraient les bras de levier dans le calcul du pilonnement. Cela limitait la précision lors des mouvements du navire induits par le vent ou le courant. Les versions actuelles du firmware tiennent compte des bras de levier, améliorant ainsi l'estimation du pilonnement dans des conditions dynamiques.
Altitude améliorée par le pilonnement
Les utilisateurs comparent souvent la sortie de pilonnement avec l'altitude filtrée par Kalman. L'altitude RTK fournit des mesures absolues précises dans des conditions GNSS favorables. La compensation de la marée est inutile lors de l'utilisation de l'altitude RTK. Cependant, l'altitude RTK peut se dégrader dans des environnements GNSS difficiles.
L'algorithme de pilonnement fournit des mesures relatives précises sans dépendance au GNSS. Il nécessite une compensation de la marée, mais reste fiable en cas de panne GNSS. Le mode Altitude Améliorée fusionne le pilonnement avec l'altitude RTK. Cette approche assure une précision absolue même dans les environnements GNSS médiocres. L'Altitude Améliorée nécessite des profils de mouvement marin et un positionnement RTK ou PPP précis. Cette fonctionnalité peut être désactivée si elle n'est pas requise.
Pilonnement différé
Le Heave retardé améliore la précision des levés hydrographiques. L'algorithme utilise les données passées pour corriger les erreurs de phase. Il offre de meilleures performances dans des conditions de houle à longue période. Le Heave retardé introduit un délai de sortie fixe de 150 secondes. Les messages de sortie incluent des horodatages pour une datation cohérente des données. Nous recommandons ce mode pour la cartographie des fonds marins, car il ne nécessite pas de fonctionnement en temps réel. Le Heave en temps réel reste disponible pour les estimations préliminaires. Pour une exploitation complète, l'unité doit rester active 150 secondes avant et après les levés.
Estimation du pilonnement en post-traitement
Le post-traitement produit l'estimation du pilonnement la plus précise. Un logiciel tel que Qinertia recalcule le pilonnement en utilisant une analyse avant et arrière. Le traitement fusionné améliore la précision au-delà des méthodes en temps réel ou différées. Cette approche offre la plus haute précision pour les opérations de levés hydrographiques.
SBG Systems fournit des solutions avancées de mesure du mouvement du navire combinant des sorties en temps réel, un filtrage amélioré, des algorithmes différés et des améliorations de post-traitement. Ces fonctionnalités assurent des performances fiables dans la navigation, l'hydrographie et les opérations offshore.
