Tous types de levés et, plus généralement, l'océanographie et l'hydrographie, nécessitent un capteur inertiel. Ces solutions vont de la MRU à l'INS/GNSS haut de gamme, et leur sélection ne doit pas être prise à la légère. Il est crucial de choisir le bon capteur en fonction du type d'application et de ses besoins. Alors, comment choisir la meilleure solution inertielle ?
C'est pourquoi nous avons mis nos différentes gammes de produits à l'épreuve lors d'un levé de 3 jours avec un sondeur multifaisceaux dans 3 zones du port de Hambourg (Allemagne) : les bassins de Hambourg, sous les ponts et dans les canaux fluviaux de la ville.
Être en mesure de prouver les performances de nos solutions dans divers environnements et à plusieurs niveaux de précision était essentiel pour pouvoir recommander quel INS utiliser en fonction de l'application et des conditions.
Découvrons ensemble comment choisir la meilleure solution inertielle.
Petites intégrations marines et levés en eaux très peu profondes
L'hydrographie n'implique pas seulement des levés sur de grands navires, mais inclut également les AUV, USV, ou même les bouées. Compte tenu de la taille de ces applications, un capteur inertiel miniature et robuste peut s'avérer idéal. SBG Systems a développé la réponse la plus innovante à votre besoin : Comment choisir la meilleure solution inertielle ?
La gamme de produits miniature Ellipse de SBG Systems s'étend des AHRS aux GNSS/INS RTK bi-antennes, le tout dans de petits boîtiers IP68.
La robustesse étant cruciale dans les applications marines, tous les MRU et INS de SBG Systems bénéficient d'une procédure d'étalonnage individuelle haut de gamme de -40 à 85°C.
Nous sélectionnons rigoureusement les capteurs inertiels, garantissant que seuls ceux répondant aux spécifications fournissent des mesures cohérentes pour les missions des professionnels.
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.
Levés en champ libre et en eaux peu profondes
Les données bathymétriques et inertielles collectées lors du levé montrent que tous les capteurs fournissent un mouvement, un cap et une position de haute précision lors d'un levé en eaux peu profondes et à ciel ouvert.
Bien que l'Ellipse ne soit pas recommandé pour les levés MBES de haute précision, l'Ekinox, ou Navsight Ekinox, est la solution la plus adaptée et peut offrir une solution attrayante en temps réel pour les levés à ciel ouvert et en eaux peu profondes dans les zones côtières.
Les systèmes de navigation inertielle Ekinox se présentent sous la forme de capteurs tout-en-un de qualité industrielle, allant du MRU aux INS/GNSS RTK haut de gamme, ou en tant que partie de la solution Marine.
Les deux offrent les mêmes performances et la même précision : 0,02° Roulis/Tangage (RTK), 0,05° Cap GNSS et une position au centimètre près.
En tant que capteurs compacts tout-en-un, ils peuvent être intégrés dans des équipements où l'espace est critique, tels que les USV pour les levés hydrographiques.
Conçue pour simplifier le travail des hydrographes, la solution marine Navsight se présente sous la forme d'une unité de référence de mouvement (MRU) fournissant le roulis, le tangage et le pilonnement, ou sous la forme d'une solution de navigation complète intègrant un récepteur GNSS tri-fréquence ou utilisant un récepteur GNSS externe.
L'IMU Ekinox est connectée à l'unité de traitement. Cette configuration très pratique permet de placer l'IMU à proximité du sondeur tout en installant l'unité de traitement dans la cabine, connectée à l'ordinateur de l'opérateur.
Une solution inertielle pour chaque type de coupure GNSS
Des pannes GNSS peuvent survenir dans divers environnements, notamment lors de la navigation sous des ponts ou lors de relevés dans des chenaux fluviaux et des installations portuaires.
Elles représentent un défi pour tous les relevés hydrographiques et mettent en évidence la nécessité d'un système de navigation inertielle couplé au GNSS, qui fusionne les données inertielles et GNSS pour obtenir une trajectoire continue d'une plus grande précision.
Les résultats des relevés sous les ponts montrent que le capteur inertiel maintient sa précision grâce à des données RTK, d'attitude, de cap et de houle améliorées. Le cap apparaît beaucoup plus stable avec le Navsight Apogee, car il intègre des gyroscopes de plus haute performance.
Cette solution fournit également des données inertielles et de position plus précises, ce qui en fait le choix idéal pour cette application.
Le logiciel Qinertia de SBG Systems résout les pannes GNSS en post-traitant les données de relevé, garantissant des résultats précis grâce à une technologie PPK avancée.
La combinaison d'Apogee et de Qinertia permet d'obtenir une solution fiable et extrêmement précise lors de longues pannes GNSS.
Les effets de trajets multiples GNSS prononcés dans les chenaux fluviaux provoquent de fréquentes et courtes coupures, plus difficiles à gérer que les longues pannes GNSS.
Les effets de trajets multiples perturbent le calcul du double cap et de la position GNSS, augmentant les erreurs et rendant les solutions inertielles couplées lâches (Loosely coupled) peu fiables dans de telles conditions.
Complémentarité avec un logiciel de post-traitement PPK
Cet environnement exige un INS/GNSS haut de gamme pour des données de rouli et de tangage stables, avec un post-traitement à couplage serré pour filtrer les effets de trajets multiples.
Le calcul PPK améliore le cap et le mouvement, et le couplage fort améliore considérablement la position.
Hautement performante, la solution Navsight Apogee (0,008° en roulis/tangage, 0,015° en cap GNSS et une position centimétrique) fournit, avec le logiciel PPK Qinertia, le package optimal dans de telles conditions. Elle permet également des levés de haute précision en eaux profondes, y compris en offshore.
Alors que les solutions de mouvement et de navigation Ekinox et Apogee reposent sur la technologie MEMS, le Navsight Horizon intègre un IMU FOG en boucle fermée qui garantit des performances robustes et constantes dans les environnements les plus exigeants, tels que les zones très denses ou les levés à faible dynamique.
Nous avons post-traité les données de ce système pour des tests de levés à Hambourg, garantissant les performances les plus élevées en tant que système de référence.
De plus, les capteurs de SBG Systems sont compatibles avec tous les logiciels hydrographiques qui acceptent les protocoles ASCII, NMEA et TSS. D'autres logiciels ont développé des pilotes adaptés au protocole binaire de SBG, facilitant ainsi l'intégration du capteur.
Avez-vous résolu le dilemme : Comment choisir la meilleure solution inertielle ?
Temps réel ou post-traitement ?
Dans ces différents levés, le post-traitement s'est avéré améliorer les résultats des mesures dans les conditions les plus rudes.
Dans les environnements GNSS difficiles, le logiciel de post-traitement garantit des performances optimales, contrairement aux levés en ciel ouvert qui dépendent de données en temps réel pour assurer leur précision.
Le calcul avant et arrière et les algorithmes PPK de pointe permettent d'atteindre le plus haut niveau de précision. Robuste face aux effets de trajets multiples, le couplage serré est essentiel dans de telles conditions.
Qinertia simplifie le post-traitement pour les hydrographes, en offrant un outil intuitif conçu pour faciliter les tâches des leveurs et rationaliser efficacement les flux de travail.
Efficace, rapide et direct, ce logiciel complet de post-traitement GNSS seul et INS/GNSS donne accès aux corrections RTK hors ligne provenant de plus de 8 000 stations de base situées dans 164 pays. Il prend en charge les IMU tierces ainsi que tous les récepteurs GNSS, et intègre une fonction VBS (Virtual Base Station) ainsi que le calcul PPP.
Cette solution économique permet de réaliser des levés même dans des conditions difficiles et autorise des corrections de paramètres d'installation a posteriori pour sauver la situation !
