Tous les types de levés, et plus généralement l'océanographie et l'hydrographie, ont besoin d'un capteur inertiel. Ces solutions vont du MRU au INS/GNSS haut de gamme, et leur sélection ne doit pas être prise à la légère. Il est crucial de sélectionner le bon capteur en fonction du type d'application et de ses besoins. Comment choisir la meilleure solution inertielle ?
C'est la raison pour laquelle nous avons mis nos différentes gammes de produits à l'épreuve lors d'une étude de 3 jours avec un sondeur multifaisceaux dans 3 zones du port de Hambourg (Allemagne) : Les quais de Hambourg, sous les ponts et dans les canaux fluviaux de la ville.
Pouvoir attester des performances de nos solutions dans différents environnements et à plusieurs niveaux de précision était essentiel pour pouvoir recommander l'INS à utiliser en fonction de l'application et des conditions.
Découvrons ensemble plus de détails sur 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 aussi sur des AUV, des USV ou même des 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 miniatures Ellipse deSBG Systemsva de l'AHRS au RTK GNSS/INS à double antenne dans de petits boîtiers IP68.
La robustesse étant cruciale dans les applications marines, tous les MRU et INS de SBG Systemsbénéficient d'une procédure d'étalonnage individuelle haut de gamme de -40 à 85°C.
Nous sélectionnons rigoureusement les capteurs inertiels, en veillant à ce que seuls ceux qui répondent aux spécifications fournissent des mesures cohérentes pour les missions des professionnels.
Les capteurs à ellipse fournissent un pilonnement en temps réel d'une précision de 5 cm qui s'ajuste automatiquement à la période de la vague et offre des performances inégalées en matière d'attitude (0,05°) et de cap (0,2°).
Outre les bouées, les petits USV et les solutions AUV pour la navigation ou les levés, ces capteurs inertiels peuvent également compenser et stabiliser un sondeur monofaisceau ou à balayage latéral.
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.
Études à ciel ouvert et à faible profondeur
Les données bathymétriques et inertielles recueillies au cours de l'étude montrent que tous les capteurs fournissent un mouvement, un cap et une position très précis dans le cadre d'une étude à ciel ouvert et en eaux peu profondes.
Alors que l'Ellipse n'est pas recommandé pour les études MBES de haute précision, l'Ekinox, ou Navsight Ekinox, est la solution la mieux adaptée et peut fournir un ensemble attrayant en temps réel pour les études 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 industriels tout-en-un, allant du MRU au RTK INS/GNSS haut de gamme, ou en tant qu'élément de la solution Marine.
Les deux offrent les mêmes performances et la même précision : 0,02° de tangage (RTK), 0,05° de cap GNSS et une position au niveau du centimètre.
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 faciliter la tâche des hydrographes, la solution Navsight Marine 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 intégrant un récepteur GNSS trifréquence ou utilisant un récepteur GNSS externe.
L'IMU Ekinox est connectée à l'unité de traitement. Cette configuration très pratique permet à l'IMU d'être situé à proximité de l'échosondeur tandis que l'unité de traitement se trouve dans la cabine et est connectée à l'ordinateur de l'opérateur.
Une solution inertielle pour chaque type de panne GNSS
Les pannes de GNSS peuvent survenir dans divers environnements, notamment lors de la navigation sous les ponts ou de l'arpentage des chenaux fluviaux et des installations portuaires.
Elles représentent un défi pour tous les levés hydrographiques et soulignent la nécessité d'un système de navigation inertielle couplé au GNSS, qui fusionne les données inertielles et GNSS pour une trajectoire continue de plus grande précision.
Les résultats des levés sous les ponts montrent que le capteur inertiel maintient la précision avec des données RTK, d'attitude, de cap et de pilonnement améliorées. Le cap semble beaucoup plus stable avec le Navsight Apogee, car il intègre des gyroscopes plus performants.
Cette solution fournit également des données inertielles et de position plus précises, ce qui en fait le bon choix pour cette application.
Le logiciel Qinertia deSBG Systemsrésout les pannes GNSS en post-traitement des données d'arpentage, garantissant des résultats précis grâce à la technologie PPK avancée.
La combinaison de l'Apogée et de la Qinertie permet d'obtenir une solution fiable et extrêmement précise en cas de longues pannes du GNSS.
Les forts effets de trajets multiples du GNSS dans les canaux fluviaux provoquent de fréquentes petites pannes, plus difficiles à résoudre que les longues pannes du GNSS.
Les effets de trajets multiples perturbent le double calcul du cap et de la position du GNSS, augmentant les erreurs, ce qui rend les solutions inertielles faiblement couplées peu fiables dans de telles conditions.
Complémentarité avec un logiciel de post-traitement PPK
Cet environnement exige des systèmes INS/GNSS haut de gamme pour obtenir des données stables sur le roulis et le tangage , ainsi qu'un post-traitement étroitement couplé pour filtrer les effets des trajets multiples.
Le calcul du PPK améliore le cap et le mouvement, et le couplage étroit améliore considérablement la position.
Très performante, la solution Navsight Apogee (0,008° de tangage, 0,015° de cap GNSS et position au centimètre près) constitue, avec le logiciel Qinertia PPK, l'ensemble optimal dans de telles conditions. Elle permet également d'effectuer des levés de haute précision en eaux profondes, même en mer.
Alors que les solutions de mouvement et de navigation Ekinox et Apogee sont basées sur des MEMS, le Navsight Horizon intègre un IMU FOG en boucle fermée qui permet des performances robustes et cohérentes 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 les tester à Hambourg, ce qui nous a permis d'obtenir les meilleures performances en tant que système de référence.
En outre, 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 qui s'adaptent au protocole binaire de SBG, facilitant ainsi l'intégration du capteur.
Avez-vous obtenu la réponse au dilemme : Comment choisir la meilleure solution inertielle ?
Temps réel ou post-traitement ?
Dans ces différentes études, le post-traitement s'est avéré améliorer les résultats des études dans les conditions les plus difficiles.
Dans les environnements GNSS difficiles, le logiciel de post-traitement garantit des performances optimales, contrairement aux études à ciel ouvert dont la précision dépend des données en temps réel.
Les calculs avant et arrière et les algorithmes PPK de pointe permettent d'atteindre le niveau de précision le plus élevé. Robuste face à l'effet des trajets multiples, un couplage étroit 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 géomètres et rationaliser efficacement les flux de travail.
Efficace, rapide et simple, ce logiciel complet de post-traitement GNSS uniquement et INS/GNSS donne accès à des corrections RTK hors ligne provenant de plus de 8 000 stations de base situées dans 164 pays. Il prend en charge les IMU tiers et tous les récepteurs GNSS et comprend une fonction VBS (Virtual Base Station) et le calcul PPP.
Cette solution économique permet d'effectuer des levés même dans des conditions difficiles et de corriger les paramètres d'installation par la suite pour gagner du temps !
Le Marine Technology Reporter a publié l'article complet dans son édition du mois d'août.
