Tutti i tipi di rilievi e, più in generale, l'oceanografia e l'idrografia, necessitano di un sensore inerziale. Queste soluzioni variano da MRU a INS/GNSS di fascia alta e la loro selezione non deve essere presa alla leggera. È fondamentale selezionare il sensore giusto a seconda del tipo di applicazione e delle sue esigenze. Quindi, come scegliere la migliore soluzione inerziale?
Questo è il motivo per cui abbiamo messo alla prova le nostre diverse linee di prodotti durante un'indagine di 3 giorni con un ecoscandaglio multibeam in 3 aree del porto di Amburgo (Germania): i moli di Amburgo, sotto i ponti e nei canali fluviali della città.
Essere in grado di attestare le prestazioni delle nostre soluzioni in vari ambienti e a diversi livelli di accuratezza è stato fondamentale per poter raccomandare quale INS utilizzare a seconda dell'applicazione e delle condizioni.
Scopriamo insieme di più su come scegliere la migliore soluzione inerziale.
Piccole integrazioni marine e rilievi in acque molto basse
L'idrografia non riguarda solo i rilievi su grandi navi, ma comprende anche AUV, USV o persino boe. Considerando le dimensioni di tali applicazioni, un sensore inerziale miniaturizzato e robusto può rivelarsi ideale. SBG-Systems ha sviluppato la risposta più innovativa per le vostre esigenze: Come scegliere la migliore soluzione inerziale?
La linea di prodotti Ellipse miniaturizzati di SBG Systems spazia da AHRS a GNSS/INS RTK a doppia antenna in piccoli contenitori IP68.
Essendo la robustezza fondamentale nelle applicazioni marine, tutti gli MRU e gli INS di SBG Systems beneficiano di una procedura di calibrazione individuale di fascia alta da -40 a 85°C.
Selezioniamo rigorosamente i sensori inerziali, assicurando che solo quelli che soddisfano le specifiche forniscano misurazioni coerenti per le missioni dei professionisti.
I sensori Ellipse forniscono un heave accurato in tempo reale di 5 cm che si adatta automaticamente al periodo dell'onda e offre prestazioni impareggiabili in termini di assetto (0,05°) e heading (0,2°).
Oltre alle boe, alle piccole soluzioni USV e AUV per la navigazione o il rilevamento, questi sensori inerziali possono anche compensare e stabilizzare un ecoscandaglio a fascio singolo o a scansione laterale.
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.
Rilievi a cielo aperto e poco profondi
I dati batimetrici e inerziali raccolti durante il rilievo mostrano che tutti i sensori forniscono movimento, heading e posizione altamente accurati in un rilievo in acque poco profonde e a cielo aperto.
Sebbene l'Ellipse non sia raccomandato per rilievi MBES ad alta precisione, l'Ekinox o il Navsight Ekinox è la soluzione più adatta e può fornire un pacchetto interessante in tempo reale per rilievi in acque poco profonde e a cielo aperto nelle aree costiere.
I sistemi di navigazione inerziale Ekinox sono disponibili sia come sensori industriali all-in-one che vanno da MRU a INS/GNSS RTK di fascia alta, sia come parte della soluzione Marine.
Entrambi forniscono le stesse prestazioni e accuratezza: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0,05° Heading GNSS e posizione a livello centimetrico.
Essendo sensori compatti all-in-one, possono essere integrati in apparecchiature in cui lo spazio è fondamentale, come gli USV per i rilievi idrografici.
Progettata per facilitare il lavoro degli idrografi, la soluzione Navsight Marine è disponibile come Motion Reference Unit (MRU), che fornisce rollio, beccheggio ed heave, o come soluzione di navigazione completa che integra un ricevitore GNSS a tripla frequenza o utilizza un ricevitore GNSS esterno.
L'IMU Ekinox è collegata all'unità di elaborazione. Questa configurazione molto pratica consente di posizionare l'IMU vicino all'ecoscandaglio mentre l'unità di elaborazione si trova in cabina ed è collegata al computer dell'operatore.
Una soluzione inerziale per ogni tipo di interruzione GNSS
Le interruzioni del GNSS possono verificarsi in vari ambienti, anche quando si naviga sotto i ponti o si rilevano canali fluviali e strutture portuali.
Rappresentano una sfida per tutti i rilievi idrografici ed evidenziano la necessità di un sistema di navigazione inerziale accoppiato con il GNSS, che fonde i dati inerziali e GNSS per una traiettoria continua di maggiore accuratezza.
I risultati del rilievo sotto i ponti mostrano che il sensore inerziale mantiene l'accuratezza con RTK, assetto, heading e dati di heave migliorati. L'heading appare molto più stabile con il Navsight Apogee, in quanto integra giroscopi ad alte prestazioni.
Questa soluzione fornisce anche dati inerziali e di posizione più precisi, rendendola la scelta giusta per questa applicazione.
Il software Qinertia di SBG Systems risolve le interruzioni del GNSS post-elaborando i dati del rilievo, garantendo risultati accurati attraverso la tecnologia PPK avanzata.
La combinazione di Apogee e Qinertia consente una soluzione affidabile ed estremamente accurata in caso di lunghe interruzioni del GNSS.
I forti effetti di multipath del GNSS nei canali fluviali causano frequenti piccole interruzioni, più impegnative delle lunghe interruzioni del GNSS.
Gli effetti di multipath interrompono il calcolo della posizione e dell'heading duale del GNSS, aumentando gli errori e rendendo inaffidabili le soluzioni inerziali loosely coupled in tali condizioni.
Complementarietà con un software di post-elaborazione PPK
Questo ambiente richiede INS/GNSS di fascia alta per dati di rollio/beccheggio stabili, con post-elaborazione tight coupled per filtrare gli effetti multi-path.
Il calcolo PPK migliora la direzione e il movimento, e l'accoppiamento stretto migliora significativamente la posizione.
Altamente performante, la soluzione Navsight Apogee (0,008° Roll/Pitch, 0,015° Heading GNSS e posizione a livello centimetrico) fornisce, insieme al software Qinertia PPK, il pacchetto ottimale in tali condizioni. Consente inoltre rilievi ad alta precisione in acque profonde, anche offshore.
Mentre le soluzioni di navigazione e movimento Ekinox e Apogee sono basate su MEMS, Navsight Horizon integra una IMU FOG ad anello chiuso che consente prestazioni robuste e costanti negli ambienti più impegnativi, come aree ad alta densità o rilievi a bassa dinamica.
Abbiamo post-elaborato i dati di questo sistema per i test di rilevamento ad Amburgo, garantendo le massime prestazioni come sistema di riferimento.
Inoltre, i sensori SBG Systems sono compatibili con tutti i software idrografici che accettano protocolli ASCII, NMEA e TSS. Altri software hanno sviluppato driver compatibili con il protocollo binario di SBG, facilitando l'integrazione del sensore.
Hai trovato la risposta al dilemma: come scegliere la migliore soluzione inerziale?
Tempo reale o post-processing?
In questi diversi rilievi, è stato dimostrato che la post-elaborazione migliora i risultati del rilievo nelle condizioni più difficili.
In ambienti GNSS difficili, il software di post-elaborazione garantisce prestazioni ottimali, a differenza dei rilievi a cielo aperto che si basano su dati in tempo reale per la precisione.
Il calcolo in avanti e indietro e gli algoritmi PPK all'avanguardia aiutano a raggiungere il massimo livello di accuratezza. La stretta integrazione, robusta contro l'effetto multi-path, è essenziale in tali condizioni.
Qinertia semplifica la post-elaborazione per gli idrografi, offrendo uno strumento intuitivo progettato per facilitare le attività dei topografi e ottimizzare i flussi di lavoro in modo efficace.
Efficiente, veloce e semplice, questo software completo di post-elaborazione GNSS only e INS/GNSS consente l'accesso a correzioni RTK offline da oltre 8.000 stazioni base situate in 164 paesi. Supporta IMU di terze parti e tutti i ricevitori GNSS e include una funzione VBS (Virtual Base Station) e il calcolo PPP.
Questa soluzione economica consente di effettuare rilievi anche in condizioni difficili e permette di correggere i parametri di installazione in un secondo momento per salvare la situazione!