Tutti i tipi di rilevamento, e più in generale l'oceanografia e l'idrografia, necessitano di un sensore inerziale. Queste soluzioni vanno dalla MRU all'INS di fascia alta e la loro scelta non deve essere presa alla leggera. È fondamentale scegliere il sensore giusto in base al tipo di applicazione e alle sue esigenze. 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): Le banchine di Amburgo, sotto i ponti e nei canali fluviali della città.
Poter attestare le prestazioni delle nostre soluzioni in vari ambienti e a diversi livelli di precisione è stato fondamentale per poter consigliare quale INS utilizzare a seconda dell'applicazione e delle condizioni.
Scopriamo insieme come scegliere la migliore soluzione inerziale.
Piccole integrazioni marine e rilievi in acque molto basse
L'idrografia non si limita al rilievo su grandi imbarcazioni, ma comprende anche AUV, USV e persino boe. Considerando le dimensioni di queste 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 miniaturizzati Ellipse diSBG Systemsspazia dagli AHRS ai INS RTK a doppia antenna in piccole custodie IP68.
Essendo la robustezza cruciale nelle applicazioni marine, tutte le MRU e gli INS di SBG Systemsbeneficiano di una procedura di calibrazione individuale di alto livello da -40 a 85°C.
Esaminiamo rigorosamente i sensori inerziali, assicurando che solo quelli che soddisfano le specifiche forniscano misure coerenti per le missioni dei professionisti.
I sensori Ellipse forniscono un'onda in tempo reale precisa di 5 cm che si adatta automaticamente al periodo dell'onda e fornisce prestazioni ineguagliabili in assetto (0,05°) e direzione (0,2°).
Oltre alle boe, ai piccoli USV e alle soluzioni AUV per la navigazione o il rilevamento, questi sensori inerziali possono anche compensare e stabilizzare un ecoscandaglio a raggio 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 a bassa profondità
I dati batimetrici e inerziali raccolti durante il rilievo dimostrano che tutti i sensori forniscono movimento, direzione e posizione estremamente precisi in un rilievo a cielo aperto e in acque poco profonde.
Mentre Ellipse non è raccomandato per i rilievi MBES ad alta precisione, Ekinox, o Navsight Ekinox, è la soluzione più adatta e può fornire un pacchetto interessante in tempo reale per i rilievi a cielo aperto e in acque poco profonde nelle zone costiere.
I sistemi di navigazione inerziale Ekinox sono disponibili sia come sensori industriali all-in-one, da MRU a RTK INS di fascia alta, sia come parte della soluzione Marine.
Entrambi offrono le stesse prestazioni e la stessa precisione: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0,05° GNSS Heading e posizione a livello centimetrico.
Come sensori compatti all-in-one, possono essere integrati in apparecchiature in cui lo spazio è critico, come gli USV per i rilievi idrografici.
Progettata per facilitare i compiti degli idrografi, la Navsight Marine Solution è disponibile come unità di riferimento per il movimento (MRU), che fornisce rollio, beccheggio e ondulazione, o come soluzione di navigazione completa che incorpora un ricevitore GNSS tri-frequenza o utilizza un ricevitore GNSS esterno.
L'IMU Ekinox è collegata all'unità di elaborazione. Questa configurazione molto pratica consente di collocare 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 GNSS possono verificarsi in vari ambienti, tra cui la navigazione sotto i ponti o il rilievo di canali fluviali e strutture portuali.
Rappresentano una sfida per tutti i rilievi idrografici e mettono in evidenza la necessità di un sistema di navigazione inerziale abbinato al GNSS, che fonde i dati inerziali e GNSS per una traiettoria continua di maggiore precisione.
I risultati dei rilievi sotto i ponti mostrano che il sensore inerziale mantiene la precisione con dati RTK, di assetto, di direzione e di ondeggiamento migliorati. La direzione sembra essere molto più stabile con Navsight Apogee, in quanto incorpora giroscopi a più alte prestazioni.
Questa soluzione fornisce anche dati inerziali e di posizione più precisi, rendendola la scelta giusta per questa applicazione.
Il software Qinertia diSBG Systemsrisolve le interruzioni GNSS mediante la post-elaborazione dei dati di rilievo, garantendo risultati accurati grazie alla tecnologia PPK avanzata.
La combinazione di Apogeo e Qinertia consente una soluzione affidabile ed estremamente accurata in caso di lunghe interruzioni GNSS.
I forti effetti di multipath GNSS nei canali fluviali causano frequenti piccole interruzioni, più impegnative delle lunghe interruzioni GNSS.
Gli effetti di multipath disturbano il calcolo della doppia direzione e posizione GNSS, aumentando gli errori e rendendo le soluzioni inerziali ad accoppiamento lasco inaffidabili in tali condizioni.
Complementarietà con un software di post-elaborazione PPK
Questo ambiente richiede INS di alto livello per dati stabili di rollio/inclinazione, con una post-elaborazione strettamente accoppiata per filtrare gli effetti multi-path.
Il calcolo del PPK migliora la direzione e il movimento, mentre l'accoppiamento stretto migliora significativamente la posizione.
Altamente performante, la soluzione Navsight Apogee (0,008° Roll/Pitch, 0,015° GNSS Heading e Posizione a livello centimetrico) fornisce, insieme al software Qinertia PPK, il pacchetto ottimale in queste condizioni. Inoltre, consente di effettuare rilievi di alta precisione in acque profonde, anche offshore.
Mentre le soluzioni di movimento e navigazione di Ekinox e Apogee sono basate su MEMS, Navsight Horizon integra unaIMU FOG ad anello chiuso che consente prestazioni robuste e costanti negli ambienti più difficili, come le aree ad alta densità o i 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 i protocolli ASCII, NMEA e TSS. Altri software hanno sviluppato driver che si adattano al protocollo binario di SBG, facilitando l'integrazione del sensore.
Avete trovato la risposta al dilemma: come scegliere la migliore soluzione inerziale?
Tempo reale o post-elaborazione?
In questi diversi rilievi, la post-elaborazione ha dimostrato di migliorare i risultati dei rilievi nelle condizioni più difficili.
In ambienti GNSS difficili, il software di post-elaborazione garantisce prestazioni ottimali, a differenza dei rilievi open-sky che si basano sui dati in tempo reale per ottenere la precisione.
Il calcolo in avanti e all'indietro e gli algoritmi PPK all'avanguardia aiutano a raggiungere il massimo livello di precisione. Robusto contro l'effetto multi-path, l'accoppiamento stretto è essenziale in queste condizioni.
Qinertia semplifica la post-elaborazione per gli idrografi, offrendo uno strumento intuitivo progettato per facilitare le attività dei topografi e snellire efficacemente i flussi di lavoro.
Efficiente, veloce e immediato, questo software di post-elaborazione GNSS e INS completo di tutte le funzionalità consente di accedere alle correzioni RTK offline di 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 l'elaborazione PPP.
Questa soluzione economica consente di effettuare rilievi anche in condizioni difficili e permette di effettuare correzioni dei parametri di installazione in un secondo momento per salvare la giornata!
Marine Technology Reporter ha pubblicato l'articolo completo nell'edizione di agosto.