あらゆる種類の測量、より一般的には海洋学および水路学では、慣性センサーが必要です。これらのソリューションは、MRUからハイエンドのINS/GNSSまで多岐にわたり、その選択は軽々しく行うべきではありません。アプリケーションの種類とそのニーズに応じて、適切なセンサーを選択することが重要です。最適な慣性ソリューションの選び方とは？
そこで、ハンブルク港（ドイツ）の3つのエリア（ハンブルクのドック、橋の下、市内の河川水路）で、マルチビーム音響測深機を使用した3日間の調査を実施し、当社のさまざまな製品ラインをテストしました。
さまざまな環境および複数の精度レベルで当社のソリューションの性能を証明できることは、アプリケーションと条件に応じてどのINSを使用するかを推奨するために重要でした。
最適な慣性ソリューションの選び方について、一緒に詳しく見ていきましょう。
小型船舶への統合および極めて浅い水域でのマッピング
水路測量には、大型船舶での測量だけでなく、AUV、USV、さらにはブイも含まれます。このようなアプリケーションのサイズを考慮すると、小型で堅牢な慣性センサーが理想的であることが証明される可能性があります。SBG Systemsは、お客様の要件に対する最も革新的な答えを開発しました。最適な慣性ソリューションの選び方とは？
SBG Systemsの小型Ellipse製品ラインは、小型IP68エンクロージャのAHRSからデュアルアンテナRTK GNSS/INSまで多岐にわたります。
海洋アプリケーションでは堅牢性が不可欠であるため、SBG SystemsのすべてのMRUおよびINSは、-40〜85°Cの個別のハイエンドキャリブレーション手順の恩恵を受けています。
当社は慣性センサーを厳密にスクリーニングし、仕様を満たすものだけが専門家のミッションに一貫した測定を提供できるようにしています。
Ellipseセンサーは、波の周期に自動的に調整される5cm精度のリアルタイムHeaveを提供し、姿勢（0.05°）およびヘディング（0.2°）で比類のない性能を発揮します。
ナビゲーションまたは測量用のブイ、小型USV、およびAUVソリューションに加えて、これらの慣性センサーは、シングルビームまたはサイドスキャン音響測深機を補正および安定化することもできます。
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.
開けた場所での上空および浅瀬のサーベイ
調査中に収集された水深測量データと慣性データは、すべてのセンサーが、オープンな空の下および浅水での調査で、非常に正確なモーション、ヘディング、および位置を提供することを示しています。
Ellipseは高精度MBES調査には推奨されませんが、Ekinox、またはNavsight Ekinoxは最適なソリューションであり、沿岸地域のオープンな空の下および浅水での調査向けに、リアルタイムで魅力的なパッケージを提供できます。
Ekinox慣性航法システムには、MRUからハイエンドRTK INS/GNSSまでのオールインワンの工業用グレードのセンサー、またはMarineソリューションの一部として提供されます。
どちらも同じ性能と精度（0.02°ロール/ピッチ（RTK）、0.05°GNSSヘディング、およびセンチメートルレベルの位置）を提供します。
オールインワンのコンパクトなセンサーとして、水路測量用のUSVなど、スペースが重要な機器に統合できます。
水路測量技師のタスクを容易にするように設計されたNavsight Marine Solutionは、モーションリファレンスユニット（MRU）として提供され、ロール、ピッチ、およびHeaveを提供するか、トライ周波数GNSS受信機を組み込むか、外部GNSS受信機を使用する完全なナビゲーションソリューションとして提供されます。
Ekinox IMUは処理ユニットに接続されています。この非常に実用的なセットアップにより、IMUを音響測深機の近くに配置し、処理ユニットをキャビンに配置して、オペレーターのコンピューターに接続できます。
あらゆるタイプのGNSS停止に対応する慣性ソリューション
GNSSの停止は、橋の下を航行したり、河川水路や港湾施設を測量したりするなど、さまざまな環境で発生する可能性があります。
これらはすべての水路測量にとって課題であり、慣性データとGNSSデータを融合して、継続的により高い精度の軌道を実現する、GNSSと組み合わせた慣性航法システムの必要性を強調しています。
橋の下での測量結果は、慣性センサーが強化されたRTK、姿勢、ヘディング、およびHeaveデータで精度を維持していることを示しています。Navsight Apogeeは、より高性能なジャイロスコープを組み込んでいるため、ヘディングがはるかに安定しているようです。
このソリューションは、より正確な慣性データと位置データも提供するため、このアプリケーションに最適です。
SBG SystemsのQinertiaソフトウェアは、高度なPPKテクノロジーを通じて正確な結果を保証し、測量データを後処理することでGNSSの停止を解決します。
ApogeeとQinertiaの組み合わせにより、GNSSが長時間停止した場合でも、信頼性が高く、非常に正確なソリューションが実現します。
河川水路での強力なGNSSマルチパス効果は、頻繁に小さな停止を引き起こし、長時間のGNSS停止よりも困難です。
マルチパス効果は、GNSSデュアルヘディングと位置の計算を中断し、誤差を増加させるため、このような状況ではLoosely coupled慣性ソリューションは信頼できません。
PPKポストプロセッシングソフトウェアとの相補性
この環境では、安定したロール/ピッチデータを得るためにハイエンドのINS/GNSSが必要であり、マルチパス効果をフィルタリングするためにタイト結合の後処理が必要です。
PPK演算は、ヘディングとモーションを強化し、タイトカップリングは位置を大幅に改善します。
高性能なNavsight Apogeeソリューション（0.008°ロール/ピッチ、0.015°GNSSヘディング、およびセンチメートルレベルの位置）は、Qinertia PPKソフトウェアとともに、このような状況で最適なパッケージを提供します。また、深海、さらには沖合でも高精度の測量を実現します。
EkinoxおよびApogeeのモーションおよびナビゲーションソリューションはMEMSベースですが、Navsight Horizonは、高密度エリアや低ダイナミック測量などの最も要求の厳しい環境で、堅牢で一貫した性能を可能にするクローズドループFOG IMUを統合しています。
弊社は、ハンブルグでのサーベイテスト用にこのシステムデータを後処理し、リファレンスシステムとして最高の性能を保証しました。
さらに、SBG Systemsのセンサーは、ASCII、NMEA、およびTSSプロトコルを受け入れるすべての水路測量ソフトウェアと互換性があります。他のソフトウェアは、SBGのバイナリプロトコルに適合するドライバーを開発しており、センサーの統合を容易にしています。
ジレンマに対する答えは得られましたか？最適な慣性ソリューションを選択する方法
リアルタイム処理かポスト処理か？
これらのさまざまな調査では、後処理が最も過酷な条件下で調査結果を改善することが証明されています。
困難なGNSS環境では、後処理ソフトウェアは最適なパフォーマンスを保証しますが、オープンな空の下での調査では、精度をリアルタイムデータに依存します。
前方および後方計算と最先端のPPKアルゴリズムは、最高レベルの精度を達成するのに役立ちます。マルチパス効果に対して堅牢であるためには、このような状況ではタイト結合が不可欠です。
Qinertiaは、水路測量技師向けのポストプロセッシングを簡素化し、測量技師のタスクを容易にし、ワークフローを効果的に合理化するように設計された直感的なツールを提供します。
効率的、高速、かつ簡単なこのフル機能のGNSSのみおよびINS/GNSSポストプロセッシングソフトウェアは、164か国にある8,000を超える基地局からのオフラインRTK補正へのアクセスを提供します。サードパーティのIMUとすべてのGNSS受信機をサポートし、VBS（仮想基地局）機能とPPPコンピューティングが含まれています。
この費用対効果の高いソリューションにより、過酷な条件下でも測量が可能になり、後で設置パラメータを修正してその日を救うことができます。