あらゆる測量、そしてより general には海洋学や水路学において、慣性センサーは不可欠です。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、その選択は慎重に行う必要があります。アプリケーションの種類やニーズに応じて適切なセンサーを選択することが極めて重要です。では、最適な慣性ソリューションをどのように選べばよいのでしょうか？
これが、ドイツ・ハンブルク港の3つのエリア（ハンブルクのドック、橋梁下、市内の水路）において、マルチビーム音響測深機を使用した3日間の調査で、当社のさまざまな製品ラインをテストした理由です。
さまざまな環境および複数の精度レベルにおいてソリューションのパフォーマンスを実証できることが、アプリケーションや条件に応じてどのINSを使用すべきかを推奨する上で極めて重要でした。
最適な慣性ソリューションの選び方について、さらに詳しく見ていきましょう。
極浅海域における小規模な海洋設備の設置および測量
水路測量は、大型船舶による測量だけでなく、AUV、USV、さらにはブイなども対象に含まれます。このような用途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わかります。SBG Systemsは、お客様の要件に対する最も革新的な回答として、「最適な慣性ソリューションの選び方」を開発しました。
SBG Systemsの小型Ellipse製品ラインは、小型のIP68エンクロージャに、AHRSからデュアルアンテナRTK GNSS/INSまでを網羅しています。
海洋用途では堅牢性が極めて重要なため、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校正手順の恩恵を受けています。
当社では慣性センサーを厳格にスクリーニングし、仕様を満たしたものだけが専門家のミッションに向けて一貫した測定値を提供できるようにしています。
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.
広範囲かつ浅層の調査
調査中に収集された水深測量および慣性データは、開空度が高く浅瀬の調査において、すべてのセンサーが極めて高精度な動き、方位、位置情報を提供することを示しています。
高精度なMBES調査にはEllipseは推奨されませんが、EkinoxまたはNavsight Ekinoxが最適なソリューションであり、沿岸部での開空および浅海域の調査において、リアルタイムで魅力的なパッケージを提供できます。
Ekinox慣性航法システムは、MRUからハイエンドのRTK INS/GNSSに至るオールインワンの産業用グレードのセンサーとして、あるいはMarineソリューションの一部として提供されています。
どちらも同等の性能と精度（ロール/ピッチ0.02°（RTK）、GNSS方位0.05°、センチメートル単位の位置精度）を備えています。
オールinワンの小型センサーとして、水路測量用のUSVなど、スペースが限られた機器にも組み込むことができます。
水路測量士の作業を軽減するように設計されたNavsight Marine Solutionは、ロール、ピッチ、ヒーブを提供する動き基準装置（MRU）として、あるいは周波数トリプルGNSS受信機を内蔵するか外部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ます。この非常に実用的なセットアップにより、処理ユニットをキャビン内に置いてオペレーターのコンピューターに接続したまま、IMUを音響測深機の近くに配置することが可能になります。
あらゆるタイプのGNSSアウトレージに対応する慣性航法ソリューション
GNSSの途絶は、橋梁の下での航行や、河川の水路・港湾施設の測量など、様々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おける課題であり、慣性データとGNSSデータを融合して継続的な高精度軌道を実現する、GNSSと結合した慣性航法システムの必要性を浮き彫りにしています。
橋梁下の測量結果から、慣性センサーは、強化されたRTK、姿勢、方位、ヒーブ（上下動）データにより精度を維持していることが示されています。Navsight Apogeeは、より高性能なジャイロスコープを内蔵しているため、方位がはるかに安定しています。
また、このソリューションはより高精度な慣性データと位置データを提供するため、この用途に最適な選択肢となります。
SBG SystemsのQinertiaソフトウェアは、測量データを後処理することでGNSSの途絶を解決し、高度なPPKテクノロジーによって正確な結果を保証します。
ApogeeとQinertiaの組み合わせにより、長時間のGNSS中断においても、信頼性が高く極めて高精度なソリューションが実現します。
川の流路における強力なGNSSマルチパス効果は、頻繁な小規模の中断を引き起こし、長時間のGNSS中断よりも困難な状況を生み出します。
マルチパス効果はGNSSのデュアルヘディングと位置計算を乱し、誤差を増大させるため、このような環境ではルーズ結合（Loosely coupled）による慣性航法ソリューションの信頼性が低下します。
PPK後処理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緊密に結合された後処理が求められます。
PPK計算により、方位と運動の精度が向上し、緊密な結合によって位置の精度が大幅に向上する。
高性能なNavsight Apogeeソリューション（ロール/ピッチ 0.008°、GNSSヘディング 0.015°、センチメートル精度の位置情報）は、Qinertia PPKソフトウェアと組み合わせることで、このような条件下において最適なパッケージを提供します。また、オフショアを含む深海での高精度測量も可能にします。
EkinoxおよびApogeeのモーション・ナビゲーションソリューションがMEMSベースである一方、Navsight Horizonは閉ループFOG IMUを統合しており、高密度エリアや低ダイナミック調査などの最も要求の厳しい環境でも、堅牢で一貫したパフォーマンスを発揮します。
ハンブルクでの測量試験に向け、このシステムデータの後処理を行い、基準システムとして最高の性能を発揮できるよう確保しました。
さらに、SBG Systemsのセンサーは、ASCII、NMEA、TSSプロトコルを受け入れるすべての水路測量用ソフトウェアと互換性があります。その他のソフトウェアにおいても、SBGのバイナリプロトコルに適合するドライバが開発されており、センサーの統合が容易になっています。
ジレンマの答えは見つかりましたか：「最適な慣性航法ソリューションの選び方」
リアルタイムか、それとも後処理か？
これらのさまざまな測量において、後処理により過酷な条件下でも測量結果が改善されることが証明されています。
困難なGNSS環境において、リアルタイムデータに依存して精度を確保するオープン・スカイ測量とは異なり、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。
前後方向の計算と最先端のPPKアルゴリズムにより、最高レベルの精度を実現します。マルチパス効果に対して堅牢な緊密結合は、このような条件において不可欠です。
Qinertiaは水路測量士の後処理を簡素化し、測量士の作業を容易にし、ワークフローを効果的に効率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、かつ簡便なこのフル機能のGNSS専用およびINS/GNSS後処理ソフトウェアにより、164か国にある8,000以上の基地局からのオフラインRTK補正を利用できます。サードパーティ製IMUやすべてのGNSS受信機をサポートし、VBS（仮想基地局）機能とPPP計算が含まれています。
この費用対効果の高いソリューションにより、過酷な環境での測量が可能になり、後から設置パラメータを修正してトラブルを回避することができます！
