모든 종류의 측량, 그리고 더 일반적으로 해양학 및 수로학은 관성 센서를 필요로 합니다. 이러한 솔루션은 MRU부터 고급 INS/GNSS에 이르기까지 다양하며, 그 선택은 신중해야 합니다. 애플리케이션 유형과 요구 사항에 따라 올바른 센서를 선택하는 것이 중요합니다. 그렇다면 최고의 관성 솔루션을 선택하는 방법은 무엇일까요?
이것이 저희가 함부르크 항구(독일)의 3개 지역(함부르크 부두, 교량 아래, 도시의 강 수로)에서 멀티빔 에코사운더를 이용한 3일간의 측량 동안 다양한 제품 라인을 테스트한 이유입니다.
다양한 환경과 여러 정확도 수준에서 당사 솔루션의 성능을 입증할 수 있었던 것은 애플리케이션 및 조건에 따라 어떤 INS를 사용할지 추천할 수 있는 핵심이었습니다.
최고의 관성 솔루션을 선택하는 방법에 대해 함께 더 알아보겠습니다.
얕은 해역에서의 소규모 해양 통합 및 매핑
수로학은 대형 선박에서의 측량뿐만 아니라 AUV, USV 또는 부표까지 포함합니다. 이러한 애플리케이션의 크기를 고려할 때, 소형의 견고한 관성 센서가 이상적일 수 있습니다. SBG Systems는 귀하의 요구 사항에 대한 가장 혁신적인 답변을 개발했습니다: 최고의 관성 솔루션을 선택하는 방법은 무엇입니까?
SBG Systems의 소형 Ellipse 제품군은 AHRS부터 소형 IP68 인클로저에 담긴 듀얼 안테나 RTK GNSS/INS까지 다양합니다.
해양 애플리케이션에서 견고성이 중요하므로, 모든 SBG Systems의 MRU 및 INS는 -40°C에서 85°C까지 개별적인 고급 교정 절차를 거칩니다.
우리는 관성 센서를 엄격하게 선별하여, 사양을 충족하는 센서만이 전문가의 임무를 위한 일관된 측정값을 제공하도록 보장합니다.
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.
개활지 및 얕은 수심 매핑
측량 중 수집된 수심측량 및 관성 데이터는 모든 센서가 개방된 하늘과 얕은 수심 측량에서 고정밀 모션, 방위 및 위치를 제공함을 보여줍니다.
Ellipse는 고정밀 MBES 측량에 권장되지 않지만, Ekinox 또는 Navsight Ekinox는 최적의 솔루션이며 해안 지역의 개방된 하늘 및 얕은 수심 측량에 실시간으로 매력적인 패키지를 제공할 수 있습니다.
Ekinox 관성 항법 시스템은 MRU부터 하이엔드 RTK INS/GNSS에 이르는 올인원 산업용 등급 센서 또는 해양 솔루션의 일부로 제공됩니다.
두 시스템 모두 동일한 성능과 정확도를 제공합니다: 0.02° 롤/피치(RTK), 0.05° GNSS 방위, 그리고 센티미터 수준의 위치 정확도.
올인원 소형 센서로서, 수로 측량을 위한 USV와 같이 공간이 중요한 장비에 통합될 수 있습니다.
수심 측량 작업자의 업무를 용이하게 하도록 설계된 Navsight Marine Solution은 롤, 피치, 히브를 제공하는 MRU(Motion Reference Unit) 형태로 제공되거나, 3중 주파수 GNSS 수신기를 내장하거나 외부 GNSS 수신기를 사용하는 완전한 내비게이션 솔루션으로 제공됩니다.
Ekinox IMU는 처리 장치에 연결됩니다. 이 매우 실용적인 설정 덕분에 IMU를 에코 사운더 가까이에 배치하고 처리 장치는 선실에 두고 작업자의 컴퓨터에 연결할 수 있습니다.
모든 유형의 GNSS 중단에 대한 관성 솔루션
GNSS 중단은 교량 아래 항해 또는 강 수로 및 항만 시설 측량과 같은 다양한 환경에서 발생할 수 있습니다.
이는 모든 수로 측량에 대한 도전 과제를 제시하며, 관성 및 GNSS 데이터를 융합하여 지속적으로 더 높은 정확도의 궤적을 제공하는 GNSS와 결합된 관성 항법 시스템의 필요성을 강조합니다.
교량 아래 측량 결과는 관성 센서가 향상된 RTK, 자세, 헤딩 및 횡요 데이터를 통해 정확도를 유지함을 보여줍니다. Navsight Apogee는 고성능 자이로스코프를 내장하고 있어 헤딩이 훨씬 더 안정적인 것으로 나타납니다.
이 솔루션은 또한 더 정밀한 관성 및 위치 데이터를 제공하므로 이 애플리케이션에 적합한 선택입니다.
SBG Systems의 Qinertia 소프트웨어는 측량 데이터를 후처리하여 GNSS 중단을 해결하고, 고급 PPK 기술을 통해 정확한 결과를 보장합니다.
Apogee와 Qinertia의 조합은 긴 GNSS 중단 시 안정적이고 매우 정확한 솔루션을 제공합니다.
강 채널에서 강력한 GNSS 다중 경로 효과는 긴 GNSS 중단보다 더 어려운 빈번한 작은 중단을 유발합니다.
다중 경로 효과는 GNSS 이중 헤딩 및 위치 계산을 방해하여 오류를 증가시키므로 Loosely coupled 관성 솔루션은 이러한 조건에서 신뢰할 수 없습니다.
PPK 후처리 소프트웨어와의 상호 보완성
이러한 환경은 안정적인 롤/피치 데이터 확보를 위해 고성능 INS/GNSS와 멀티패스 효과를 필터링하는 타이트 커플드 후처리(post-processing)를 필요로 합니다.
PPK 계산은 방위각 및 움직임을 향상시키며, 타이트 커플링은 위치를 크게 개선합니다.
고성능의 Navsight Apogee 솔루션(0.008° 롤/피치, 0.015° GNSS 헤딩, 센티미터 수준 위치)은 Qinertia PPK 소프트웨어와 함께 이러한 조건에서 최적의 패키지를 제공합니다. 또한 심해, 심지어 해상에서도 고정밀 측량을 가능하게 합니다.
Ekinox 및 Apogee 모션 및 내비게이션 솔루션은 MEMS 기반이지만, Navsight Horizon은 폐쇄 루프 FOG IMU를 통합하여 고밀도 지역 또는 저동적 측량과 같이 가장 까다로운 환경에서도 견고하고 일관된 성능을 제공합니다.
당사는 함부르크에서 매핑 테스트를 위해 이 시스템 데이터를 후처리하여 기준 시스템으로서 최고의 성능을 보장했습니다.
또한 SBG Systems 센서는 ASCII, NMEA 및 TSS 프로토콜을 허용하는 모든 수로 측량 소프트웨어와 호환됩니다. 다른 소프트웨어는 SBG의 이진 프로토콜에 적합한 드라이버를 개발하여 센서 통합을 용이하게 합니다.
최고의 관성 솔루션 선택 방법이라는 딜레마에 대한 해답을 얻으셨습니까?
실시간 또는 후처리?
이러한 다양한 측량에서 후처리는 가장 혹독한 조건에서도 측량 결과를 개선하는 것으로 입증되었습니다.
까다로운 GNSS 환경에서 후처리 소프트웨어는 정확도를 위해 실시간 데이터에 의존하는 개방형 하늘 측량과 달리 최적의 성능을 보장합니다.
순방향 및 역방향 계산과 최첨단 PPK 알고리즘은 최고 수준의 정확도를 달성하는 데 도움이 됩니다. 다중 경로 효과에 강한 긴밀한 결합은 이러한 조건에서 필수적입니다.
Qinertia는 수로 측량사를 위한 후처리 작업을 간소화하며, 측량사의 업무를 용이하게 하고 워크플로우를 효과적으로 효율화하도록 설계된 직관적인 도구를 제공합니다.
효율적이고 빠르며 간단한 이 모든 기능을 갖춘 GNSS 전용 및 INS/GNSS 후처리 소프트웨어는 164개국에 위치한 8,000개 이상의 기준국에서 오프라인 RTK 보정 데이터에 대한 액세스를 제공합니다. 또한 타사 IMU 및 모든 GNSS 수신기를 지원하며, VBS(가상 기준국) 기능과 PPP 계산을 포함합니다.
이 비용 효율적인 솔루션은 열악한 조건에서도 측량을 가능하게 하며, 나중에 설치 매개변수 보정을 통해 문제를 해결할 수 있습니다!
