Усі види зйомки, а ширше — океанографія та гідрографія, потребують інерціального датчика. Ці рішення варіюються від MRU до висококласних INS/GNSS, і до їх вибору не слід ставитися легкоковажно. Вкрай важливо підібрати правильний датчик залежно від типу застосування та його потреб. Отже, як вибрати найкраще інерціальне рішення?
Саме тому ми випробували наші різні лінійки продукції під час 3-денної зйомки за допомогою багатопроменевого ехолота в 3 зонах порту Гамбурга (Німеччина): в доках Гамбурга, під мостами та в міських річкових каналах.
Можливість підтвердити ефективність наших рішень у різних середовищах і на різних рівнях точності була ключовою для того, щоб рекомендувати, яку саме систему INS використовувати залежно від застосування та умов.
Давайте разом дізнаємося більше про те, як вибрати найкраще інерціальне рішення.
Невеликі морські інтеграційні роботи та гідрографічні зйомки у дуже мілких водах
Гідрографія передбачає не лише зйомку на великих суднах, але й використання AUV, USV або навіть буїв. З огляду на розміри таких об'єктів, мініатюрний та надійний інерціальний датчик може стати ідеальним вибором. Компанія SBG-Systems розробила найбільш інноваційну відповідь на ваші вимоги: Як вибрати найкраще інерціальне рішення?
Мініатюрна лінійка продукції Ellipse від SBG Systems охоплює пристрої від AHRS до двоантенних RTK GNSS/INS у невеликих корпусах зі ступенем захисту IP68.
Оскільки надійність має вирішальне значення в морських застосуваннях, усі MRU та INS від SBG Systems проходять індивідуальну процедуру висококласного калібрування в діапазоні від -40 до 85 °C.
Ми ретельно перевіряємо інерціальні датчики, гарантуючи, що лише ті з них, які відповідають технічним умовам, забезпечують стабільні вимірювання для виконання завдань професіоналів.
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.
Спостереження під відкритим небом та поверхневі обстеження
Баттиметричні та інерціальні дані, зібрані під час зйомки, показують, що всі датчики забезпечують надзвичайно точні дані про рух, heading та положення під час зйомки у відкритому небі та на мілководді.
Хоча Ellipse не рекомендується для високоточних зйомок MBES, Ekinox або Navsight Ekinox є найкращим рішенням і може запропонувати привабливий комплексний пакет у реальному часі для зйомок у відкритому небі та на мілководді в прибережних зонах.
Інерціальні навігаційні системи Ekinox поставляються або як універсальні датчики промислового класу (від MRU до висококласних RTK INS/GNSS), або як частина морського рішення.
Обидва варіанти забезпечують однакову продуктивність і точність: 0,02° Roll/Pitch (RTK), 0,05° GNSS Heading та позиціонування на рівні сантиметрів.
Будучи універсальними компактними датчиками, вони можуть бути інтегровані в обладнання, де простір має критичне значення, наприклад, у USV для гідрографічних зйомок.
Розроблене для полегшення роботи гідрографів, рішення Navsight Solution пропонується у вигляді блоку відстеження руху (MRU), що вимірює roll, pitch і heave, або у вигляді комплексного навігаційного рішення з вбудованим тричастотним GNSS або з використанням зовнішнього GNSS .
IMU Ekinox IMU до блоку обробки даних. Така дуже практична конфігурація дозволяє IMU поблизу ехолота, тоді як блок обробки даних знаходиться в каюті та підключений до комп'ютера оператора.
Інерціальне рішення для кожного типу збоїв GNSS
Збої GNSS можуть траплятися в різних середовищах, зокрема під час навігації під мостами або зйомки річкових каналів і портових споруд.
Вони становлять проблему для всіх гідрографічних зйомок і підкреслюють необхідність використання інерціальної навігаційної системи в поєднанні з GNSS, яка об'єднує дані інерціальної системи та GNSS для отримання траєкторії незмінно високої точності.
Результати зйомки під мостами показують, що інерціальний датчик підтримує точність завдяки вдосконаленим даним RTK, положення, heading та heave. Напрямок (heading) здається набагато стабільнішим з Navsight Apogee, оскільки він містить гіроскопи вищої продуктивності.
Це рішення також забезпечує більш точні інерціальні дані та дані про положення, що робить його правильним вибором для цього застосування.
Програмне забезпечення Qinertia від SBG Systems усуває збої GNSS шляхом постобробки даних зйомки, забезпечуючи точні результати завдяки передовій технології PPK.
Поєднання Apogee та Qinertia забезпечує надійне та надзвичайно точне рішення в умовах тривалих збоїв GNSS.
Сильні ефекти багатошляховості GNSS у річкових каналах спричиняють часті короткі збої, які є складнішими, ніж тривалі збої GNSS.
Ефекти багатошляховості порушують обчислення подвійного курсу (heading) та положення GNSS, збільшуючи похибки, що робить слабко зв'язані (loosely coupled) інерціальні рішення ненадійними за таких умов.
Сумісність із програмним забезпеченням для постобробки PPK
У цих умовах необхідні високоточніGNSS стабільнихpitch , а також тісно інтегрована пост-обробка для фільтрації ефектів багатопроменевого поширення.
Обчислення PPK покращує heading руху, а тісна взаємодія значно підвищує точність визначення положення.
ВисокоефективнеApogee Navsight Apogee (похил/нахил з точністю 0,008°, GNSS з точністю 0,015° та визначення координат з точністю до сантиметра) у поєднанні з програмним забезпеченням Qinertia PPK забезпечує оптимальний комплекс рішень у таких умовах. Воно також дозволяє проводити високоточні вимірювання у глибоких водах, навіть у відкритому морі.
Хоча рішення Apogee та навігації від компаній Ekinox Apogee базуються на технології MEMS, система Navsight оснащена IMU типу FOG із замкнутим контуром IMU забезпечує надійну та стабільну роботу в найскладніших умовах, таких як райони з високою щільністю об’єктів або зйомки з низькою динамікою.
Ми провели постобробку даних цієї системи для геодезичних випробувань у Гамбурзі, забезпечивши її найвищу ефективність як еталонної системи.
Крім того, SBG Systems сумісні з усім гідрографічним програмним забезпеченням, яке підтримує протоколи ASCII, NMEA та TSS. Для іншого програмного забезпечення розроблені драйвери, сумісні з бінарним протоколом SBG, що спрощує інтеграцію датчиків.
Чи отримали ви відповідь на дилему: як вибрати найкраще інерціальне рішення?
У режимі реального часу чи з подальшою обробкою?
У ході цих різних зйомок було доведено, що пост-обробка дозволяє покращити результати зйомок навіть у найсуворіших умовах.
У складних GNSS програмне забезпечення для пост-обробки забезпечує оптимальну продуктивність, на відміну від зйомок під відкритим небом, точність яких залежить від даних, отриманих у режимі реального часу.
Прямі та зворотні обчислення, а також передові алгоритми PPK допомагають досягти найвищого рівня точності. У таких умовах надзвичайно важливим є тісне сполучення, яке забезпечує стійкість до ефекту багатопроменевого поширення.
Qinertia спрощує пост-обробку даних для гідрографів, пропонуючи інтуїтивно зрозумілий інструмент, розроблений для полегшення роботи геодезистів та ефективної оптимізації робочих процесів.
Ефективне, швидке та просте у використанні, це повнофункціональне програмне забезпеченняGNSS GNSS таGNSS надає доступ до офлайн-поправок RTK від понад 8 000 базових станцій, розташованих у 164 країнах. Воно підтримує IMU сторонніх виробників та всі GNSS , а також включає функцію VBS (Virtual Base Station) та обчислення PPP.
Це економічно вигідне рішення дозволяє проводити зйомки навіть у суворих умовах та надає можливість коригування параметрів установки після зйомки, що може врятувати ситуацію!
