Будь-які види зйомки та, загалом, океанографія і гідрографія потребують інерціального датчика. Такі рішення охоплюють усе: від MRU до висококласних INS/GNSS, тому до їхнього вибору не варто ставитися легковажно. Вкрай важливо підібрати правильний датчик залежно від типу застосування та його потреб. Тож як обрати 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): у 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 обрати 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. Враховуючи розміри таких систем, мініатюрний і надійний інерційний датчик може виявитися ідеальним вибором. SBG-Systems розробила найбільш інноваційну відповідь на ваші вимоги: Як обрати найкраще інерційне рішення?
Мініатюрна < лінійка продуктів Ellipse від SBG Systems охоплює пристрої від AHRS до двоантенних RTK GNSS/INS у невеликих корпусах 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 інерційні датчики, гарантуючи, що лише ті з них, які відповідають технічним умовам, забезпечують стабільні вимірювання для професійних місій.
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.
Дослідження під відкритим небом та поверхневі дослідження
Батиметричні та інерціальні дані, зібрані під час зйомки, показують, що всі датчики забезпечують високу точність визначення руху, heading та положення під час зйомки на відкритому просторі та на мілководді.
Хоча Ellipse не рекомендується для високоточних гідрографічних зйомок з використанням багатолучевих ехолотів (MBES), Ekinox або Navsight Ekinox є оптимальним рішенням і може запропонувати привабливий комплексний пакет у реальному часі для зйомок на відкритому просторі та мілководді в прибережних зонах.
Інерціальні навігаційні системи Ekinox випускаються у вигляді універсальних датчиків 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 сантиметрову точність визначення положення.
Будучи компактними датчиками «все в одному», вони можуть бути інтегровані в обладнання, де простір має критичне значення, наприклад, у безпілотні надводні судна (USV) для гідрографічних зйомок.
Створене для полегшення роботи гідрографів, рішення Navsight Marine постачається у вигляді вимірювача параметрів руху та орієнтації (MRU), що забезпечує визначення roll, pitch та heave, або як комплексне навігаційне рішення з вбудованим трьохчастотним приймачем GNSS чи можливістю використання зовнішнього приймача GNSS.
Блок Ekinox IMU підключено до процесорного блоку. Така надзвичайно практична конфігурація дозволяє розмістити IMU поблизу ехолота, тоді як процесорний блок знаходиться в кабіні та підключений до комп'ютера оператора.
Інерціальне рішення для кожного типу збоїв GNSS
Збої в роботі GNSS можуть траплятися в найрізноманітніших умовах, зокрема під час навігації під мостами або проведення зйомок у річкових руслах і портових спорудах.
Вони становлять проблему для всіх гідрографічних зйомок і підкреслюють необхідність використання інерціальної навігаційної системи в поєднанні з GNSS, яка об'єднує дані інерції та GNSS для отримання безперервної траєкторії вищої точності.
Результати зйомки під мостами показують, що інерційний датчик зберігає точність завдяки вдосконаленим даним RTK, орієнтації (attitude), heading та heave. Heading виявляється набагато стабільнішим у Navsight Apogee, оскільки він містить високопродуктивні гіроскопи.
Це рішення також забезпечує більш точні інерційні та координатні дані, що робить його правильним вибором для цього застосування.
Програмне забезпечення Qinertia від SBG Systems усуває збої GNSS шляхом пост-обробки даних зйомки, гарантуючи точні результати завдяки передовій технології PPK.
Поєднання Apogee та Qinertia забезпечує надійне й надзвичайно точне рішення за умов тривалих збоїв у роботі GNSS.
Сильні ефекти багатопроменевості GNSS у руслах річок спричиняють часті короткі збої, які є складнішими за тривалі перебої в роботі GNSS.
Ефекти багатопроменевості порушують обчислення подвійного heading та положення GNSS, збільшуючи похибки та роблячи вільно зв'язані інерціальні рішення ненадійними за таких умов.
Взаємодоповнюваність із програмним забезпеченням для постобробки PPK
Це середовище вимагає висококласних INS/GNSS для отримання стабільних даних roll/pitch із тісно зв'язаною постобробкою для фільтрації ефектів багатопроменевості.
Обчислення PPK покращує точність визначення швидкості ( heading ) та руху, а тісна взаємодія значно покращує визначення положення.
Високопродуктивне рішення Navsight Apogee (0.008° roll/pitch, 0.015° GNSS heading та положення з точністю до сантиметра) разом із програмним забезпеченням Qinertia PPK утворює оптимальний комплект для таких умов. Воно також дозволяє проводити високоточні зйомки на великій глибині, зокрема в офшорній зоні.
Хоча рішення для визначення руху та навігації Ekinox та Apogee базуються на технології MEMS, Navsight Horizon інтегрує інерціальний вимірювальний блок на базі оптоволоконних гіроскопів (FOG IMU) із замкненим контуром, що забезпечує надійну та стабільну роботу в найвимогливіших умовах, таких як густо заповнені райони або зйомки з низькою динамікою.
Ми провели постобробку цих системних даних для геодезичних випробувань у Гамбурзі, забезпечивши найвищу ефективність у ролі еталонної системи.
Крім того, датчики SBG Systems сумісні з усім гідрографічним програмним забезпеченням, яке приймає протоколи ASCII, NMEA та TSS. Інші програми розробили драйвери, сумісні з бінарним протоколом SBG, що полегшує інтеграцію датчика.
Ви знайшли відповідь на дилему: як обрати найкраще інерціальне рішення?
У режимі реального часу чи з подальшою обробкою?
У цих різних зйомках постобробка довела свою здатність покращувати результати зйомки в найсуворіших умовах.
У складних середовищах GNSS програмне забезпечення для постобробки забезпечує оптимальну продуктивність, на відміну від зйомок під відкритим небом, які покладаються на дані в реальному часі для досягнення точності.
Прямі та зворотні обчислення, а також передові алгоритми PPK допомагають досягти найвищого рівня точності. Стійкість до ефекту багатопроменевості та тісний зв'язок є важливими в таких умовах.
Qinertia спрощує постоброблення для гідрографів, пропонуючи інтуїтивно зрозумілий інструмент, створений для полегшення завдань фахівців із вимірювань та ефективної оптимізації робочих процесів.
Ефективне, швидке та просте повнофункціональне програмне забезпечення для постоброблення лише за даними GNSS та INS/GNSS надає доступ до офлайн-корекцій RTK з понад 8000 базових станцій, розташованих у 164 країнах. Воно підтримує сторонні IMU та всі GNSS-приймачі, а також містить функцію VBS (Virtual Base Station) і обчислення PPP.
Це економічно ефективне рішення дозволяє проводити зйомки навіть у суворих умовах і дає змогу виправляти параметри встановлення вже після події, щоб врятувати ситуацію!
