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优化高精度风况观测

“SBG Systems 的 INS Ellipse-D 卓越的质量和性能让我们有信心在充满挑战的条件下进行可靠的测量。此外,其销售和支持团队出色的支持和专业精神也给我们带来了很大帮助。” | Jun-ichi Furumoto,社长兼代表董事 CEO

地理空间INS
INS Ellipse-D 与 Metro Weather

Metro Weather 专注于使用遥感技术进行高精度风况观测、预测性风况模拟以及不明无人机探测与识别。其旗舰产品超高分辨率多普勒激光雷达可提供准确的风速和风向测量,这对于预测与天气相关的风险和增强安全性至关重要。

Metro Weather 利用其超高分辨率多普勒激光雷达提供“高精度风况观测”。这项先进技术利用多普勒效应,这种现象是指当波遇到移动物体时,其频率会发生变化。

多普勒激光雷达向大气中发射激光,激光与气溶胶(例如灰尘和 PM2.5 等细颗粒物)相互作用。通过检测这些气溶胶反射光中的频率偏移(多普勒频移),该设备可以确定它们的速度。由于这些颗粒随风移动,它们的速度直接等同于风速。
这种精确的测量能力使 Metro Weather 能够:

  • 避开阵风航线,从而提高航空安全。
  • 检测风向辐合。这有助于预测极端天气事件(如突发暴雨),从而减少与天气相关的灾害。
  • 检测物体,从而将该技术的效用扩展到风检测之外,以识别和跟踪物体。

这种集成技术的应用领域非常广泛,包括:

  • 针对航空和国防行业的实时风况观测。
  • 环境监测和绿色技术措施。
  • 支持 2025 年大阪关西世博会等重大活动,日本的实时风速和风向观测在这些活动中至关重要。

Metro Weather 的多普勒激光雷达技术依赖于精确的测量和调整能力才能有效运行,尤其是在安装在移动平台上时。将他们的多普勒激光雷达技术与我们的 INS 集成的一些具体要求包括:

  • GPS/GNSS 定位:确保精确的位置跟踪。
  • GPS/GNSS 定时:同步数据采集。
  • 移动速度获取:对于移动装置调整风速读数至关重要。
  • 倾斜检测:补偿运动并保持精确的波束对准。
  • 以太网支持:用于无缝数据传输。
  • 操作系统兼容性:强大支持Linux/Mac。

在 SBG Systems,我们优先考虑协作与创新,以确保我们先进的导航解决方案能够实现顺畅的集成过程。
从最初的咨询到全面部署,我们的团队与您紧密合作,根据您的具体需求量身定制产品。

Metro Weather 是通过 Creact Corporation 的介绍推荐给我们的。双方的合作关系顺利开局,我们公司在整个集成过程中提供了必要的技术支持和指导。在研究了 Metro Weather 的需求后,我们的日本销售经理 Kyoki 推荐了 Ellipse-D,因为它具有低功耗和高精度的特点。

Ellipse-D 提供了完美的解决方案,它能提供准确的运动速度和倾斜数据,用于调整 LiDAR 读数以得出真实的风速。

INS Ellipse-D 与 Metro Weather 封面

通过集成我们的 INS 技术,Metro Weather 显著提升了其风况观测能力:

  • 准确测量风速:安装在船舶等移动物体上的多普勒 LiDAR 过去在准确计算风速时面临挑战,因为附加了运动速度。我们的 Ellipse-D 提供了必要的数据,能够从观测值中扣除运动速度,从而确保了风速测量的准确性。
  • 提高数据准确性:Ellipse-D 还提供了有关移动物体倾角和倾斜度的数据。这使得 Metro Weather 能够据此调整激光束的角度,从而在平台移动时也能保持高测量精度。
  • 提高产品价值:SBG Systems 技术的加入提高了 Metro Weather 解决方案的整体价值和市场竞争力。
  • 收集有价值的气象数据:通过在船舶上安装多普勒 LiDAR,Ellipse-D 能够收集准确的气象数据。这使得在海面上低空收集半径 15 公里、直径 30 公里范围内的全面风速数据成为可能,而这些区域在过去几乎没有实际测量数据。

在整个集成过程中,Metro Weather 获得了我们支持团队的全面支持。这包括:

  • 访问文档齐全的软件库。
  • 通过电子邮件、在线会议以及我们工程师的现场访问,迅速解决技术问题。
  • 持续合作以应对持续存在的挑战,例如安装在船舶上时的方位角旋转问题。

Metro Weather 强调了与我们合作的几个主要优势:

  • 产品价值的可衡量改进。
  • 我们的 INS Ellipse-D 具备卓越的质量和性能。
  • 我们的销售和支持团队提供的卓越支持和专业精神。

我们将一如既往地支持 Metro Weather,助力其不断拓展在高精度风况观测方面的能力。

INS Ellipse-D 和 metro weather mol
INS Ellipse-D Metro Weather 监测
0. 2 °
使用双天线 RTK GNSS 确定航向
0.0 5 °
横滚和俯仰 (RTK)
1 cm
RTK GNSS 定位
65 g
INS 重量

Ellipse-D

Ellipse-D 是一款集成双天线和双频 RTK GNSS 的惯性导航系统,与我们的后处理软件 Qinertia 兼容。

它专为机器人和地理空间应用而设计,可以融合带有 Pulse 或 CAN OBDII 的里程计输入,以增强推算定位精度。

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Ellipse D INS 单元 Ckeckmedia

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什么是 GNSS 与 GPS?

GNSS 代表全球导航卫星系统,GPS 代表 全球定位系统。这些术语经常互换使用,但它们在基于卫星的导航系统中指的是不同的概念。

GNSS 是所有卫星导航系统的统称,而 GPS 则特指美国的系统。GNSS 包含多个系统,提供更全面的全球覆盖,而 GPS 只是这些系统中的一个。

通过集成来自多个系统的数据,您可以通过 GNSS 获得更高的精度和可靠性,而仅使用 GPS 可能会受到卫星可用性和环境条件的限制。

什么是 GNSS 后处理?

GNSS 后处理(即 PPK)是一种在数据采集活动结束后处理记录在 GNSS 接收器上的原始 GNSS 数据测量值的方法。它们可以与其他来源的 GNSS 测量值相结合,为该 GNSS 接收器提供最完整、最精确的运动轨迹,即使在最具挑战性的环境中也是如此。

这些其他来源可以是数据采集项目处或附近的本地 GNSS 基站,也可以是通常由政府机构和/或商业 CORS 网络提供商提供的现有连续运行参考站 (CORS)。

 

后处理动态 (PPK) 软件可以利用免费提供的 GNSS 卫星轨道和时钟信息,以进一步提高精度。PPK 允许精确确定本地 GNSS 基站相对于所使用的绝对全球坐标参考框架基准的位置。

 

PPK软件还可以支持不同坐标参考框架之间的复杂转换,以支持工程项目。

 

换句话说,它可以访问更正,提高项目的准确性,甚至可以在任务后修复测量或安装期间的数据丢失或错误。

INS 是否接受来自外部辅助传感器的输入?

我们公司的惯性导航系统接受来自外部辅助传感器(如大气数据传感器、磁力计、里程计、DVL 等)的输入。

这种集成使 INS 具有高度的多功能性和可靠性,尤其是在无 GNSS 环境中。

这些外部传感器通过提供补充数据来增强 INS 的整体性能和精度。

IMU 和 INS 之间有什么区别?

惯性测量单元 (IMU) 与惯性导航系统 (INS) 之间的区别在于它们的功能和复杂性。
IMU(惯性测量单元)提供有关车辆线性加速度和角速度的原始数据,这些数据由加速度计和陀螺仪测量。它提供横滚、俯仰、偏航和运动相关的信息,但不计算位置或导航数据。IMU 专门设计用于传输有关运动和方位的基本数据,以便进行外部处理以确定位置或速度。
另一方面,INS(惯性导航系统)将 IMU 数据与先进的算法相结合,随时间推移计算出车辆的位置、速度和方位。它结合了诸如用于传感器融合和集成的卡尔曼滤波等导航算法。INS 提供实时的导航数据,包括位置、速度和方位,而无需依赖 GNSS 等外部定位系统。
这种导航系统通常用于需要全面导航解决方案的应用,尤其是在没有 GNSS 信号的环境中,例如军用无人机、船舶和潜艇。