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Shom 选择 Navsight 解决方案进行水深测量

配备 SBG Navsight 惯性导航系统的快艇和测量船用于水深测量。

“Apogee 非常多功能;它既适用于深水测量,也适用于浅水测量。” | Rémi Labonde,法国海军水文地理和海洋学局(Shom)定位与水文设备负责人

地理空间IMUINS测量人员系统车辆
Shom A793 测深

作为一家公共机构,Shom 拥有三大核心目标:国家水文和制图、水文海洋学领域的国防支持,以及为海洋和海岸公共政策提供海事地理空间产品和服务支持。

Shom 使用的船队总部设在布雷斯特,由十一艘船只组成,其中包括七艘快艇和三艘 59 米长的 BH2 测量船。它们在法国、非洲、印度洋和加勒比海的浅水区及深水区执行任务。

Shom 还拥有一支以新喀里多尼亚为基地的船队,由两艘船只组成,包括一艘快艇和一艘部分时间用于水文测量的布标船。

Shom 测量船。| 来源:Shom


在更新惯性导航系统 (INS) 船队时,Shom 考察了符合 IHO 测深测量标准的 INS,重点关注对多波束回声测深仪数据补偿影响最大的横滚和升沉。

在官方测试区(其中每个元素的位置都已知且严格精准)进行了多项测试后,Shom 选择 SBG Systems 来替换惯性导航系统。起初,他们在在新喀罗尼亚进行浅水测量时采购了 Navsight Ekinox 级(0.02° 横滚)产品,随后决定将该船队转移到布雷斯特并配备 Apogee 级 INS 解决方案(0.008° 横滚)。

“Apogee 具有高度的多功能性;它同时适用于深水和浅水要求。拥有一个针对快艇和 BH2 的同质化传感器船队更容易维护,例如可以减少备用设备的数量,”Shom 定位与水文设备负责人 Rémi Labonde 解释道。

专为水道测量人员设计,Navsight Apogee级由 GNSS 接收器和处理单元组成,可实现惯性和导航数据的实时融合。

Navsight 提供与回声测深仪、计算机等多种外部设备的连接。Apogee 传感器的钛合金外壳允许其安装在易进水的机舱内、多波束回声测深仪附近。

Shom INS 设置
设备设置。

Navsight Apogee 解决方案是一款高性能且具成本效益的惯性导航系统,基于最先进的 MEMS 技术,因此无需年度维护。

我们的解决方案包含免费且无限制的固件更新以及技术支持。“我们选择 SBG 是因为其良好的性价比和高水平的服务。SBG 的技术支持团队随叫随到、响应迅速且尽职尽责,”这位 Shom 的专业人士补充道。

选择 INS 解决方案时的另一个关键因素是易用性。通过以太网连接后,Navsight 内部网页界面会在安装阶段引导用户。
例如,该系统会显示船只的 3D 视图,让用户能够实时检查安装情况。

Shom 测深试验区
Shom 测深试验区。| 来源:Shom

在此过程中,内置滤波器还可以控制和验证杠杆臂与天线准直,如果 Shom 需要在海外校准新系统,这将是一个 Plus。

“我们非常喜欢 SBG 的网页界面。它现代、极其清晰且易于使用;它确实为我们团队的工作带来了改变,”Rémi Labonde 总结道。

Shom 测深绘图
Shom A793 船只
0.0 15 °
RTK 横滚/纵倾
0.0 2 °
RTK航向精度
5 cm
实时升沉精度达 5 厘米,可根据波浪频率自动调整。
100 m
IMU 外壳可以是表面型(IP68)或防水型(100 米深度)。

Navsight Marine

Navsight Marine 集成了最新的 IMU 和 GNSS 技术,为水文测量人员提供了一个完整、强大且用户友好的运动和导航解决方案。
Navsight Marine 易于设置且功能极其多样,使水文测量人员在浅水区和深水区的测量任务更加轻松。
IMU 是主要的传感元件,也是最重要的性能驱动因素。

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Navsight Marine Ekinox 等级(正面)

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什么是波浪测量传感器?

波浪测量传感器是了解海洋动力学以及提高海洋作业安全性和效率的基本工具。通过提供关于波浪状况准确且及时的信息,它们有助于为从航运和导航到环境保护等各个领域的决策提供参考。波浪浮标是配备传感器的漂浮设备,用于测量波高、周期和方向等波浪参数。

它们通常使用加速度计或陀螺仪来检测波浪运动(例如波浪周期),并且可以将实时数据传输到岸基设施进行分析。

什么是水深测量?

测深是对水下地形的深度和形状进行研究和测量的学科,主要侧重于绘制海底和其他水下地貌。它是水下地形的等效物,提供了对海洋、湖泊和河流的水下特征的详细了解。测深在各种应用中起着至关重要的作用,包括导航、海洋建设、资源勘探和环境研究。

现代测深技术依赖于声纳系统,例如单波束和多波束回声测深仪,它们利用声波来测量水深。这些设备向海底发送声脉冲并记录回波返回所需的时间,根据声速在水中的传播计算深度。特别是多波束回声测深仪,允许一次性绘制大片海底区域,从而提供高度详细且准确的海底表征。通常,会将 RTK + INS 解决方案结合使用,以创建精确定位的海底 3D 测深表征。

水深测量数据对于绘制航海图至关重要,航海图通过识别潜在的水下危险(如暗礁、沉船和沙洲)来帮助船舶安全航行。它在科学研究中也起着至关重要的作用,帮助研究人员了解水下地质特征、洋流和海洋生态系统。

浮标有什么用途?

浮标是一种主要用于海事和水上环境的漂浮装置,具有几个关键用途。浮标通常放置在特定位置,以标明水域中的安全航道、水道或危险区域。它们引导船舶和舰艇,帮助其避开暗礁、浅滩或沉船等危险点。

它们被用作船只的锚定点。系泊浮标允许船只系泊,而无需抛锚,这在不适合抛锚或会破坏环境的区域尤其有用。

仪器化浮标配备了用于测量温度、波高、风速和大气压力等环境条件的传感器。这些浮标为天气预报、气候研究和海洋学研究提供了宝贵的数据。

一些浮标充当收集和传输来自水面或海底的实时数据的平台,通常用于科学研究、环境监测和军事应用。

在商业捕鱼中,浮标标记陷阱或渔网的位置。 它们还有助于水产养殖,标记水下养殖场的位置。

浮标还可以标明指定区域,如禁锚区、禁渔区或游泳区,从而帮助执行水上规章制度。

在所有情况下,浮标对于确保安全、促进海洋活动和支持科学研究都至关重要。

什么是浮力?

浮力是流体(如水或空气)对浸没在其中的物体的重量所施加的力。如果物体的密度小于流体的密度,它允许物体漂浮或上升到表面。浮力产生的原因是作用在物体浸没部分上的压力差异——在较低深度施加的压力较大,从而产生向上的力。

浮力原理通过阿基米德原理进行描述,该原理指出,物体受到的向上浮力等于该物体排开的流体的重量。如果浮力大于物体的重量,它就会漂浮;如果小于物体的重量,物体就会下沉。浮力在许多领域都至关重要,从海洋工程(设计船舶和潜艇)到诸如浮标等漂浮设备的 funcionalidad(功能)。

什么是 IMU?

惯性测量单元 (IMU) 是一种紧凑型传感器模块,通过捕获平台的线性加速度和角旋转速率来测量平台的运动和方向。IMU 的核心是集成了三个加速度计和三个陀螺仪,它们沿正交轴排列,以提供六个自由度的测量。

加速度计用于感测平台在空间中的加速度,而陀螺仪则用于追踪其旋转情况。通过共同处理这些测量值,IMU 能够在不依赖任何外部信号的情况下,提供有关速度、姿态和航向变化的精确信息。这使得 IMU 对于 GPS 不可用、不可靠或被人为剥夺的环境中的导航至关重要。它们的性能很大程度上取决于传感器质量、校准以及如何控制误差(如偏差、噪声、比例因子和不对准)。

高级别的 IMU 包含先进的校准、热补偿、振动滤波和偏差稳定机制,以确保误差不会随时间迅速累积。由于这些特性,IMU 被广泛应用于各种领域——从无人机、巡飞弹、自主车辆到 AUV、机器人和工业稳定系统——即使在最恶劣的操作条件下,也能提供对运动和方向的强大、连续感知。