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OPSIA 通过 Ekinox INS 集成增强其解决方案

将多波束测深仪和激光扫描仪与 Ekinox INS 相结合。

“SBG Systems 的技术支持非常专业,对于如何配置 INS 以及如何着手使用激光扫描仪给出了非常有帮助的指导。” | OPSIA

地理空间IMUINS测量人员系统车辆
OPSIA MBES 和 MMS

Opsia 是一家法国工程咨询事务所,拥有一批测绘专家。二十多年来,该公司一直从事土地、建筑、基础设施、工程或水工结构测量以及各比例尺的制图工作。

Opsia 在地面和航空地形测量领域融会贯通了众多学科,拥有独特的专长。其技术和工程师的专业技能服务于范围广泛的项目,以满足法国及全球各地形形色色客户的需求:地方当局、实业家、个人。

对更高分辨率的 3D 水深测量(INS GNSS)在不断增加的深度下的需求,要求行业利益相关者进行持续创新。由此产生了一个主要挑战:陆地 3D 模型与水深 3D 模型之间的重新计算。

OPSIA 决定迎接挑战,并通过独特的解决方案来解决这一问题:将多波束测深仪与地面激光扫描仪相结合。

该项目旨在将两个不同的系统(即 MBES(多波束测深仪)和地面激光扫描仪)结合起来,两者均与惯性导航系统 (INS) 配合使用。

该项目的构想是利用该公司已有的不同设备(MBES、激光扫描仪、INS)。通过将 MBES 系统与 MMS(移动测量系统)相结合,打造出用于增强测绘能力的集成解决方案。

通过将它们组合在一起来获得 MBES 系统与 MMS(移动测量系统)的综合解决方案。

  • Teledyne Reson T20-P 全功能多波束测深仪
  • FOCUS S150 是一款来自 Faro 的地面激光扫描仪,用作移动测量系统 (MMS)
  • SBG Systems 的 Ekinox-U INS(IMU 连接至 SplitBox GNSS,现已被 Navsight Marine Solution 取代)用于实现两个系统的同步、运动补偿以及数据地理参考。
Ekinox INS GNSS 集成。 | 来源:OPSIA
Ekinox INS GNSS 集成。 | 来源:OPSIA
  • 多波束测深仪系统
    惯性导航系统按照 Teledyne Reson 的建议进行使用和集成,即通过互连便携式声纳处理器、MBES 和 INS。恒定的 PPS 信号可使所有设备保持同步,从而实现无缝运行。
  • 移动测图系统
    通过使用发送至 Splitbox 可用串口之一的唯一 PPS 信号来启动激光扫描仪数据记录,并使用另一个信号来停止数据记录,MMS 得以与 INS 结合。第一个 PPS 信号的“事件标志”记录能够实现 INS 数据与激光扫描仪数据之间的时间同步。
Ekinox 和 OPSIA

Ekinox INS 处于整个系统的核心。SplitBox 连接了 MBES,促进了与 IMU 和 GNSS 的通信,从而实现集成功能。Splitbox 将激光扫描仪连接起来,以获取其反射镜每次旋转的时间戳。

通过另一个小型电气元件(Arduino NANO),我们在时间上完美同步这两个设备,从而实现无缝运行。


移动测绘系统的结果非常好。虽然 OPSIA 没有足够的时间来评估该系统目前的精度,但 INS 系统给出的轨迹似乎很好,并且通过组合激光扫描仪和 INS 系统获得的点云似乎也很好。

  • 与激光扫描仪配合使用的 Ekinox-U。
  • 我们已经完成了项目的大部分工作!下一步是尝试将 MMS 与 MBES 结合,这看起来只是一个形式问题。

    结果应该类似于以下海堤:
测深测量。
测深测量。| 来源:OPSIA
海堤分析
海堤分析。| 来源:OPSIA

Ekinox-U 与 SplitBox 配对,提供了专为测量市场打造的惯性导航解决方案。此外,其集成的 GNSS 接收器简化了与多个设备以及 SBG 惯性传感器的集成。

如今,Navsight Marine 解决方案取而代之,通过铝质 IP68 外壳提供了更高的稳健性。此外,LED 指示灯可显示 RTK、电源和记录器状态。最后,其较小的 IMU 安装在更靠近 MBES 的位置,而 Navsight 箱则处理所有计算和 GNSS 接收。

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 Ekinox 航海版

结构紧凑且性价比高,Navsight Ekinox级轻便且易于为便携式声纳系统进行设置,使其成为浅水应用的理想选择。

Navsight 功能极其丰富,可用作运动参考单元(MRU),提供横滚、俯仰和升沉数据,也可作为集成三频接收器的完整导航解决方案,或者使用外部 GNSS 接收器。

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Navsight Ekinox 航海级

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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)。