主页 案例分析 用于桥下测绘的惯性导航系统

桥梁下测绘

包含 Apogee-E 的先进水文测量设备。
“DVL 输入是 Apogee-E 的一大优势。它有助于应对实时的 GNSS 中断,特别是在桥梁下方。” | Alexander S.,麦克阿特尼 (MacArtney) MBT 技术销售经理

地理空间INS
Macartney 测量

属于 WSA Berlin 的“Spreegrund”号船只由德国麦克阿特尼(MacArtney Germany)配备了最先进的设备,其中包括 SBG 精度最高的惯性导航系统 Apogee-E。

这艘名为“Spreegrund”的双体测量船用作德国湖泊、邻近运河和河流(柏林、勃兰登堡、埃伯斯瓦尔德和劳恩堡)的测量船。它能够以高达 6 节的速度和深达 20 米的水深执行完整的测量作业。

船载设备特点:

– 第一台 Teledyne RESON T20-P 三头多波束测深仪
– Teledyne ODOM CV 100 单波束测深仪
– Teledyne RDI Navigator DVL
– Valeport SWiFT 以及 Valeport Ultra SV 声速传感器
– 数据采集软件 QINSy
– 以及由德国麦克阿特尼 (MacArtney Germany) 提供的 SBG Apogee-E 惯性导航系统,搭配两个 ObeLx-R GNSS 航向接收器(内部为 Septentrio 板卡)。机载控制系统和软件协同工作,确保从测量传感器组中获取最佳数据。它能够处理高达每秒 25,000 个测深点的大规模数据流。

在桥梁下方进行测绘是一项具有挑战性的应用,完全依赖于惯性数据和 GNSS 数据的融合。事实上,当船舶穿过桥梁时,GNSS 接收器会受到干扰,从而可能导致信号中断或数据错误。

对 WSA Berlin 而言,这是一项日常挑战,这也解释了为什么麦克阿特尼会选择连接其自有双天线 GNSS 接收器(内置 Septentrio 板卡)的 Apogee-E 惯性导航系统。

Macartney 桥下测绘
桥梁下测绘。 | 来源:MacArtney

“我们需要最高精度的 INS 来保持整个设备极高的精度,”来自麦卡特尼德国公司的 Alexander Schmidt 表示。

“我们使用 Apogee-E 取得了极佳的结果,图片说明了一切。” | 来自德国 McArtney 的 Alexander S.

Macartney 桥下水文测量
桥梁下的水文测量。| 来源:MacArtney
Macartney 桥下测量
桥梁下测量 | 来源:MacArtney
Macartney 船舶测量数据
Macartney 桥下船舶测量
18
运动姿态 – 空中、陆地和水域
< 690 g
INS 总重量。
8 Gb
内置数据记录器,用于事后分析或后处理。
5 cm
实时升沉,2 厘米延迟升沉

Apogee-E

Apogee-E 可连接至任何测量级 GNSS 接收器,以提供导航和里程计或 DVL 等辅助设备。

这款多功能惯性导航系统可在实时和后处理中提供方位、导航和升沉数据。

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Apogee E INS 单元,Checkmedia

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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。

什么是水文测量?

水文测量是测量和绘制水体(包括海洋、河流、湖泊和沿海地区)物理特征的过程。它涉及收集与海底的深度、形状和轮廓(海底测绘)以及水下物体、导航危险和其他水下特征(例如水槽)的位置相关的数据。水文测量对于各种应用至关重要,包括导航安全、海岸管理和沿海测量、建筑和环境监测。

水道测量包含几个关键组成部分,首先是水深测量,它利用单波束或多波束回声测深仪等声纳系统来测量水深和海底地形,这些声纳系统向海底发射声波Pulse并测量回声的返回时间。

精确的定位至关重要,它是通过全球导航卫星系统 (GNSS) 和惯性导航系统 (INS) 来实现的,用于将深度测量值与精确的地理坐标相链接。此外,还会测量水柱数据(如温度、盐度、洋流),并使用侧扫声纳和磁力仪等工具收集地球物理数据,以探测水下物体、障碍物或危险。