首页 案例研究 用于桥下测绘的惯性导航系统

桥下测绘

包括Apogee-E在内的最先进水文测量设备。
“Apogee-E中DVL数据的输入是一大优势。它有助于实时GNSS 断电情况,尤其是在桥下。”|Alexander S.,MBT技术销售经理,MacArtney

地理空间INS
麦卡特尼测绘公司

由WSA柏林公司拥有的“Spreegrund”号船舶已由德国MacArtney 公司配备了最先进的设备,其中包括SBG公司精度最高的惯性导航系统——Apogee-E。

这艘名为“Spreegrund”的双体测量船主要在德国的湖泊、相邻运河及河流(柏林、勃兰登堡、埃伯斯瓦尔德和劳恩堡)上执行测量任务。 该船可在最高6节的速度和水深达20米的水域内进行全套测绘作业。

船载设备包括:

——首台泰莱丁(Teledyne)RESON T20-P TripleHead多波束回声测深仪
——一台泰莱丁(Teledyne)ODOM CV 100单波束回声测深仪
——一台泰莱丁(Teledyne)RDI Navigator DVL
——一台Valeport SWiFT以及一台Valeport Ultra SV声速传感器
——数据采集软件QINSy
——以及SBGApogee-E 惯性导航系统(由德国MacArtney 公司提供),以及两台 ObeLx-RGNSS 航向接收器(内置 Septentrio 电路板)。船载控制系统和软件协同工作,确保从测绘传感器套件中获取最佳数据。该系统能够处理高达每秒 25,000 次测深数据的巨大数据流。

在桥梁下方进行测绘是一项极具挑战性的应用,这完全需要惯性数据与GNSS 数据的融合。事实上,当船舶穿越桥梁时,GNSS 接收机会受到干扰,从而可能导致信号中断或数据错误。

对于柏林水务局(WSA Berlin)而言,这是日常面临的挑战,这也解释了为何MacArtney 选择了Apogee-E惯性导航系统,并将其与自家双天线GNSS 接收机(内置Septentrio芯片)相连接。

麦卡特尼在桥下测绘
桥下测绘。 | 来源:MacArtney

“我们需要精度最高的INS ,以保持整套设备的极高精度,”德国MacArtney 公司的亚历山大·施密特表示。

“我们用 Apogee-E 取得了极佳的结果,图像说明了一切。” | Alexander S.,来自德国 McArtney

麦卡特尼水文勘测:桥下勘测
桥梁下的水文测量。| 来源:MacArtney
麦卡特尼对桥梁下方区域的勘测
桥下勘测。 | 来源:MacArtney
麦卡特尼船舶调查数据
麦卡特尼船舶桥下通航调查
18
运动轨迹——空中、陆地和海上
< 690 g
INS 的总重量。
8 Gb
嵌入数据记录器,用于术后分析或后处理。
5 厘米
实时垂动,延迟2厘米的垂动

Apogee-E

Apogee-E 可连接到任何测量级 GNSS 接收器进行导航,以及里程计或 DVL 等辅助设备。

这种高度多功能的惯性导航系统可实时和后处理提供姿态、导航和升沉数据。

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什么是波浪测量传感器?

浪高测量传感器是了解海洋动力学、提高海上作业安全性和效率的必备工具。通过提供准确、及时的浪况数据,它们有助于各领域(从航运和导航到环境保护)做出明智决策。浪高浮标是配备传感器的漂浮装置,用于测量浪高、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海浪运动(例如海浪周期),并能将实时数据传输至岸上设施进行分析。

什么是水深测量?

水深测量学是研究和测量水下地形深度与形状的学科,主要致力于绘制海底及其他水下地貌的图谱。它是水下地形学的对应学科,能够详细揭示海洋、海域、湖泊和河流的水下特征。水深测量学在导航、海洋工程、资源勘探和环境研究等诸多领域中发挥着至关重要的作用。

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,它们使用声波来测量水深。这些设备向海底发送声脉冲并记录回声返回所需的时间,根据声波在水中的传播速度计算深度。特别是多波束测深仪,允许一次测绘大片海底区域,提供高度详细和准确的海底表征。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 测深表示。

水深数据对于绘制海图至关重要,海图通过标示水下暗礁、沉船和沙洲等潜在水下危险,帮助船舶安全航行。水深数据在科学研究中也发挥着重要作用,有助于研究人员了解水下地质特征、洋流和海洋生态系统。

什么是水文测绘?

水文测绘是指对水体(包括海洋、河流、湖泊和沿海地区)的物理特征进行测量和绘制图表的过程。它涉及收集与海底深度、形状和等深线(海底测绘)相关的数据,以及水下物体、航行障碍物和其他水下地物(如海沟)的位置信息。 水文测绘对于多种应用至关重要,包括航行安全、海岸管理与海岸测绘、工程建设以及环境监测。

水深测量包含几个关键组成部分,首先是测深,它使用声纳系统(如单波束或多波束回声测深仪)测量水深和海底地形,这些测深仪向海底发送声脉冲并测量回声的返回时间。

精确定位至关重要,它通过使用全球导航卫星系统 (GNSS) 和惯性导航系统 (INS) 将深度测量与精确的地理坐标联系起来实现。此外,测量水柱数据(如温度、盐度、洋流),并使用侧扫声纳和磁力计等工具收集地球物理数据以探测水下物体、障碍物或危险。