主页 案例分析 用于基于 USV 的测深测绘的理想 INS

基于无人艇(USV)的水深测量

Ekinox-D,用于基于 USV 的测深测绘的理想 INS。

“我们一直在寻找一款紧凑、精确且性价比高的惯性导航系统。Ekinox-D 是不二之选。” | David M.,ITER Systems 首席执行官

地理空间INS测量人员解决方案
Oceanscience Z Boat

与大多数无人系统一样,USV 面临着空间和功耗的限制。此外,Ekinox-D 是集成到此类载体中的最佳 INS。

Ekinox-D 重量不到 600 克,功耗低于 7W,内置用于厘米级定位的 RTK 双天线 GNSS 接收机。此外,它还提供 0.05° 的姿态精度,并可提供能自动适应波浪周期的 5 厘米实时升沉数据。

SPYBOAT® Swan 是一款功能齐全的无人水面艇 (USV),专为浅水水文作业而设计。此外,操作员可以在一公里外的岸边对其进行远程控制。Swan 可在船只无法进入的区域(如河床、湖泊、水库、水坝或港口)进行测深作业。此外,它还能确保在挑战性环境中进行精确测绘。

配备条带测深声呐 Bathyswath 2 后,该 USV 可向操作员的平板电脑实时提供水深测量和导航信息。Swan 与所有水文软件兼容。

“Ekinox-D 非常适合在浅水区作业的测量型 USV”。
| ITER Systems

Oceanscience Z-Boat 的设计充分考虑了测量人员的需求。

其船体形状、推进系统、无线电通信以及按需声纳仪器的结合,为希望完成近岸水文测量工作的海道测量师或陆地测量师提供了一个易于使用且功能强大的选项。

2016年5月为华盛顿大学塔科马分校交付的定制集成包括坚固型 Z-Boat 1800RP、SBG Systems 的 Ekinox-D 惯性导航系统、Teledyne Odom Hydrographic MB2 多波束声纳、Teledyne RD Instruments RiverPro ADCP、一台相机以及机载计算机。

Bathyswath 2 无背景
Z Boat
0.0 4 °
使用双天线 RTK GNSS 确定航向
0.0 15 °
横滚和俯仰 (RTK)
1 cm
RTK GNSS 定位
5 cm
升沉,2.5 厘米延迟升沉

Ekinox-D

Ekinox-D 是一款一体式惯性导航系统,集成 RTK GNSS 接收机,是空间极其受限应用的理想选择。

这款先进的 INS/GNSS 配备一个或两个天线,可提供方位、升沉和厘米级位置。

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Ekinox D INS 单元 Checkmedia

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如何将惯性系统与激光雷达结合用于无人机测绘?

将 SBG Systems 的惯性系统与用于无人机测绘的 LiDAR 相结合,可提高捕获精确地理空间数据的准确性和可靠性。

以下是集成的工作原理以及它如何使无人机测绘受益:

  • 一种遥感方法,使用激光脉冲测量到地球表面的距离,从而创建地形或结构的详细 3D 地图。
  • SBG Systems INS 将惯性测量单元 (IMU) 与 GNSS 数据相结合,即使在 GNSS 信号无法覆盖的环境中,也能提供准确的位置、姿态(俯仰角、横滚角、航向角)和速度。

 

SBG 的惯性系统与 LiDAR 数据同步。INS 精确跟踪无人机的位置和方向,而 LiDAR 捕获下方地形或物体的细节。

通过了解无人机的精确方向,LiDAR数据可以准确定位在3D空间中。

GNSS 组件提供全球定位,而 IMU 则提供实时的姿态和运动数据。这种组合确保了即使在 GNSS 信号微弱或不可用(例如高大建筑物附近或茂密的森林中)时,INS 也能继续追踪无人机的飞行轨迹和位置,从而实现一致的 LiDAR 测绘。

什么是多波束回声测深?

多波束测深 (MBES) 是一种先进的水文测量技术,用于高精度测绘海底和水下地貌。

 

与测量船下方单点深度的传统单波束回声测深仪不同,MBES(多波束测深系统)利用声纳波束阵列同时捕获海底宽条带上的深度测量值。这可以对水下地形进行详细的高分辨率测绘,包括地形、地质特征和潜在危险。

 

MBES 系统发射在水中传播的声波,声波撞击海底后反射回船只。通过分析回声返回所需的时间,系统可以计算多个点的深度,从而创建水下地貌的综合图。

 

这项技术对于各种应用至关重要,包括导航、海洋建设、环境监测和资源勘探,为安全的海上作业和海洋资源的可持续管理提供关键数据。

RTK 和 PPK 之间有什么区别?

实时动态差分(RTK)是一种定位技术,其中 GNSS 校正以近乎实时的方式传输,通常使用 RTCM 格式校正流。然而,在确保 GNSS 校正(特别是其完整性、可用性、覆盖范围和兼容性)方面可能会面临挑战。

 

PPK 相比 RTK 后处理的主要优势在于,数据处理活动可以在后处理过程中进行优化,包括前向和后向处理;而在实时处理中,校正及其传输中的任何中断或不兼容都会导致定位精度降低。

 

GNSS 后处理 (PPK) 相比实时处理 (RTK) 的首要核心优势在于:现场使用的系统无需配备数据链/无线电,即可将来自 CORS 的 RTCM 校正数据传输到 INS/GNSS 系统中。

 

后处理应用的主要限制是最终应用程序需要对环境做出反应。另一方面,如果您的应用程序可以承受生成优化轨迹所需的额外处理时间,它将大大提高所有交付的数据质量。