船舶运动测量
船舶运动测量对于需要精确导航和测量稳定性的海洋作业至关重要。SBG Systems 使用先进的惯性传感器提供实时的船舶运动数据。这些传感器通过对加速度计信号进行二次积分，以 50Hz 的频率计算船舶运动。二次积分由于方向误差或传感器偏差会产生漂移。高通滤波器通过消除恒定的运动分量来稳定输出。自动调整确保滤波器适应不同的海况条件。此功能在实时垂荡估计中支持长达 20 秒的涌浪周期。因此，船舶运动测量在作业过程中保持准确和稳定。
高通滤波器设计可确保垂荡、纵荡和横荡在静态条件下恢复为零。参考点始终是船舶旋转中心。只有符合船用标准的单元才能提供垂荡输出。纵荡和横荡在 Ellipse 系列单元上不可用。纵荡和横荡仅在近静态应用（如浮标）中有效。这些值对方向误差保持敏感。输出严格报告在 IMU 测量点处。
船舶运动参考系
船舶运动输出遵循特定的参考坐标系定义。坐标系原点位于输出点位置。垂荡是垂直位移，向下为正。纵荡是纵向位移，向船首为正。横荡是横向位移，向船舷右侧为正。这种一致的坐标系确保了在多种船舶类型中可靠的解释。
垂荡输出在突然的运动变化下表现出阶跃响应。当阶跃发生时，垂荡会升高，然后平稳地返回零。恢复可能需要几分钟，具体取决于海况历史。尽管环境不同，输出形状仍保持一致。垂荡测量不包括潮汐贡献。必须单独应用潮汐补偿以进行精确的高度确定。
旋转中心和外置升沉的操作
垂荡也受船舶旋转的影响。在旋转中心处，旋转垂荡完全抵消。远离该点时，横摇和纵摇会产生动态垂荡分量。来自风、压载水或载荷不平衡的半静态效应会进一步影响结果。不同位置会产生具有不同形状和振幅的垂荡信号。
传感器安放位置对垂荡性能有很大影响。安装在旋转中心附近可确保最高精度。用户可以为声纳系统等设备配置监测点。只有垂荡测量可以引出到此监测点。纵荡和横荡必须保持以 IMU 位置为参考。必须精确测量杆臂以避免估计误差。即使是很小的尺寸或角度不准确也会传导到垂荡、纵荡或横荡结果中。纠正 IMU 与船体之间的任何不对中非常重要，可以通过机械方式或软件配置来实现。
一些旧版本在垂荡计算中忽略了杆臂。这限制了风或海流引起的船舶运动期间的精度。当前固件版本考虑了杆臂，改善了动态条件下的垂荡估计。
升沉增强高度
用户经常将垂荡输出与卡尔曼滤波高度进行比较。RTK 高度在有利的 GNSS 条件下提供精确的绝对测量。使用 RTK 高度时无需进行潮汐补偿。但是，RTK 高度可能会在 GNSS 受限的环境中下降。
垂荡算法提供不依赖 GNSS 的精确相对测量。它需要潮汐补偿，但在 GNSS 中断的情况下依然可靠。增强高度模式将垂荡与 RTK 高度合并。这种方法即使在不良的 GNSS 环境中也能确保绝对精度。增强高度需要海洋运动剖面以及精确的 RTK 或 PPP 定位。如果不需要，可以禁用此功能。
延迟升沉
延迟升沉改善了水文测量的精度。该算法使用过去的数据来校正相位误差。它在长周期涌浪条件下提供更好的性能。延迟升沉引入了固定的 150 秒输出延迟。输出消息包含用于一致数据定年的时间戳。我们推荐将此模式用于海床测绘，因为它不需要实时操作。实时升沉仍然可用于初步估计。为了完全运行，该单元必须在测量前后保持激活 150 秒。
后处理垂荡估计
后处理可产生最准确的垂荡估计。Qinertia 等软件使用前向和后向分析重新计算垂荡。合并处理可提高超越实时或延迟方法的精度。这种方法为水文测量作业提供了最高精度。
SBG Systems 提供先进的船舶运动测量解决方案，结合了实时输出、增强滤波、延迟算法和后处理改进。这些功能可确保导航、水文学和海上作业中的可靠性能。
