各种测量,更广泛地说,海洋学和水文学,都需要惯性传感器。这些解决方案包括从 MRU 到高端INS,选择时不能掉以轻心。根据应用类型和需求选择合适的传感器至关重要。因此,如何选择最佳的惯性解决方案?
这就是我们在德国汉堡港的 3 个区域使用多波束回声测深仪进行为期 3 天的勘测,测试我们不同产品系列的原因:
能够证明我们的解决方案在不同环境和不同精度水平下的性能,是我们能够根据应用和条件推荐使用哪种INS 的关键所在。
让我们一起了解更多有关如何选择最佳惯性解决方案的INS 。
小型海洋集成和极浅水域测量
水文测量不仅涉及大型船只的测量,还包括AUV、USV 甚至浮标。考虑到此类应用的规模,微型、坚固耐用的惯性传感器是理想之选。SBG-Systems 针对您的需求开发了最具创新性的解决方案:如何选择最佳的惯性解决方案?
SBGSBG Systems的微型Ellipse 产品系列包括从 AHRS 到双天线 RTKINS /INS,均采用小型 IP68 外壳。
在海洋应用中,坚固性至关重要,所有SBG Systems的 MRU 和INS 均可从 -40 至 85°C 的单独高端校准程序中获益。
我们严格筛选惯性传感器,确保只有符合规格的传感器才能为专业人员的任务提供一致的测量结果。
除了用于导航或测量的浮标、小型USV 和AUV 解决方案外,这些惯性传感器还可以补偿和稳定单波束或侧扫回声航向精度 仪。
However, they can only offer optimal performance in open-sky surveys in very shallow waters (< 10 meters) in near-shore areas with low motion, offering a cost-effective package for these types of surveys. Indeed, the Ellipse’s RTK Heave directly provides a precise altitude, which is well-suited for near-shore surveying.
开阔天空和浅层测量
虽然不建议使用 Ellipse 进行高精度 MBES勘测,但 Ekinox 或NavsightEkinox 是最合适的解决方案,可为沿海地区的开阔天空和浅水勘测提供极具吸引力的实时软件包。
Ekinox 惯性导航系统有一体化工业级传感器(从 MRU 到高端 RTKINS),也可作为海事解决方案的一部分。
两者都具有相同的性能和精度:0.02° 滚转/俯仰(RTK)、0.05° GNSS航向精度和厘米级位置。
作为一体化紧凑型传感器,它们可集成到对空间有严格要求的设备中,如用于水文测量的USV 。
Navsight Marine 解决方案旨在减轻水文测量人员的任务,可作为运动参考单元 (MRU) 提供滚动、俯仰和倾斜,或作为嵌入三频 GNSS 接收器或使用外部 GNSS 接收器的完整导航解决方案。
EkinoxIMU 与处理单元相连。这种非常实用的设置可使IMU 靠近回声测深仪,而处理装置则在机舱内并与操作员的计算机相连。
针对各类全球导航卫星系统故障的惯性解决方案
这对所有水文测量都是一个挑战,突出了惯性导航系统与全球导航卫星系统结合的必要性,后者可融合惯性和全球导航卫星系统数据,以获得连续的高精度轨迹。
桥下的测量结果表明,惯性传感器可通过增强的 RTK、姿态、航向精度和海浪数据保持精度。
SBG SystemsSBGSBG Systems公司的 Qinertia 软件可通过后处理勘测数据解决 GNSS 中断问题,并通过先进的 PPK 技术确保结果的准确性。
河道中强烈的 GNSS 多径效应导致频繁的小规模中断,比 GNSS 长期中断更具挑战性。多径效应破坏了 GNSS航向精度 和位置计算,增加了误差,使松散耦合的惯性解决方案在这种条件下变得不可靠。
与 PPK 后期处理软件的互补性
这种环境要求高端INS 提供稳定的滚动/俯仰数据,并进行紧密耦合的后处理以过滤多路径效应。
PPK 计算提高了航向精度 和运动航向精度 ,紧密耦合显著改善了位置。
Navsight Apogee 解决方案性能卓越(0.008° Roll/Pitch、0.015° GNSS航向精度和厘米级定位),与 Qinertia PPK 软件一起提供了在这种条件下的最佳组合。它还能在深水甚至近海进行高精度勘测。
Ekinox 和 Apogee 运动和导航解决方案基于微机电系统,而 Navsight Horizon 则集成了闭环 FOGIMU ,可在高密度区域或低动态勘测等最苛刻的环境中实现稳定可靠的性能。
我们对该系统的数据进行了后处理,以便在汉堡进行测量测试,确保其作为参考系统的最高性能。
此外,SBG Systems 传感器与所有接受 ASCII、NMEA 和 TSS 协议的水文软件兼容。其他软件也开发了适合 SBG 二进制协议的驱动程序,从而促进了传感器的集成。
如何选择最佳惯性解决方案?
实时还是后处理?
在极具挑战性的 GNSS 环境中,后处理软件可确保最佳性能,这与依靠实时数据获得精确度的开放天空勘测不同。
向前和向后计算以及尖端的 PPK 算法有助于实现最高水平的精确度。在这种条件下,紧密耦合对抵御多路径效应至关重要。
Qinertia 简化了水文测量人员的后处理工作,提供了一个直观的工具,旨在减轻测量人员的任务并有效简化工作流程。
这款功能齐全的 GNSS(仅INS)和INS 后处理软件高效、快速、直观,可访问来自 164 个国家 8,000 多个基站的离线 RTK 修正。它支持第三方 IMU 和所有 GNSS 接收机,包括 VBS(虚拟基站)功能和 PPP 计算。
这种经济高效的解决方案即使在恶劣条件下也能进行勘测,并允许事后安装参数校正,以节省时间!
Marine Technology Reporter》八月版刊登了这篇文章的全文。