Las mediciones del movimiento del buque son esenciales para las operaciones marítimas que requieren una navegación precisa y una estabilidad de levantamiento topográfico. SBG Systems proporciona datos del movimiento del buque en tiempo real utilizando sensores inerciales avanzados. Estos sensores calculan el movimiento del buque a 50 Hz mediante la doble integración de las señales del acelerómetro. La doble integración produce una deriva debida a errores de orientación o a la desviación del sensor. Un filtro de paso alto estabiliza la salida eliminando los componentes de movimiento constante. El ajuste automático garantiza que el filtro se adapte a las diferentes condiciones del estado del mar. Esta función admite períodos de oleaje de hasta 20 segundos en la estimación del "heave" en tiempo real. Como resultado, las mediciones del movimiento del buque siguen siendo precisas y estables durante las operaciones.
El diseño del filtro de paso alto garantiza que el "heave", el "surge" y el "sway" vuelvan a cero en condiciones estáticas. La referencia es siempre el centro de rotación del buque. Sólo las unidades cualificadas para uso marítimo proporcionan salida de "heave". El "Surge" y el "sway" no están disponibles en las unidades de la gama Ellipse. El "Surge" y el "sway" sólo son válidos en aplicaciones casi estáticas, como las boyas. Estos valores siguen siendo sensibles a los errores de orientación. Las salidas se notifican estrictamente en el punto de medición de la IMU.
Sistema de referencia del movimiento del buque
Las salidas del movimiento del buque siguen una definición específica del sistema de referencia. El origen del sistema se encuentra en la posición del punto de salida. El "Heave" es el desplazamiento vertical, positivo hacia abajo. El "Surge" es el desplazamiento longitudinal, positivo hacia la proa del buque. El "Sway" es el desplazamiento transversal, positivo hacia estribor del buque. Este sistema coherente garantiza una interpretación fiable en múltiples tipos de buques.
La salida de "heave" muestra una respuesta escalonada ante cambios bruscos de movimiento. Cuando se produce un escalón, el "heave" aumenta y luego vuelve suavemente a cero. La recuperación puede requerir varios minutos dependiendo del historial del estado del mar. La forma de la salida sigue siendo coherente a pesar de las diferencias ambientales. Las mediciones de "heave" no incluyen las contribuciones de las mareas. La compensación de las mareas debe aplicarse por separado para una determinación precisa de la altitud.
El centro de rotación y el funcionamiento del "heave" deportado
El "Heave" también se ve afectado por la rotación del buque. En el centro de rotación, el "heave" rotacional se anula por completo. Lejos de este punto, el balanceo y el cabeceo inducen componentes dinámicos de "heave". Los efectos semiestáticos del viento, el lastre o el desequilibrio de la carga influyen aún más en los resultados. Las diferentes ubicaciones producen señales de "heave" con diferentes formas y amplitudes.
La colocación del sensor afecta en gran medida al rendimiento del "heave". El montaje cerca del centro de rotación garantiza la máxima precisión. Los usuarios pueden configurar un punto de monitorización para equipos como los sistemas de sonar. Sólo las mediciones de "heave" pueden ser deportadas a este punto de monitorización. El "Surge" y el "sway" deben permanecer referenciados en la ubicación de la IMU. Los brazos de palanca deben medirse con precisión para evitar errores de estimación. Incluso las pequeñas imprecisiones dimensionales o angulares se propagan al "heave", al surge o a los resultados del "sway". Es importante corregir cualquier desalineación entre la IMU y el sistema de referencia del buque, ya sea mecánicamente o mediante la configuración del software.
Algunas versiones antiguas ignoraban los brazos de palanca en el cálculo del "heave". Esto limitaba la precisión durante los movimientos del buque inducidos por el viento o la corriente. Las versiones actuales del firmware tienen en cuenta los brazos de palanca, lo que mejora la estimación del "heave" en condiciones dinámicas.
Altitud Mejorada con "Heave"
Los usuarios suelen comparar la salida de "heave" con la altitud filtrada por Kalman. La altitud RTK proporciona mediciones absolutas precisas en condiciones GNSS favorables. La compensación de las mareas es innecesaria cuando se utiliza la altitud RTK. Sin embargo, la altitud RTK puede degradarse en entornos GNSS difíciles.
El algoritmo de "heave" proporciona mediciones relativas precisas sin dependencia del GNSS. Requiere compensación de mareas, pero sigue siendo fiable en caso de interrupciones del GNSS. El modo de Altitud Mejorada fusiona el "heave" con la altitud RTK. Este enfoque garantiza una precisión absoluta incluso en entornos GNSS deficientes. La Altitud Mejorada requiere perfiles de movimiento marino y un posicionamiento RTK o PPP preciso. Esta función puede desactivarse si no es necesaria.
"Heave" Retardado
El "Heave" Retardado mejora la precisión de los levantamientos hidrográficos. El algoritmo utiliza datos pasados para corregir los errores de fase. Proporciona un mejor rendimiento en condiciones de oleaje de largo período. El "Heave" Retardado introduce un retardo de salida fijo de 150 segundos. Los mensajes de salida incluyen marcas de tiempo para una datación coherente de los datos. Recomendamos este modo para el mapeo del lecho marino, ya que no requiere operación en tiempo real. El "heave" en tiempo real sigue estando disponible para las estimaciones preliminares. Para su pleno funcionamiento, la unidad debe permanecer activa 150 segundos antes y después de los levantamientos.
Estimación del "heave" en el post-procesamiento
El post-procesamiento produce la estimación de "heave" más precisa. El software como Qinertia recalcula el "heave" utilizando el análisis hacia adelante y hacia atrás. El procesamiento fusionado mejora la precisión más allá de los métodos en tiempo real o retardados. Este enfoque ofrece la máxima precisión para las operaciones de levantamiento hidrográfico.
SBG Systems proporciona soluciones avanzadas de medición del movimiento del buque que combinan salidas en tiempo real, filtrado mejorado, algoritmos retardados y mejoras en el post-procesamiento. Estas características garantizan un rendimiento fiable en la navegación, la hidrografía y las operaciones en alta mar.