Le misurazioni del movimento della nave sono essenziali per le operazioni marine che richiedono una navigazione precisa e la stabilità dei rilievi. SBG Systems fornisce dati sul movimento della nave in tempo reale utilizzando sensori inerziali avanzati. Questi sensori calcolano il movimento della nave a 50 Hz mediante una doppia integrazione dei segnali degli accelerometri. La doppia integrazione produce una deriva dovuta a errori di orientamento o alla distorsione del sensore. Un filtro passa-alto stabilizza l'uscita eliminando le componenti di moto costante. La sintonizzazione automatica garantisce l'adattamento del filtro alle diverse condizioni del mare. Questa funzione supporta periodi di mareggiata fino a 20 secondi nella stima dell'onda in tempo reale. Di conseguenza, le misure del moto della nave rimangono accurate e stabili durante le operazioni.
Il design del filtro passa-alto assicura che l'onda, l'ondeggiamento e l'oscillazione tornino a zero in condizioni statiche. Il riferimento è sempre il centro di rotazione della nave. Solo le unità qualificate per uso marittimo forniscono l'uscita dell'ondulazione. Le ondulazioni non sono disponibili sulle unità della serie Ellipse . L'onda e l'oscillazione sono valide solo in applicazioni quasi statiche, come le boe. Questi valori rimangono sensibili agli errori di orientamento. Le uscite sono riferite esclusivamente al punto di misura IMU .
Quadro di riferimento del moto della nave
Le uscite del movimento della nave seguono una definizione specifica di quadro di riferimento. L'origine del quadro si trova nella posizione del punto di uscita. L'ondeggiamento è lo spostamento verticale, positivo verso il basso. Surge è lo spostamento longitudinale, positivo verso la prua della nave. L'ondeggiamento è lo spostamento trasversale, positivo verso la dritta dell'imbarcazione. Questa struttura coerente garantisce un'interpretazione affidabile per diversi tipi di imbarcazione.
L'uscita dell'onda presenta una risposta a gradini in caso di cambiamenti improvvisi del movimento. Quando si verifica un'oscillazione, l'onda aumenta e poi ritorna dolcemente a zero. Il recupero può richiedere diversi minuti a seconda della storia dello stato del mare. La forma dell'uscita rimane coerente nonostante le differenze ambientali. Le misurazioni dell'onda non includono il contributo delle maree. La compensazione delle maree deve essere applicata separatamente per una determinazione accurata dell'altitudine.
Il centro di rotazione e il funzionamento della deportata
L'ondeggiamento è influenzato anche dalla rotazione della nave. Al centro di rotazione, l'ondulazione rotazionale si annulla completamente. A distanza da questo punto, il rollio e il beccheggio inducono componenti di ondeggiamento dinamico. Gli effetti semistatici dovuti al vento, alla zavorra o allo squilibrio del carico influenzano ulteriormente i risultati. Luoghi diversi producono segnali di ondulazione con forme e ampiezze diverse.
Il posizionamento del sensore influisce fortemente sulle prestazioni di ondulazione. Il montaggio vicino al centro di rotazione garantisce la massima precisione. Gli utenti possono configurare un punto di monitoraggio per apparecchiature come i sistemi sonar. A questo punto di monitoraggio possono essere trasferite solo le misure di onda. Le ondulazioni e le oscillazioni devono rimanere riferite alla posizione dell'IMU . I bracci di leva devono essere misurati con precisione per evitare errori di stima. Anche piccole imprecisioni dimensionali o angolari si propagano nei risultati dell'ondeggiamento, della spinta o dell'oscillazione. È importante correggere qualsiasi disallineamento tra l'IMU e il telaio dell'imbarcazione, sia meccanicamente sia attraverso la configurazione del software.
Alcune versioni precedenti ignoravano i bracci di leva nel calcolo dell'onda. Ciò limitava la precisione durante i movimenti dell'imbarcazione indotti dal vento o dalla corrente. Le versioni attuali del firmware tengono conto dei bracci di leva, migliorando la stima dell'onda in condizioni dinamiche.
Ondeggiamento Altitudine migliorata
Gli utenti spesso confrontano il risultato dell'ondulazione con l'altitudine filtrata da Kalman. L'altitudine RTK fornisce misure assolute precise in condizioni GNSS favorevoli. La compensazione delle maree non è necessaria quando si utilizza l'altitudine RTK. Tuttavia, l'altitudine RTK può degradarsi in ambienti GNSS.
L'algoritmo di heave fornisce misure relative precise senza dipendere dal GNSS . Richiede la compensazione delle maree, ma rimane affidabile in caso di interruzioni GNSS . La modalità Enhanced Altitude fonde l'ondulazione con l'altitudine RTK. Questo approccio garantisce un'accuratezza assoluta anche in ambienti con GNSS scadenti. La modalità Enhanced Altitude richiede profili di movimento marino e un preciso posizionamento RTK o PPP. Questa funzione può essere disattivata se non è necessaria.
Ondulazione ritardata
Il Delayed Heave migliora l'accuratezza dei rilievi idrografici. L'algoritmo utilizza i dati passati per correggere gli errori di fase. Offre prestazioni migliori in condizioni di mareggiata di lungo periodo. Il Delayed Heave introduce un ritardo di uscita fisso di 150 secondi. I messaggi di uscita includono i timestamp per una datazione coerente dei dati. Si consiglia questa modalità per la mappatura dei fondali marini, in quanto non richiede un funzionamento in tempo reale. L'ondulazione in tempo reale rimane disponibile per stime preliminari. Per un funzionamento completo, l'unità deve rimanere attiva 150 secondi prima e dopo le rilevazioni.
Stima dell'ondulazione in post-elaborazione
La post-elaborazione produce la stima più accurata dell'ondulazione. Un software come Qinertia ricalcola l'ondulazione utilizzando l'analisi in avanti e all'indietro. L'elaborazione combinata migliora la precisione rispetto ai metodi in tempo reale o ritardati. Questo approccio offre la massima precisione per le operazioni di rilievo idrografico.
SBG Systems offre soluzioni avanzate per la misurazione del moto delle navi che combinano uscite in tempo reale, filtraggio avanzato, algoritmi ritardati e miglioramenti nella post-elaborazione. Queste caratteristiche garantiscono prestazioni affidabili nella navigazione, nell'idrografia e nelle operazioni offshore.