モーション補正と位置とは、正確な位置情報を維持するために、通常はセンサーやデバイスを含むシステムが、動きやモーションを調整または補正する能力を指します。この補正により、外部の動きや外乱があっても、信頼性が高く一貫した位置および姿勢データが維持されます。
モーション補正と位置：最適な慣性センサーの選択
海洋学は、気候変動、汚染、生態系などの今日の環境問題において重要な役割を果たしています。海洋学者は、より高いパフォーマンスのために急速に進化するテクノロジーに依存しており、これは課題を理解し解決するために不可欠です。
15年以上にわたり、当社は海洋産業向けの慣性航法システムを製造してきました。慣性航法システムとは何か、またどのように利用されているかについて説明します。さらに、海洋観測機器のモーション補正と正確な位置追跡のためにMRUまたはINS/GNSSを選択する際に重要な主要パラメータを強調します。
正確なモーションおよびナビゲーション計測を支援します
慣性航法システム（INS）| SBG Systems
1 – 堅牢性とデータ再現性を確認する方法
慣性センサーは数か月間海上に留まる可能性のあるプラットフォームに組み込まれているため、センサーの堅牢性は非常に重要です。そのため、SBG SystemsのすべてのMRUおよびINSは、多軸回転テーブルと温度チャンバーを使用した個別のハイエンドキャリブレーション手順の恩恵を受けています。
各センサーは-40℃から85℃までの広範囲なキャリブレーションを受け、詳細なキャリブレーションレポートが付属しています。これは、システムが最適な一定の動作を維持し、最も過酷な環境条件下でも正確なデータを継続的に配信することを保証するため、生産における重要なステップです。
SBGでは、特定の社内認定プロセスにより、経年劣化による性能低下がない、同レベルの性能が保証されます。キャリブレーション後、慣性センサーは厳格なスクリーニングプロセスを受け、仕様を満たさないすべてのセンサーが取り除かれるため、専門家はミッション中に一貫した測定を期待できます。
2 – ヒーブ計測：海洋状態に応じてセンサーを選択
SBGの小型慣性センサーであるEllipseが、波周期に自動的に調整される5cm精度のリアルタイムHeaveを提供するとしても、それは限られた波周期でのみ可能です。波の周波数がより大きいか、より複雑なミッションを可能にするために、より高グレードのSBG製品には、わずかな遅延でリアルタイムで計算された2cmの精度でHeaveを提供する、遅延Heave機能が付属しています。
3 – マルチコンステレーションGNSS受信機と補正
新しいエントリーレベルのGNSS受信機は現在、GPS、Glonass、Beidou、Galileoを使用しており、低カバレッジエリアでの衛星可用性を向上させています。メートルの位置精度が調査に十分でない場合、ハイエンドシステムはPPP補正のおかげで5cmのリアルタイム位置精度を実現します。
このテクノロジーは、より手頃な価格でシンプルなソリューションを提供するために常に進化しています。センチメートルの位置を提供するRTKは、海岸に近い場合でも、依然として最も正確な測位ソリューションです。データがリアルタイムで必要ない場合は、後処理ソフトウェアを使用すると、さらに高い精度が可能です。
4 – 低ダイナミクスまたは極に近い場所でのミッションにおける最適なヘディングソリューションとは？
当社の経験から、ほとんどの海洋観測アプリケーションは、デュアルアンテナINS（つまり、同じGPS/GNSS受信機で2つのアンテナを使用するINS）を持つことの重要性を強調しています。
実際、この種の慣性センサーは、2つのGPS/GNSSアンテナを使用して、静止時または非常に低いダイナミクスのときでも、単一アンテナGPSとは対照的に、有効な位置、速度、および真のヘディング角を提供します。また、磁気擾乱や地球の自転の影響を受けることなく、磁力計とジャイロコンパスを使用した場合でも、あらゆる状況で真のヘディングを提供します。これは、特に現在の調査および極地でのミッションにとって重要な機能です。
SBGでは、Ellipse-D第3世代を発売したばかりです。これは、ハイエンド機能を備えた17グラムのデュアル周波数およびデュアルアンテナGNSS/INSであり、海洋学に最適なソリューションです。
5 - 容易な統合とテクニカルサポート
慣性センサーは、多くの業界ソフトウェアおよびプロトコル（SBGでは90を超える異なるメッセージ）との互換性のおかげで、あらゆる海洋プロジェクトに簡単に統合できます。ROSドライバーは、自律プラットフォームへの簡単な統合のために提供されています。
センサーを選択するときは、データシートだけでなく、統合中および統合後の会社のサポートにも焦点を当ててください。
サポートの応答性と適切さは、プロジェクトの成功の鍵です。慣性センシングとナビゲーションは、多くのパラメータを考慮に入れる分野です。トレーニングを通じていくつかの基礎を学ぶことも、プロジェクト開発の迅速さにおいてゲームチェンジャーになる可能性があります。
Ellipseのような新しい小型センサーが、ほとんどの海洋観測アプリケーションに適合することを見てきました。ハイエンドINS/GNSSは、さまざまなグレードの機器を統合する、設備の整った船舶上のさまざまな機器を補正します。
SBG Systems Navsightソリューション
SBG Systemsは、0.02°から0.007°のロール/ピッチ性能グレードを備えた慣性計測ユニットを特徴とするNavsight Marineソリューションを提供します。
堅牢な処理ユニットであるNavsightは、フュージョンインテリジェンス、測量グレードのGNSS受信機、データロガー、およびさまざまな接続オプションを統合しています。
この高度なソリューションは、海洋学専用の船舶のフリート全体に適しています。たとえば、マルチビーム音響測深機などの機器を補正する必要がありました。
あらゆるタイプのアプリケーションにおいて、慣性センサーを選択することは、プロジェクトを開発するためのパートナーを選択することに似ています。これらのアドバイスが、将来の統合を成功に導くのに役立つことを願っています。
完全な記事は、Marine Technology Reporter、2月号に掲載されました。「モーション補正と位置：慣性センサーを選択する際に確認する役割と重要な機能」