船舶動揺計測は、精密なナビゲーションと安定した測量を必要とする海洋作業に不可欠です。SBG Systemsは、高度な慣性センサーを使用してリアルタイムの船舶動揺データを提供します。これらのセンサーは、加速度計信号を二重積分することにより、50Hzで船舶の動揺を計算します。二重積分は、方位誤差またはセンサーバイアスによりドリフトを発生させます。ハイパスフィルターは、一定の動揺成分を除去することにより、出力を安定させます。自動調整により、フィルターはさまざまな海象条件に適応します。この機能は、リアルタイムのヒーブ推定において最大20秒のうねり周期をサポートします。その結果、船舶動揺計測は、作業中に正確かつ安定した状態を維持します。
ハイパスフィルターの設計により、静止状態ではヒーブ、サージ、スウェイがゼロに戻ります。基準は常に船舶の回転中心です。海洋仕様のユニットのみがヒーブ出力に対応しています。サージとスウェイは、Ellipseシリーズのユニットでは利用できません。サージとスウェイは、ブイなどの準静的アプリケーションでのみ有効です。これらの値は、方位誤差の影響を受けやすい状態です。出力は、IMUの計測ポイントで厳密に報告されます。
船舶動揺基準座標系
船舶動揺出力は、特定の基準座標系の定義に従います。座標系の原点は、出力ポイントの位置にあります。ヒーブは垂直方向の変位で、下向きが正です。サージは縦方向の変位で、船首方向が正です。スウェイは横方向の変位で、右舷方向が正です。この一貫した座標系により、複数の船舶タイプにわたって信頼性の高い解釈が保証されます。
ヒーブ出力は、急激な動揺変化に対してステップ応答を示します。ステップが発生すると、ヒーブは上昇し、その後スムーズにゼロに戻ります。回復には、海象履歴に応じて数分かかる場合があります。出力形状は、環境の違いに関わらず一貫しています。ヒーブ計測には、潮汐の寄与は含まれていません。正確な高度を決定するには、別途潮汐補正を適用する必要があります。
回転中心とデポテッドヒーブの動作
ヒーブは、船舶の回転の影響も受けます。回転中心では、回転によるヒーブは完全に打ち消されます。この点から離れると、ロールとピッチが動的なヒーブ成分を誘発します。風、バラスト、または荷重の不均衡による準静的な影響が、結果にさらに影響を与えます。場所が異なると、形状と振幅が異なるヒーブ信号が生成されます。
センサーの配置は、ヒーブの性能に大きく影響します。回転中心の近くに取り付けると、精度が最大になります。ユーザーは、ソナーシステムなどの機器の監視ポイントを設定できます。ヒーブ計測のみをこの監視ポイントにデポートできます。サージとスウェイは、IMUの位置を基準とする必要があります。レバーアームは、推定誤差を避けるために正確に計測する必要があります。わずかな寸法または角度のずれでも、ヒーブ、サージ、またはスウェイの結果に伝播します。IMUと船舶のフレーム間のずれは、機械的に、またはソフトウェア構成によって修正することが重要です。
一部の古いバージョンでは、ヒーブ計算でレバーアームが無視されていました。これにより、風や海流によって誘発される船舶の動揺中の精度が制限されていました。現在のファームウェアバージョンでは、レバーアームが考慮され、動的な条件下でのヒーブ推定が改善されています。
ヒーブ強化高度
ユーザーは、ヒーブ出力をカルマンフィルター処理された高度と比較することがよくあります。RTK高度は、良好なGNSS条件下で正確な絶対計測を提供します。RTK高度を使用する場合、潮汐補正は不要です。ただし、RTK高度は、GNSSが困難な環境下では精度が低下する可能性があります。
ヒーブアルゴリズムは、GNSSに依存せずに正確な相対計測を提供します。潮汐補正が必要ですが、GNSSの停止時でも信頼性を維持します。強化高度モードは、ヒーブとRTK高度を結合します。このアプローチにより、GNSS環境が悪い場合でも絶対精度が保証されます。強化高度には、海洋動揺プロファイルと正確なRTKまたはPPP測位が必要です。この機能は、必要ない場合は無効にできます。
遅延ヒーブ
遅延ヒーブは、水路測量の精度を向上させます。このアルゴリズムは、過去のデータを使用して位相誤差を修正します。長周期のうねり条件下で、より優れた性能を発揮します。遅延ヒーブは、固定の150秒の出力遅延を導入します。出力メッセージには、一貫したデータ日付のためのタイムスタンプが含まれています。海底マッピングにはこのモードをお勧めします。リアルタイム動作は不要なためです。リアルタイムのヒーブは、予備的な推定に使用できます。完全な動作のためには、ユニットは測量の前後150秒間アクティブな状態を維持する必要があります。
後処理ヒーブ推定
後処理は、最も正確なヒーブ推定を生成します。Qinertiaなどのソフトウェアは、順方向および逆方向の分析を使用してヒーブを再計算します。マージされた処理は、リアルタイムまたは遅延方式を超える精度を向上させます。このアプローチは、水路測量作業に最高の精度をもたらします。
SBG Systemsは、リアルタイム出力、強化されたフィルタリング、遅延アルゴリズム、および後処理の改善を組み合わせた高度な船舶動揺計測ソリューションを提供します。これらの機能は、ナビゲーション、水路測量、およびオフショア作業における信頼性の高い性能を保証します。