船舶运动测量对于需要精确导航和测量稳定性的海洋作业至关重要。SBG Systems 使用先进的惯性传感器提供实时船舶运动数据。这些传感器通过对加速度计信号进行双重积分，以 50Hz 的频率计算船舶运动。由于方向误差或传感器偏差，双重积分会产生漂移。高通滤波器通过消除恒定运动分量来稳定输出。自动调谐确保滤波器适应不同的海况条件。此功能支持实时升沉估计中高达 20 秒的涌浪周期。因此，船舶运动测量在作业期间保持准确和稳定。
高通滤波器设计确保升沉、纵荡和横荡在静态条件下恢复为零。参考点始终是船舶的旋转中心。只有符合海洋标准的设备才提供升沉输出。Ellipse 系列设备不提供纵荡和横荡。纵荡和横荡仅在近静态应用（如浮标）中有效。这些值仍然对方向误差敏感。输出严格按照 IMU 测量点报告。
船舶运动参考系
船舶运动输出遵循特定的参考系定义。该坐标系的原点位于输出点的位置。升沉是垂直位移，向下为正。纵荡是纵向位移，船首方向为正。横荡是横向位移，船的右舷方向为正。这种一致的坐标系确保了在多种船舶类型上的可靠解释。
升沉输出在突然的运动变化下表现出阶跃响应。当发生阶跃时，升沉会上升，然后平稳地恢复到零。恢复可能需要几分钟，具体取决于海况历史。尽管环境不同，输出形状仍保持一致。升沉测量不包括潮汐贡献。必须单独应用潮汐补偿才能准确确定高度。
旋转中心和外置升沉的操作
升沉也受到船舶旋转的影响。在旋转中心，旋转升沉完全抵消。远离该点时，横摇和纵倾会引起动态升沉分量。来自风、压载或负载不平衡的半静态效应会进一步影响结果。不同的位置会产生具有不同形状和幅度的升沉信号。
传感器位置强烈影响升沉性能。安装在靠近旋转中心的位置可确保最高的精度。用户可以为声纳系统等设备配置监控点。只有升沉测量可以转移到此监控点。纵荡和横荡必须保持以 IMU 位置为参考。必须精确测量杠杆臂，以避免估计误差。即使是很小的尺寸或角度不准确也会传播到升沉、纵荡或横荡结果中。更正 IMU 和船舶坐标系之间的任何不对中非常重要，可以通过机械方式或通过软件配置进行更正。
一些旧版本忽略了升沉计算中的杠杆臂。这限制了在风或水流引起的船舶运动期间的精度。当前的固件版本考虑了杠杆臂，从而改善了动态条件下的升沉估计。
升沉增强高度
用户经常将升沉输出与卡尔曼滤波的高度进行比较。RTK 高度在有利的 GNSS 条件下提供精确的绝对测量值。使用 RTK 高度时，无需进行潮汐补偿。但是，RTK 高度可能会在 GNSS 受挑战的环境中降低精度。
升沉算法提供精确的相对测量值，而无需依赖 GNSS。它需要潮汐补偿，但在 GNSS 中断的情况下仍然可靠。增强高度模式将升沉与 RTK 高度合并。即使在较差的 GNSS 环境中，此方法也可确保绝对精度。增强高度需要海洋运动剖面和精确的 RTK 或 PPP 定位。如果不需要此功能，可以将其禁用。
延迟升沉
延迟升沉提高了水文测量的精度。该算法使用过去的数据来校正相位误差。它在长周期涌浪条件下提供更好的性能。延迟升沉引入了固定的 150 秒输出延迟。输出消息包括时间戳，以实现一致的数据日期。我们建议将此模式用于海底测绘，因为它不需要实时操作。实时升沉仍然可用于初步估计。为了全面运行，设备必须在测量前后保持活动 150 秒。
后处理升沉估计
后处理产生最准确的升沉估计。Qinertia 等软件使用正向和反向分析重新计算升沉。合并处理提高了精度，超越了实时或延迟方法。这种方法为水文测量作业提供了最高的精度。
SBG Systems 提供先进的船舶运动测量解决方案，结合了实时输出、增强的滤波、延迟算法和后处理改进。这些功能确保了在导航、水文和海上作业中的可靠性能。