海洋定位解決方案

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型號: Trimble07-1

海洋定位解決方案

Trimble海洋解決方案代表Trimble的定位技術和海洋產業多年的經驗,並展現我們的承諾給在海上建造工程項目和應用的專業人員。 定位系統的硬體和軟體提供了你需要的準確性和可靠性,其優異的性能和我們無與倫比的技術支持,一切高枕無憂。

Trimlbe SPS海洋系統滿足海上建造工程和水文測量應用,範圍廣泛,包括:
  • 海上建築的精確定位
  • 挖泥船定位作業
  • 海上鑽井定位和起拋錨作業
  • 航道維護、挖泥作業、環境勘測和河床沖蝕等水文勘測

水文勘測和海底測深 – 是海洋中經常遇到的任務。這些工作幾乎進行了所有類型的海洋測量和地球物理調查,如收集有關水和土壤的物理和化學特性數據、波浪高度、海流,定位水底搜尋目標、環境工程和監測、海床...等。而進行水文調查的聲納設備,需要結合高精度定位系統GNSS設備來完成。

水文勘測

而目前航向控制,所使用的電羅經,其優點包括不怕陀螺磁和電磁場(與磁羅盤比較),且穩定(仰俯幾乎對測量結果沒有影響),並能夠在船上任何房間安裝羅盤中繼器。高精度電羅經精度從 0.2 °至0.05 °,精度取決於該船隻的速度和外部因素影響而有所不同。高費用和複雜性的陀螺,需要連續電力(在斷電情況下,電羅經的方向恢復可能需要幾個小時),限制了其應用。

近來,越來越多的船隻“信任”衛星導航系統 GPS和GNSS定位。這些系統使我們能夠確定當前船隻位置,方向和速度。可確定船隻的坐標精度達到幾公分,而且方向可高達 0.05 °準確度。

目前,用戶有多種差分信號源可以選擇,包括免費或須付費的差分全球定位系統,如SBAS,Beacon,OmniSTAR,C - NAV,Starfix等全球導航衛星系統, 這些服務的主要缺點是有限制其接收區域與設備需有能接收該信號的功能。

我們提供Trimble的硬體與軟體解決這些船隻定位問題,透過GNSS接收儀與水文測量軟體解決錨與船隻座標位置的定位。該系統的所有者可以建立自己的即時差分系統(DGPS或RTK),在覆蓋區域內執行工作,不需要額外一套設備。

水文測量軟體

為了滿足高精度導航的挑戰,Trimble SPS系列,它提供船隻的位置坐標,以及傾斜和旋轉(在雙天線解決方案的情況下)。這可以大大減少額外的設備成本,加快船舶動員。可靠、安全、靈活的模組化設計允許數據接收到不同類型的船隻,使用各種外部天線。接收儀主機可以安裝在一個安全的地方(例如,中控室),只有天線安裝在戶外,保護重要元件。多路徑抑制技術顯著消除了從船舶或港口設施反射的全球導航衛星系統信號的,提升定位精度。 Trimble也持續不斷開發Trimble HYDROpro軟體,這使得用戶可以將來自不同類型的傳感器數據結合:全球導航衛星系統接收儀,測深儀,電羅經,傳感器,水泵,水下聲納系統和其他設備,以解決不同程度的水文與大地測量問題:監督的船隻位置、水下物體的檢查、航海等。當HYDROpro與SPS GNSS接收儀、各種外部傳感器結合可以解決大部分的導航和水文問題。

如今,隨著DGPS/RTK定位系統的出現,它可以提供cm級的實時定位。在過去的幾年裡,DGPS / RTK系統,使用在海上建造業,取代以前傳統測量技術,使工作變得更快。

隨著得到實時cm級精度DGPS/RTK系統有別於傳統方法的優勢:
•可全天候24小時運作 •一人攜帶設備即可進行操作 •基站和移動站不需要通視 •測量結果實時顯示。

DGPS/RTK現在是行業標準,在各種海洋建設項目、地面中應用。在海洋DGPS/RTK用於下列情況:•如沉箱,橋樑和水下隧道的等大型結構位置 •疏浚及打樁 •電纜和嵌入式管道定位 •潮汐研究。

GPS設備有3種精度模式:

單點定位

單獨一個觀測站接收信號,進行定位,只能消除接收儀時鐘誤差。規定的精度將取決於許多因素,範圍從2-5公尺或者更大。

GPS設備
DGPS

差分全球定位系統,提供公尺級的精度運用在判斷準確性位置移動應用。差分全球定位系統的工作原理是消除衛星的時間誤差。這種方法最少需要兩個接收儀。在單GPS信號不準確時,如衛星時鐘、星歷,特別是從穿過地球大氣層的軌道不同的信號源,這些錯誤都是可變的變數,很難預測什麼是需要改正的。為了消除這樣的狀況-因此需要第二個“基站”接收儀(見圖1)使用。該基站安裝於已知點的位置上,修正誤差量後將信號送到移動接收器,或通過對地靜止衛星,廣播大面積的修改網絡。基準站接收儀計算其位置的基於衛星數據,然後與已知坐標比較的結果,得到GPS信號誤差。衛星的錯誤是不斷變化的,所以你必須使用兩個接收器同時運行。基準站接收儀連續監測誤差,然後將數據,傳送到移動站接收儀,使移動站可以改正測量結果。

DGPS
實時動態(RTK)定位

此方法類似於差分全球定位系統,但精度更佳準確。DGPS / RTK接收儀從GPS(WGS - 84)的數據基礎上,計算出經緯度和海拔高度的精確三維坐標。有些接收機也有機會直接獲得區域投影坐標和當地海拔高。重要的是,這些坐標在水平向精確到2-3cm,在垂直方向為3-4cm。接收器也能夠確定在每秒20次多餘的觀測位置,對某些類型的研究和定位有幫助。

實時動態(RTK)定位
RTK操作限制

最主要限制是失去衛星信號,例如:電源故障或在橋下的航行,信號消失後,需要花一些時間來恢復信號。另外就是與基站最大距離的限制。長距離時,衛星信號穿過不同的電離層,可能會影響初始化的可靠性。若要初始化,RTK 需要 5 個或更多的衛星。

無線電需求

RTK基站傳輸比DGPS基站改正更頻繁(每秒一次以上)。Beacon導航(例如,在英國的GLA),傳輸DGPS改正,但並不適用RTK。一個典型的無線電RTK至少需要有一個 4800波特或更高的速度的UHF,VHF無線電,或在寬帶頻譜。線狀電台運作最好中間沒有阻隔與干擾,如果有阻隔,你可以使用無線中繼器。

DGPS/RTK測量技術對照表

DGPS RTK
初始化至少3顆衛星初始化最少5顆衛星
瞬時初始化初始化時間小於一分鐘
精度小於1米精度2-3cm
可使用Beacon導航需要有自己的基站
測量範圍可數百英哩基線不超過10-20公里

Trimble提供完整的解決方案,以及提供個人所需的傳感器。有許多優點是使用一個完整的解決方案,最重要的單一供應商的單一供應商取得所有權的完整體系和單一的支持管道,結果的優勢。 有人認為,我們提供完整的定位系統的例子是:

  • 起重機定位系統
  • 海事打樁系統(直或斜樁)
  • 陀螺儀定向系統
  • 海洋挖掘機系統
  • 拖船定位系統
  • Rig移動定位系統
  • 船舶跟蹤和監控系統
  • 疏浚系統
  • 單音束測深儀系統

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