Codevintec Days 2018 - Trieste Relazione di Andra Faccioli

2. Agenda
Posizionamento e assetto in superficie
• GPS/GNSS
• IMU/INS
Posizionamento e assetto subacqueo
• USBL
• DVL
• IMU/INS

3. Posizione con varie precisioni, anche molto spinte.
Solo posizione di un punto (nessuna indicazione di assetto)
In superficie: GPS/GNSS

4. Ricevitore doppia antenna
Posizione + Heading + Pitch (o Roll)
In superficie: GPS/GNSS Compass
Smart Antenna: Separazione fissa tra le antenne.
• Pro: facile da installare
• Contro: precisione definita in fase di progettazione
Classico (antenne separate): Consente di definire la
separazione tra le antenne e, quindi, la precisione su
heading.
• Pro: Si può scegliere la precisione a seconda delle
necessità. Versatile.
• Contro: Installazione più complessa

5. Tante sigle diverse che identificano oggetti diversi, ma nel
linguaggio comune, identificano la piattaforma inerziale per
misurare l’assetto di un corpo nello spazio
In superficie: IMU, AHRS, MRU, INS…
IMU – Inertial Measurement Unit
AHRS – Attitude and Heading Reference System
MRU – Motion Reference Unit
INS – Inertial Navigation System

6. TECNOLOGIE
• MEMS – Micro Electro-Mechanical Systems
• FOG – Fiber Optic Gyro
• RLG – Ring Laser Gyro
In superficie: IMU, AHRS, MRU, INS…

7. …senza dimenticare l’ora!

8. I pro e contro delle varie tecnologie per le piattaforme inerziali, trovano la migliore
soluzione con sistemi combinati GNSS+IMU
In superficie: GNSS+IMU
SBG Navisght Applanix POSMV

9. Qualsiasi sistema di radioposizionamento utilizzato a
terra (GPS, Loran, Transit, Syledis, ecc…) è
inutilizzabile in acqua
Il posizionamento subacqueo si basa sul rilevamento di
angoli e distanza di un trasmettitore installato sulla
barca ed un beacon (ricetrasmettitore) installato sul
target da posizionare.
La distanza viene calcolata misurando il tempo
impiegato dal suono a percorrere il tragitto
trasmettitore/beacon e ritorno
Il rilevamento dell’angolo avviene invece
differentemente per i tre sistemi e dà origine alla sigla:
LBL, SBL e USBL
Sott’acqua: Posizionamento acustico

10.  LBL – Long BaseLine.
E’ stata la prima soluzione adottata per posizionare oggetti sott’acqua.
Utilizza una rete di 4 o più trasmettitori posizionati sul fondo su cui il beacon
effettuerà una trilaterazione, come avviene con il GPS.
Fornisce ancora adesso le migliori
prestazioni di precisione e
consente anche un controllo di
qualità in tempo reale, visto che i
trasponder della rete si possono
controllare a vicenda.
Grazie alla sua precisione (anche
superiore al centimetro) la
soluzione LBL si utilizza anche per
monitoraggio deformazioni.
Sott’acqua: Posizionamento acustico LBL

11.  SBL – Short BaseLine.
E’ una soluzione molto simile a
quella con trasponder fissi sul
fondo, ma qui i trasponder vengono
posizionati solidali all’imbarcazione.
In questo caso, più l’imbarcazione è
grande, maggiore è la distanza tra i
trasponder e di conseguenza la
precisione
Sott’acqua: Posizionamento acustico SBL
Si tratta di una tecnologia ormai non più utilizzata grazie alle sempre migliori
prestazioni dei sistemi USBL, tra l’altro più economici e di rapida installazione.

12.  USBL – Ultra Short BaseLine.
E’ il sistema più diffuso perché
economico e facile da installare.
I tre o più trasduttori necessari al
funzionamento degli altri due sistemi
(LBL e SBL) sono annegati in un unico
strumento, a pochi centimetri l’uno
dall’altro.
I trasduttori misurano la differenza di
fase del segnale ricevuto da ognuno di
loro per determinarne l’angolo di
provenienza.
Sott’acqua: Posizionamento acustico USBL

13. Non si tratta di una novità. Chi ricorda?
Sono in grado di raggiungere velocità di 38400 bps e di coprire distanze fino a
10 chilometri
Sott’acqua: Modem Acustici (un inciso…)

14. Sott’acqua: DVL – Doppler Velocity Log
Utilizzano lo stesso principio degli
ADCP – Acoustic Current
Doppler Profiler, i profilatori di
corrente che sfruttano l’effetto
doppler generato dalle particelle
in sospensione per determinare
la velocità della corrente a varie
profondità
Grazie a tre o più trasduttori
inclinati di 20°e posti a
120°l’uno dall’altro è possibile
misurare l’effetto doppler del
fondale nelle varie direzioni
mentre il mezzo si muove.

15. Sott’acqua: DVL – Doppler Velocity Log
Pur non conoscendo la
posizione di partenza, i DVL
sono in grado di misurare il
percorso fatto dal veicolo in
immersione

16. Sott’acqua:
L’importanza delle piattaforma Inerziale
 In assenza di GPS/GNSS, alla
piattaforma inerziale è affidato il
maggior peso per il calcolo
dell’heading.
 La qualità del giroscopio ha quindi
una importanza (e, di solito, un
costo) superiore.
 Importante inoltre che la piattaforma
inerziale operi come INS, fondendo
in una unica soluzione i dati
provenienti dai vari sensori: DVL,
USBL, sensore di pressione,
giroscopi e accelerometri.

17. Riassumendo…
Posizionamento e assetto
in superficie
• GPS/GNSS
• GPS/GNSS Compass
• IMU/INS
Posizionamento e assetto
subacqueo
• USBL, LBL
• DVL
• IMU/INS