Les unités de référence de mouvement (MRU) sont des instruments de précision conçus pour mesurer et compenser les mouvements des navires dans des environnements océaniques dynamiques. Ces capteurs de haute précision jouent un rôle essentiel dans des applications telles que les levés hydrographiques, la surveillance des vagues, le positionnement dynamique et les opérations offshore.
Cette catégorie présente les fabricants et fournisseurs d'unités de référence de mouvement (MRU) marines qui répondent aux exigences rigoureuses des sciences et de l'ingénierie marines.
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Systèmes avancés de positionnement, de navigation et de suivi des mouvements pour les navires et les plates-formes maritimes et marines
Modules de détection inertielle compacts haute performance pour applications maritimes et sous-marines
Systèmes de détection inertielle de qualité marine pour les industries offshore et sous-marines
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Une unité de référence de mouvement (MRU) utilise une unité de mesure inertielle (IMU), composée d’accéléromètres et de gyroscopes, pour suivre les mouvements d’un navire ou d’une plate-forme maritime. Elle traite les mesures d’accélération et de vitesse angulaire pour estimer le roulis, le tangage et le soulevé, tandis que les systèmes dotés d’un équipement adapté peuvent également fournir des données de cap et d’autres paramètres de mouvement grâce à des capteurs supplémentaires ou à des dispositifs d’aide externes.
Les MRU marines fournissent des données de mouvement pour les levés hydrographiques, les mesures scientifiques, la stabilisation de la charge utile et les opérations des navires, y compris la correction des données sonar tenant compte du mouvement du navire lors de la cartographie des fonds marins. La précision de ces corrections dépend des performances de l’unité MRU ainsi que de la précision avec laquelle elle est alignée et synchronisée avec les autres composants du système de levé.
Une unité de référence de mouvement suit la manière dont un navire réagit aux vagues et aux manœuvres. Le roulis et le tangage décrivent l’évolution de son orientation, tandis que le soulèvement décrit le mouvement vertical. Ces mesures aident les opérateurs à évaluer les mouvements de la plate-forme lors des levés, des recherches et des opérations en mer.
Unité de référence de mouvement MRU-PD d’Inertial Labs
Les mouvements du navire modifient l’orientation et la position d’un sonar ou de tout autre capteur de levé installé pendant l’acquisition des données. Les données de la MRU permettent au système de levé de tenir compte de ces mouvements lors du calcul de la localisation de chaque mesure. Une correction précise nécessite également un positionnement fiable, la mesure des décalages entre les capteurs et des horodatages synchronisés.
Une MRU peut fournir des mesures de mouvement à un contrôleur de stabilisation destiné à une caméra, une antenne ou tout autre instrument. Le contrôleur utilise ces mesures pour commander un support mobile ou un autre mécanisme de correction. La MRU fournit la référence de mouvement ; le matériel de stabilisation effectue l’ajustement physique.
Les systèmes de contrôle des navires peuvent utiliser les mesures de la MRU pour tenir compte des mouvements de la plate-forme. Dans une installation de positionnement dynamique (DP), les données de roulis et de tangage peuvent aider à corriger les mouvements d’une antenne de positionnement montée à distance du point de référence du navire. Les mesures utilisées dépendent de la conception du système DP, de ses interfaces et de ses fréquences de mise à jour.
L’enregistrement des données MRU parallèlement aux données sonar, d’imagerie et de navigation permet de corriger ou de vérifier les mesures après une mission. Chaque observation doit être mise en correspondance avec le mouvement de la plate-forme au moment où elle a été acquise. Des horodatages précis sont donc essentiels, en particulier lors de l’application de corrections différées du soulèvement aux données de levé.
Les données de sortie disponibles sur une unité de référence de mouvement marine dépendent de ses capteurs et de son traitement. Elles peuvent inclure :
Dans le cadre d’un levé multifaisceaux, les performances en matière de roulis, de tangage et de soulevé sont particulièrement importantes, car les erreurs dans ces mesures affectent la correction appliquée aux données sonar.
Les configurations des MRU diffèrent en termes de technologie des capteurs, d’aide externe et d’exigences d’installation. Parmi les configurations courantes, on trouve :
Ces configurations peuvent être combinées au sein d’un même appareil. Une MRU compacte basée sur la technologie MEMS, par exemple, peut également bénéficier d’une assistance GNSS lorsqu’elle est installée sur un navire de surface.
Les navires de recherche et d’étude utilisent des MRU pour fournir des données de mouvement aux sonars et aux systèmes d’acquisition scientifique. Une installation hydrographique combine généralement des mesures de mouvement avec un positionnement et des décalages de capteurs soigneusement mesurés. Il est indispensable de fixer solidement la MRU et de l’aligner sur le référentiel du navire pour garantir une correction précise des données.
MRU maritime M2300 pour la détection inertielle basée sur la technologie MEMS, par Mirco Magic
Sur un navire de surface sans équipage ou autonome (ASV), une MRU peut faciliter l’acquisition de données topographiques et fournir des mesures de mouvement à d’autres systèmes embarqués. Son installation doit s’adapter à l’espace disponible et au budget énergétique du navire. L’enregistrement synchronisé des données de la MRU et de la charge utile permet également aux opérateurs d’évaluer la qualité des mesures après une mission.
Les plateformes autonomes peuvent exploiter les données de la MRU tout en effectuant des mesures sans supervision continue de la part d’un opérateur. Des horodatages cohérents permettent aux logiciels embarqués et aux outils de traitement ultérieurs de corréler les observations des capteurs avec les mouvements de la plateforme. Lorsque la MRU fournit des informations d’état ou de qualité, celles-ci peuvent aider à identifier les périodes durant lesquelles ses mesures doivent faire l’objet d’un examen plus approfondi.
Les bouées et les observatoires flottants peuvent enregistrer les mouvements afin de caractériser le comportement de la plate-forme ou d’interpréter les mesures scientifiques effectuées à partir d’une structure en mouvement. Leurs exigences peuvent différer de celles d’un navire de levé : une durée de fonctionnement prolongée et la consommation d’énergie peuvent primer sur la rapidité de sortie des données. La position de montage de la MRU influe également sur la manière dont ses mesures s’articulent avec celles des instruments situés ailleurs sur la plate-forme.
Une MRU sous-marine peut mesurer le mouvement d’un véhicule sous-marin ou d’un ensemble d’instruments lorsque son boîtier est homologué pour la profondeur de déploiement. Les signaux GNSS n’étant pas disponibles en immersion, le fonctionnement sous-marin repose sur des capteurs inertiels embarqués et sur tout système d’aide adapté intégré à l’ensemble du système. La géométrie de l’installation détermine la manière dont ses mesures s’appliquent aux autres instruments embarqués.
Les avancées en matière de capteurs et de traitement élargissent les possibilités pour les petites plateformes et les déploiements de longue durée. Parmi les domaines de progrès, on peut citer :
Ces avancées s’avèrent particulièrement utiles lorsque leurs performances peuvent être évaluées au regard des exigences de mouvement et de mesure propres à l’installation.
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