Nejdůležitější za 30 sekund
- SBG Systems Ellipse-D kombinuje inerciální jednotku s dvoupásmovým GNSS přijímačem napojeným na dvě antény. Její kurz je skutečný kurz, měřený mezi anténami: žádná magnetická deklinace, žádné kalibrace kompasu.
- Přesnost závisí na rozestupu antén: SBG uvádí 0,2° RMS při základně nad 2 m, 0,5° nad 0,5 m. Náklon a převalování: 0,1° bez RTK korekcí. Vertikální pohyb (5 cm nebo 5 %) je dostupný pouze ve verzi Marine.
- Nepřipojuje se jako NMEA 2000 kompas: NMEA 0183 a binární sériové rozhraní, NMEA 2000 pouze u varianty CAN. Nenalezli jsme žádnou dokumentovanou integraci s H5000, nke nebo MADBrain: připojení prostřednictvím standardního protokolu, nutno ověřit na zkušebním stole.
- Verdikt: vhodné, pokud je program schopen oddálit antény o 2 m a zpracovávat data s vysokou frekvencí. Při rychlé plavbě postačí satelitní kompas nebo 9osý NMEA 2000 kompas a instaluje se jednodušeji.
Obsah
Co měří dvojanténová inerciální jednotka
Inerciální jednotka měří rotace a zrychlení lodi pomocí tří gyroskopů a tří MEMS akcelerometrů. Samotná jednotka driftuje. Ellipse-D ji kombinuje s dvoupásmovým GNSS přijímačem napojeným na dvě antény. Přijímač vypočítává směr úsečky spojující antény, tedy s ohledem na jejich polohu na lodi orientaci lodi vůči zeměpisnému severu: skutečný kurz, dostupný i na kotvišti, zhruba 25 sekund po prvním fixu podle SBG.
Fúzní filtr kombinuje obojí: GNSS přepočítává jednotku (přijímač pracuje na 5 Hz), jednotka zaplňuje mezery a poskytuje náklon, s výstupy až do 1 kHz pro inerciální data. Hodnoty zveřejněné SBG pro námořní použití, v RMS:
| Měření | Podmínka | Hodnota SBG |
|---|---|---|
| Skutečný kurz | základna antén > 0,5 m | 0,5° |
| Skutečný kurz | základna antén > 2 m | 0,2° |
| Náklon a převalování | bez korekcí (jediný bod) | 0,1° |
| Náklon a převalování | RTK korekce | 0,05° |
| Vertikální pohyb v reálném čase | verze Marine, vlna 0–20 s | 5 cm nebo 5 %, dle většího z obou |
Bez toku RTK korekcí na moři berte v úvahu hodnoty pro jediný bod.
Proč D, a ne N nebo A
Ellipse-N, s jednou anténou, inicializuje svůj kurz pohybem (alespoň 3 m/s) nebo magnetometrem, přičemž SBG považuje dynamiku lodi za nedostatečnou pro první možnost. Ellipse-A (AHRS) má magnetický kurz: 0,8° v klidu, po kalibraci, v prostředí bez magnetických poruch. Pouze námořní verze každého modelu (±8 g, ±450°/s) poskytuje vertikální pohyb.
Oproti magnetickému a satelitnímu kompasu
Magnetický kompas, fluxgate nebo 9osý, měří místní magnetické pole. Železné hmoty a kabely jím protékajícím jej odchylují; kalibrace opravuje pouze pevnou část této odchylky, nikoli obvod, který se začal nabíjet. Jeho kurz je magnetický, je třeba k němu přičíst deklinaci. nke upozorňuje na další omezení klasického fluxgate: jeho kurz není korigován zrychleními, proto je filtrován, na úkor odezvy.
Satelitní kompas v jednom bloku odstraňuje magnetický problém, ale jeho antény jsou v jediném pouzdře: jeho základna je konstrukčně krátká. Ellipse-D umožňuje zvolit rozestup antén a deklarovaná přesnost na něm přímo závisí.
| Technologie | Příklad | Kurz | Deklarovaná přesnost kurzu | Deklarovaný náklon a převalování | Výstup |
|---|---|---|---|---|---|
| 9osý kompas | B&G Precision-9 | magnetický | ±2° po kalibraci | poskytovány, přesnost neuvedena | NMEA 2000 |
| 9osý kompas | nke Compas 9X | magnetický | 2° v dynamice, po kalibraci | 1° v dynamice | bus nke Topline |
| Satelitní kompas v jednom bloku o velikosti 35 cm | Simrad HS75 | skutečný | 0,75° RMS | poskytovány, přesnost neuvedena | NMEA 2000 |
| Dvojanténová inerciální jednotka | SBG Ellipse-D | skutečný | 0,2° RMS (základna > 2 m) | 0,1° RMS | NMEA 0183, binární; NMEA 2000 pouze u varianty CAN |
Hodnoty výrobce při nehomogenních podmínkách (RMS u SBG a Simrad, \"po kalibraci\" či \"v dynamice\" u B&G a nke): řádové hodnoty, nikoli žebříček. Precision-9 a HS75 poskytují také vertikální pohyb, bez zveřejněné přesnosti; SBG zveřejňuje tu svou.
Proč se o ni zajímají závodní jachty
Směr skutečného větru je součtem kurzu a úhlu skutečného větru: jeden stupeň chyby v kurzu znamená jeden stupe proudění, tedy i na změny, které si myslíme, že čteme. Proud se vypočítává porovnáním GNSS kurzového směru s kurzem a rychlostí vůči vodě: chyba v kurzu se zde projeví také.
Náklon je stejně důležitý. nke uvádí konkrétní příklad pro anemometr: bez korekce náklonu 2,5° chyby v úhlu skutečného větru při 25° náklonu. Autopilot v režimu kompasu přijímá kurz, který nezávisí ani na magnetickém poli, ani na filtraci fluxgate. Rychlosti rotace, zrychlení a směrodatné odchylky také slouží k analýze výkonu.
Nenašli jsme žádnou veřejnou referenci závodního týmu vybaveného Ellipse-D (září 2026); nejbližší případová studie SBG se týká solárního člunu s hydroplány studentů EPFL, vybaveného Ellipse-N. Tyto argumenty jsou technické, nikoli referenční.
Instalace a integrace do autopilota
Instalace
Pouzdro (65 g, napájení 5–36 V DC) se upevňuje kdekoliv na lodi, pevně a chráněně: SBG upozorňuje, že IP68 nechrání před solnou korozí. Obě antény: stejný model, kabely stejné délky, stejný výhled na oblohu, přičemž SBG doporučuje základnu alespoň 2 m. Ramena (jednotka k jednotlivým anténám) se měří na centimetr, případně na 10 cm před použitím kalibračního nástroje SBG. Konfigurace se provádí v programu sbgCenter prostřednictvím USB kabelu, který jednotku také napájí. Po fixu a výpočtu kurzu SBG předpokládá 2–15 minut vyrovnání, urychleného osmičkami o několika desítkách metrů: zapněte elektroniku ještě před odjezdem z přístaviště.
Ellipse-D se prodává na základě cenové nabídky, nikoli jako přímý online nákup. Náš kit Ellipse-D kombinuje námořní verzi jednotky s sériovým rozhraním a dvě antény TW3972 doporučené SBG; samotná jednotka je také k dispozici. Varianty a kabely antén se definují s naší dílnou, podle lodi. Řada je shromážděna na naší stránce SBG Systems.
Tři cesty k výpočetní jednotce
| Výstup | Co prochází | Podmínka |
|---|---|---|
| NMEA 0183 (norma v4.1), RS-232 nebo RS-422 | HDT (skutečný kurz), ROT, GGA, RMC, VTG…; náklon, převalování a vertikální pohyb pouze v proprietárních rámcích (PASHR, PRDID, rámce SBG) | výpočetní jednotka musí tyto věty číst, při správném přenosovém pásmu |
| NMEA 2000 na portu CAN | kurz, míra zatáčení, náklon, vertikální pohyb, rychlá poloha a COG/SOG, čas | pouze u varianty CAN, sběrnice je výchozí vypnuta |
| Binární sbgECom, nebo zprávy CAN popsané v DBC | nejúplnější datový soubor, včetně stavů a směrodatných odchylek | software schopný jej dekódovat; knihovna C publikována pod MIT licencí |
Jednotka z katalogu odpovídá kódu SBG 100-2422 (ELLIPSE-D-G4A2-B1): námořní verze bez CAN, hlavní port RS-232 nebo RS-422 podle kabelu. Varianta CAN (100-2423) přidává NMEA 2000, ale omezuje tento port na RS-232. Volba se provádí před objednávkou.
H5000, nke, MADBrain: co je zdokumentováno
Prohlédnuté dokumenty B&G, nke a Madintec SBG neuvádějí. B&G představuje svůj modul H5000 Serial Expansion jako určený zejména pro \"třetí strany pro snímače kurzu\" v NMEA 0183, věty a přenosové pásmo konfigurovatelné. Box N2K od nke propojuje sběrnici Topline, NMEA 0183 (4 800–38 400 baudů) a NMEA 2000; její stránka neupřesňuje přijímané věty. Brožura Madintec popisuje vlastní jednotku, MADMotion (MAD Sensor Motion v katalogu), na vlastní sběrnici CAN, a uvádí v NMEA 2000 kompas trhu včetně Precision-9 (viz naše architektura MADBrain). Ve všech třech případech se připojuje prostřednictvím standardního protokolu: rozhodující je seznam přijímaných vět či PGN přijatých výpočetní jednotkou, ověřený na zkušebním stole před spuštěním.
Omezení a pasti
- Základna se rozhoduje na palubě. Při 0,5 m mezi anténami klesá deklarovaný kurz na 0,5°: lepší než magnetický kompas, blízké satelitnímu kompasu v jednom bloku. Antény musí mít stejný výhled na oblohu; SBG nedoporučuje umístit je na opačné strany konstrukce, která jednu z nich částečně zakrývá. Na plachetnici sem patří stožár, plachty a náklon.
- Bez kvalitního GNSS signálu není zaručen kurz. Když směrodatná odchylka překročí nastavený práh, SBG ponechává prázdná příslušná pole NMEA: autopilot musí přepnout na jiný zdroj. Mějte na palubě kalibrovaný magnetický kompas.
- Vertikální pohyb: pouze ve verzi Marine. SBG vyhradil zprávy o vertikálním pohybu (PASHR, TSS1, Ship Motion) pouze pro námořní hardware a jeho přesnost předpokládá pomoc při rychlosti, případně ani při zatáčení, ani při změně rychlosti.
- NMEA 0183 se rychle zahlcuje. Příliš mnoho vět s vysokou frekvencí pro zvolené přenosové pásmo zahlcuje port, což SBG uvádí jako příčinu, kdy jednotka přestane odpovídat. Její věta GGA také překračuje délku stanovenou normou (přidaná desetinná místa): ověřte, zda ji přijímač akceptuje.
- Nastavení je práce pro technika. Osy, ramena, profil pohybu, výstupy a prahy validity se nastavují v sbgCenter. Pro zbytky vyrovnání SBG navrhuje dlouhodobě průměrovat náklon a převalování na přístavišti a tyto úhly použít jako úhly nesouososti: klidová poloha na přístavišti se stává nulou.
Verdikt dílny
Rychlá plavba, autopilot komerční instalace. Bez Ellipse-D. Dobře kalibrovaný 9osý kompas, značky autopilota (Precision-9 u B&G, Compas 9X u nke), postačí; pokud je magnetické prostředí špatné, satelitní kompas NMEA 2000 jako HS75 problém řeší jednodušeji.
Závodní jachting na přístrojích B&G nebo nke, potřeba spolehlivého skutečného kurzu. Satelitní kompas zůstává jednoduchým řešením. Ellipse-D se ospravedlňuje, pokud můžete antény oddálit o 2 m a pokud je čtení jejích vět ověřeno u vaší výpočetní jednotky před sezónou.
Otevřený výpočetní systém, sběr dat, analýza výkonu. To je její prostředí: vysoká frekvence, směrodatné odchylky, zdokumentovaný binární formát, surová GNSS data pro postprocessing. Vyberte si verzi sériovou nebo CAN podle palubní sítě.
Pouze pohyb. Pokud kurz již pochází ze satelitního kompasu, Ellipse-A Marine (AHRS, na základě cenové nabídky) poskytuje náklon, převalování a vertikální pohyb.
Pro koho to není určené. Kdo chce senzor připravený k připojení na backbone, nemá místo pro oddálení dvou antén nebo nemá nikoho, kdo by udržoval konfiguraci aktuální. Pro cenovou nabídku nebo studii implementace kontaktujte naši dílnu: audit, instalace a uvedení do provozu.
Zdroje
Dokumenty výrobců prohlédnuty 25. září 2026.
- SBG Systems: stránky produktu Ellipse-D a Ellipse-A, technický list Ellipse-N/D (MK068EN v1.1, duben 2026), případová studie Swiss Solar Boat
- SBG Support Center: výkonnostní specifikace (firmware 3.x), rozhraní, kódy hardware, námořní aplikace, FAQ, antény, kabely
- SBG sbgECom 5.8: úvod, zprávy NMEA 0183, zprávy NMEA 2000, třetí strany
- B&G: H5000 Serial Expansion, Precision-9
- nke: Compas 9X, Box N2K
- Simrad: HS75 GNSS Compass
- Madintec: MADBrain AutoPilot, brožura MADBrain
