Lényeg 30 másodpercben
- Az SBG Systems Ellipse-D kettőantennás inerciális központ egységet egy GNSS vevővel párosít, amely két antennához csatlakozik. Az irányát a két antenna közötti szakasz határozza meg, tehát a fedélzeti pozíciójuk ismeretében a hajó irányát a földrajzi északhoz képest: valódi irány, még kikötőben is, kb. 25 másodperccel az első fix után, az SBG szerint.
- A pontosság az antennák távolságától függ: az SBG 0,2° RMS-t garantál 2 m feletti bázistávolság esetén, 0,5°-ot 0,5 m felett. Dőlésszög és billenés: 0,1° a korrekciók nélküli RTK mellett. A függőleges mozgás (5 cm vagy 5%) kizárólag a Marine verzióban érhető el.
- Nem úgy csatlakozik, mint egy NMEA 2000-es iránytű: NMEA 0183 és bináris soros, NMEA 2000 kizárólag a CAN változatnál. Nem találtunk dokumentált integrációt H5000, nke vagy MADBrain rendszerekkel: szabványos protokollon keresztül csatlakozik, a működést a tesztpadon kell ellenőrizni.
- Végeredmény: akkor releváns, ha a program képes 2 m-re szétválasztani az antennákat és magas frekvenciájú adatokat feldolgozni. Gyors vitorlázás esetén egy műholdas iránytű vagy 9 tengelyű NMEA 2000-es iránytű elegendő és egyszerűbben telepíthető.
Tartalomjegyzék
Mit mér egy kettőantennás inerciális központ egység
Egy inerciális központ egység a hajó forgásait és gyorsulásait méri három giroszkóppal és három MEMS gyorsulásmérővel. Önmagában elvándorol. Az Ellipse-D egy kettős sávú GNSS vevővel párosul, amely két antennához csatlakozik. A vevő kiszámítja a két antenna közötti szakasz irányát, tehát a fedélzeti pozíciójuk ismeretében a hajó irányát a földrajzi északhoz képest: valódi irány, még kikötőben is, kb. 25 másodperccel az első fix után, az SBG szerint.
Egy fúziós szűrő kombinálja a kettőt: a GNSS újra kalibrálja a központ egységet (a vevő 5 Hz-en számol), a központ egység pedig kitölti a szüneteket és szolgáltatja a hajó helyzetét, akár 1 kHz-es frekvencián az inerciális adatokhoz. Az SBG által közzétett értékek tengeri használatra, RMS-ben:
| Mérés | Feltétel | SBG érték |
|---|---|---|
| Valódi irány | antennák távolsága > 0,5 m | 0,5° |
| Valódi irány | antennák távolsága > 2 m | 0,2° |
| Dőlésszög és billenés | korrekciók nélkül (egypontos) | 0,1° |
| Dőlésszög és billenés | RTK korrekciókkal | 0,05° |
| Függőleges mozgás valós időben | Marine verzió, 0–20 s hullámzás | 5 cm vagy 5%, a nagyobbik |
RTK korrekciós adatfolyam nélkül a tengeren az egypontos értékeket vegye figyelembe.
Miért a D, és nem az N vagy az A
Az Ellipse-N, egypontos verzió, a mozgásból (legalább 3 m/s) vagy a magnetométerből inicializálja az irányát, és az SBG szerint a hajók dinamikája nem elegendő az első opcióhoz. Az Ellipse-A (AHRS) mágneses irányt szolgáltat: 0,8° statikusan, kalibráció után, tiszta mágneses környezetben. Csak a Marine verzió (±8 g, ±450°/s) szolgáltatja a függőleges mozgást.
Fluxgate és műholdas iránytűkkel szemben
Egy fluxgate iránytű, mágneses vagy 9 tengelyű, a helyi mágneses mezőt méri. A vas tömegek és az elektromos áramot vezető kábelek eltorzítják; a kalibráció kijavítja a rögzített torzítások egy részét, de nem egy hirtelen bekapcsolódó áramkörét. Az irány mágneses, hozzá kell adni a mágneses deklinációt. Az nke felhívja a figyelmet a klasszikus fluxgate másik korlátjára: az irányát nem korrigálja a gyorsulások, tehát szűrt, a reakcióképesség rovására.
Egy egypontos műholdas iránytű blokkja megszünteti a mágneses problémát, de az antennái egy házban vannak: bázistávolsága konstrukciós korlát. Az Ellipse-D lehetővé teszi az antennák szétválasztását, és a pontosság közvetlenül ettől függ.
| Technológia | Példa | Irány | Közzétett irány pontosság | Közzétett dőlésszög és billenés | Kimenet |
|---|---|---|---|---|---|
| 9 tengelyű iránytű | B&G Precision-9 | mágneses | ±2° kalibráció után | szolgáltatja, pontosság nem közzétett | NMEA 2000 |
| 9 tengelyű iránytű | nke Compas 9X | mágneses | 2° dinamikusan, kalibráció után | 1° dinamikusan | nke Topline busz |
| 35 cm-es egypontos műholdas iránytű | Simrad HS75 | valódi | 0,75° RMS | szolgáltatja, pontosság nem közzétett | NMEA 2000 |
| Kettőantennás inerciális központ egység | SBG Ellipse-D | valódi | 0,2° RMS (bázis > 2 m) | 0,1° RMS | NMEA 0183, bináris; NMEA 2000 CAN változatnál |
A gyártói értékek nem homogén feltételek mellett (RMS az SBG-nél és a Simradnál, "kalibráció után" vagy "dinamikában" a B&G-nél és az nke-nél): nagyságrendek, nem rangsor.
Miért érdeklik a nagytengeri versenyek
A valódi szélirány a hajó irányának és a tényleges szélszögnek az összege: egy fokos irányhiba egy fokos hibát jelent a szélirányban, tehát a látszólagos szélirányban is. Az áramlatot a GNSS-szel mért földrajzi út, a hajó irány és a felületi sebesség összehasonlításával számítjuk ki: a irányhiba itt is megjelenik.
A hajó helyzetének (attitűd) is számít. Az nke egy számszerű példát ad a szélsebesség-mérő kapcsán: gítő korrekció nélkül 2,5°-os hiba a tényleges szélszögben 25°-os gítő esetén. A kormányberendezés kompasz módban egy olyan irányt kap, amely sem a mágneses mezőtől, sem egy fluxgate szűrésétől nem függ. A forgási sebességek, gyorsulások és szórási értékek szintén táplálják a teljesítményelemzést.
Nem találtunk nyilvános referenciát nagytengeri versenyeken részt vevő csapatokról, akik Ellipse-D-t használnának (2026. szeptember): a legközelebbi SBG esettanulmány egy EPFL-sólyafoilos hallgatói csapat Ellipse-N-nel. Ezek a megfontolások technikaiak, nem referenciák.
Telepítés és integráció a kormányberendezésbe
Telepítés
A doboz (65 g, 5–36 V DC) mereven rögzíthető a hajó bármely pontján, védett helyen: az SBG megjegyzi, hogy az IP68 nem véd a só korróziójától. A két antenna: azonos modell, azonos hosszúságú kábelek, azonos égbolt, és az SBG legalább 2 m-es bázist ajánl. A karok (a központ egység és az antennák közötti távolság) centiméter pontossággal, vagy 10 cm pontossággal mérhetők a SBG sbgCenter szoftverében a kalibrációs eszköz előtt. A USB kábelen keresztül konfigurálható, amely egyben táplálja a központ egységet is. Az első fix és az irány kiszámítása után az SBG 2–15 percig tartó illesztést javasol, amelyet néhány tíz méteres nyolcasokkal gyorsíthatunk fel: kapcsolja be az elektronikát a kikötő elhagyása előtt.
Az Ellipse-D készlet formájában rendelhető, nem közvetlenül online. A mi Ellipse-D készletünk a Marine verziójú központ egységet soros kapcsolatban és két SBG által ajánlott TW3972 antenna kombinációja; a kizárólag központ egység is elérhető. A verzió és az antenna kábelek az műhelyünkkel egyeztethetők a hajó specifikációi szerint. A termékcsoport a SBG Systems oldalon tekinthető meg.
Három út a számítógép felé
| Kimenet | Átadott adatok | Feltétel |
|---|---|---|
| NMEA 0183 (v4.1 norma), RS-232 vagy RS-422 | HDT (valódi irány), ROT, GGA, RMC, VTG…; dőlésszög, billenés és függőleges mozgás csak saját formátumú keretekben (PASHR, PRDID, SBG keretek) | a számítógépnek olvasnia kell ezeket a mondatokat, a megfelelő sebességgel |
| NMEA 2000 a CAN porton | irány, forgási sebesség, helyzet, függőleges mozgás, pozíció és COG/SOG gyorsan, idő | kizárólag CAN változat, a busz alapértelmezésben ki van kapcsolva |
| sbgECom bináris, vagy DBC-ben leírt CAN üzenetek | a legteljesebb adatkészlet, státuszokkal és szórási értékekkel | olyan szoftver, amely képes dekódolni; C könyvtár MIT licenc alatt |
A katalógusban szereplő központ egység a P/N SBG 100-2422 (ELLIPSE-D-G4A2-B1): Marine verzió CAN nélkül, fő port RS-232 vagy RS-422 a kábel szerint. A CAN változat (100-2423) hozzáadja az NMEA 2000-t, de korlátozza ezt a portot az RS-232-re. A választás a rendelés előtt történik.
H5000, nke, MADBrain: dokumentált integrációk
A B&G, nke és Madintec dokumentációkban nem szerepel az SBG. A B&G a H5000 Serial Expansion modulját „harmadik féltől származó NMEA 0183-as iránytűkhöz” ajánlja, konfigurálható mondatokkal és sebességgel. Az nke Box N2K a Topline buszt, az NMEA 0183-at (4800–38400 baud) és az NMEA 2000-t köti össze; az oldalon nem részletezik, mely mondatokat dolgozza fel. A Madintec prospektusa egy saját központ egységet ír le, a MADMotion-t (a katalógusban MAD Sensor Motion), a saját CAN buszán, és az NMEA 2000-ben a piacon lévő iránytűket említi, például a Precision-9-et (lásd MADBrain architektúra). Mindhárom esetben szabványos protokollon keresztül csatlakozik: a döntést a számítógép által elfogadott mondatok vagy PGN-ek listája hozza meg, amelyet a tesztpadon kell ellenőrizni a vízrebocsátás előtt.
Korlátok és csapdák
- A bázistávolságot a fedélzeti terv dönti el. 0,5 m antennák közötti távolság esetén az irány pontossága 0,5°: jobb, mint egy mágneses iránytű, közel egy egypontos műholdas iránytűhöz. Az antennáknak ugyanazt az eget kell látniuk; az SBG nem javasolja őket egy olyan szerkezet két oldalára helyezni, amely eltakarja az ég egy részét. Egy vitorláson aárbóc, vitorlák és a gítő is beleszámítanak.
- Jó GNSS jel nélkül nincs garantált irány. Ha a szórás túllépi a beállított küszöböt, az SBG üresen hagyja az érintett NMEA mezőket: a kormányberendezésnek másik forrásra kell váltania. Tartson egy kalibrált mágneses iránytűt a fedélzeten.
- Függőleges mozgás: kizárólag Marine verzió. Az SBG a függőleges mozgás üzeneteit (PASHR, TSS1, Ship Motion) kizárólag a Marine hardver számára tartja fenn, és pontossága sebességsegítséget, vagy legalábbis semmilyen forduló vagy sebességváltozás nélküli mozgást feltételez.
- Az NMEA 0183 gyorsan telítődik. Túl sok magas frekvenciájú mondat a választott sebességhez képest telíti a portot, ami az SBG szerint a központ egység válaszadásának megszűnéséhez vezet. A GGA mondata is túllépi a norma által előírt hosszt (tizedesjegyek hozzáadása): ellenőrizze, hogy a vevő elfogadja-e.
- A beállítás technikusi munka. Tengelyek, karok, mozgási profil, kimenetek és érvényességi küszöbök az sbgCenterben állíthatók be. Az illesztési maradványokhoz az SBG hosszú ideig tartó átlagolást javasol kikötőben a dőlésszög és billenés mérésével, és ezekből az értékekből lehet a nulla illesztést meghatározni: a kikötői helyzet lesz a nulla.
Műhelyi vélemény
Gyors vitorlázás, kereskedelmi kormányberendezéssel. Nincs szükség Ellipse-D-re. Egy jól kalibrált 9 tengelyű iránytű, a kormányberendezés márka szerint (Precision-9 a B&G-nél, Compas 9X az nke-nél), elegendő; ha a mágneses környezet rossz, egy NMEA 2000-es műholdas iránytű, például a HS75, egyszerűbben megoldja a problémát.
Nagytengeri verseny B&G vagy nke műszerekkel, megbízható valódi irányra van szükség. A műholdas iránytű marad a legegyszerűbb megoldás. Az Ellipse-D akkor indokolt, ha 2 m-re szét tudja választani az antennákat, és a számítógép által olvasott mondatok listája validálva van a szezon előtt.
Nyílt számítógép, adatgyűjtés, teljesítményelemzés. Ez a terepe: magas frekvencia, szórási értékek, dokumentált bináris, GNSS adatok a utófeldolgozáshoz. Válassza a soros vagy CAN verziót a fedélzeti hálózat szerint.
Csak a mozgás. Ha az irány már egy műholdas iránytűtől származik, az Ellipse-A Marine (AHRS, készleten kívüli) szolgáltatja a dőlésszöget, billenést és függőleges mozgást.
Akinek nem való. Akinek egy kész szenzor kell a backbonera csatlakoztatva, nincs hely 2 m-re szétválasztani az antennákat, vagy nincs senki, aki karbantartaná a beállításokat. Készlet vagy telepítési tanulmányozáshoz lépjen kapcsolatba a műhely szolgáltatásainkkal: audit, telepítés és üzembe helyezés.
Források
Gyártói dokumentumok lekérdezve: 2026. szeptember 25.
- SBG Systems: termékoldalak Ellipse-D és Ellipse-A, technikai adatlap Ellipse-N/D (MK068EN v1.1, 2026. április), esettanulmány Swiss Solar Boat
- SBG Support Center: teljesítmények (firmware 3.x), interfészek, hardver kódok, tengeri alkalmazások, GYIK, antennák, kábelek
- SBG sbgECom 5.8: bevezető, NMEA 0183 üzenetek, NMEA 2000 üzenetek, harmadik fél formátumai
- B&G: H5000 Serial Expansion, Precision-9
- nke: Compas 9X, Box N2K
- Simrad: HS75 GNSS Compass
- Madintec: MADBrain AutoPilot, MADBrain prospektus
