O essencial em 30 segundos
- A Ellipse-D da SBG Systems combina um central inercial com um recetor GNSS ligado a duas antenas. O seu rumo é um rumo verdadeiro, medido entre as antenas: sem desvio magnético, sem calibração de compasso.
- A precisão depende do afastamento das antenas: a SBG anuncia 0,2° RMS para bases superiores a 2 m, 0,5° para bases superiores a 0,5 m. Inclinação e balanço: 0,1° sem correções RTK. O movimento vertical (5 cm ou 5%) é exclusivo da versão Marine.
- Não se liga como um compasso NMEA 2000: NMEA 0183 e binário em série, NMEA 2000 apenas na variante CAN. Não encontramos documentação de integração com H5000, nke ou MADBrain: ligação por protocolo standard, a validar em bancada.
- Veredicto: relevante se o programa permitir afastar as antenas 2 m e processar dados de alta cadência. Em cruzeiro rápido, um compasso satélite ou de 9 eixos NMEA 2000 é suficiente e mais simples de instalar.
Índice
O que mede um central de dupla antena
Um central inercial mede as rotações e acelerações do veleiro com três giroscópios e três acelerómetros MEMS. Sozinho, este sistema deriva. A Ellipse-D combina-o com um recetor GNSS de dupla banda ligado a duas antenas. O recetor calcula a direção do segmento que une as antenas e, conhecendo a sua posição a bordo, a orientação do veleiro em relação ao norte geográfico: um rumo verdadeiro, disponível mesmo atracado, cerca de 25 segundos após o primeiro fix, segundo a SBG.
Um filtro de fusão combina ambos: o GNSS recalibra o central (o recetor calcula a 5 Hz), o central preenche os intervalos e fornece a atitude, com saídas até 1 kHz para dados inerciais. Valores publicados pela SBG para uso marinho, em RMS:
| Medição | Condição | Valor SBG |
|---|---|---|
| Rumo verdadeiro | base de antenas > 0,5 m | 0,5° |
| Rumo verdadeiro | base de antenas > 2 m | 0,2° |
| Inclinação e balanço | sem correções (ponto único) | 0,1° |
| Inclinação e balanço | correções RTK | 0,05° |
| Movimento vertical em tempo real | versão Marine, agitação de 0 a 20 s | 5 cm ou 5%, o maior dos dois |
Sem fluxo de correções RTK em alto mar, considere os valores de ponto único.
Porque a D, e não a N ou a A
A Ellipse-N, de antena única, inicializa o rumo pelo deslocamento (pelo menos 3 m/s) ou pelo magnetómetro, e a SBG considera a dinâmica de um veleiro insuficiente para a primeira opção. A Ellipse-A (AHRS) tem um rumo magnético: 0,8° em estático, após calibração, em ambiente magnético limpo. Apenas a versão Marine de cada modelo (±8 g, ±450°/s) disponibiliza o movimento vertical.
Face ao compasso magnético e ao compasso satélite
Um compasso magnético, fluxgate ou de 9 eixos, mede o campo local. Massas ferrosas e cabos percorridos por corrente desviam-no; a calibração corrige a parte fixa desta desvio, mas não um circuito que começa a debitar. O seu rumo é magnético, sendo necessário adicionar a declinação. A nke aponta outra limitação do fluxgate clássico: o seu rumo não é corrigido das acelerações, sendo por isso filtrado, à custa da reatividade.
Um compasso satélite monolítico elimina o problema magnético, mas as suas antenas estão num único invólucro: a base é curta por construção. A Ellipse-D permite escolher o afastamento das antenas, e a precisão anunciada depende diretamente deste valor.
| Tecnologia | Exemplo | Rumo | Precisão de rumo anunciada | Inclinação e balanço anunciados | Saída |
|---|---|---|---|---|---|
| Compasso de 9 eixos | B&G Precision-9 | magnético | ±2° após calibração | fornecidos, precisão não publicada | NMEA 2000 |
| Compasso de 9 eixos | nke Compas 9X | magnético | 2° em dinâmica, após calibração | 1° em dinâmica | bus nke Topline |
| Compasso satélite monolítico de 35 cm | Simrad HS75 | verdadeiro | 0,75° RMS | fornecidos, precisão não publicada | NMEA 2000 |
| Central inercial de dupla antena | SBG Ellipse-D | verdadeiro | 0,2° RMS (base > 2 m) | 0,1° RMS | NMEA 0183, binário; NMEA 2000 na variante CAN |
Valores do fabricante em condições não homogéneas (RMS na SBG e Simrad, "após calibração" ou "em dinâmica" na B&G e nke): ordens de grandeza, não uma classificação. O Precision-9 e o HS75 também fornecem movimento vertical, sem precisão publicada; a SBG publica a sua.
Porque a regata offshore se interessa por este equipamento
A direção do vento real é a soma do rumo e do ângulo do vento real: um grau de erro no rumo torna-se um grau de erro na direção do vento, logo nas mudanças de bordo que se julgam ler. A corrente calcula-se comparando a derrota GNSS ao rumo e à velocidade de superfície: o erro de rumo também aí se reflete.
A atitude conta tanto quanto. A nke dá um exemplo quantificado para o anemómetro: sem correção de adernamento, 2,5° de erro no ângulo do vento real a 25° de adernamento. O piloto automático em modo compasso recebe um rumo que não depende nem do campo magnético nem do filtro de um fluxgate. Velocidades de rotação, acelerações e desvios-padrão também alimentam a análise de performance.
Não encontramos referências públicas de equipas de regata offshore equipadas com uma Ellipse-D (setembro de 2026); o estudo de caso mais próximo da SBG diz respeito a um barco solar com foils de estudantes da EPFL, com uma Ellipse-N. Estes argumentos são técnicos, não referências.
Instalação e integração no piloto automático
Instalação
O invólucro (65 g, alimentado a 5-36 V DC) fixa-se rigidamente em qualquer local do veleiro, abrigado: a SBG refere que o IP68 não protege da corrosão salina. As duas antenas: mesmo modelo, cabos de igual comprimento, mesma vista do céu, e uma base de pelo menos 2 m recomendada pela SBG. Os braços de alavanca (central para cada antena) medem-se ao centímetro, ou a 10 cm de aproximação antes da ferramenta de calibração da SBG. Configura-se no software sbgCenter, via o cabo USB que também alimenta a central. Após o fix e o cálculo do rumo, a SBG prevê 2 a 15 minutos de alinhamento, acelerado por oito de algumas dezenas de metros: ligue a eletrónica antes de largar do cais.
A Ellipse-D é vendida mediante orçamento, não em compra direta online. O nosso kit Ellipse-D associa a central na versão Marine em ligação série e duas antenas TW3972 recomendadas pela SBG; a central sozinha também existe. A variante e os cabos das antenas definem-se com a oficina, consoante o veleiro. A gama está agrupada na nossa página SBG Systems.
Três caminhos para o computador de bordo
| Saída | O que é transmitido | Condição |
|---|---|---|
| NMEA 0183 (norma v4.1), RS-232 ou RS-422 | HDT (rumo verdadeiro), ROT, GGA, RMC, VTG…; inclinação, balanço e movimento vertical apenas em tramas proprietárias (PASHR, PRDID, tramas SBG) | o computador deve ler estas frases, na velocidade correta |
| NMEA 2000 na porta CAN | rumo, taxa de viragem, atitude, movimento vertical, posição e COG/SOG rápidos, hora | apenas na variante CAN, bus desativado por defeito |
| Binário sbgECom, ou mensagens CAN descritas em DBC | o conjunto de dados mais completo, com estados e desvios-padrão | software capaz de o descodificar; biblioteca C publicada sob licença MIT |
A central sozinha do catálogo corresponde ao P/N SBG 100-2422 (ELLIPSE-D-G4A2-B1): versão Marine sem CAN, porta principal em RS-232 ou RS-422 consoante o cabo. A variante CAN (100-2423) adiciona o NMEA 2000 mas limita esta porta ao RS-232. A escolha faz-se antes da encomenda.
H5000, nke, MADBrain: o que está documentado
Os documentos da B&G, nke e Madintec consultados não citam a SBG. A B&G apresenta o seu módulo H5000 Extension série como destinado nomeadamente a «sensores de rumo de terceiros» em NMEA 0183, frases e velocidade configuráveis. A Box N2K da nke liga o bus Topline, o NMEA 0183 (4 800 a 38 400 bauds) e o NMEA 2000; a sua página não detalha as frases retomadas. O folheto da Madintec descreve uma central própria, MADMotion (MAD Sensor Motion no catálogo), no seu próprio bus CAN, e cita em NMEA 2000 compassos do mercado como o Precision-9 (veja o nosso arquitetura MADBrain). Nos três casos, liga-se por protocolo standard: o que decide é a lista de frases ou PGN aceites pelo computador de bordo, verificada em bancada antes da largada.
Limitações e armadilhas
- A base decide-se no plano do convés. Com 0,5 m entre antenas, o rumo anunciado cai para 0,5°: melhor que um compasso magnético, próximo de um compasso satélite monolítico. As antenas devem ver o mesmo céu; a SBG desaconselha colocá-las de cada lado de uma estrutura que obstrua parte do céu. Num veleiro, mastro, velas e adernamento entram neste cálculo.
- Sem bom sinal GNSS, não há rumo garantido. Quando o desvio-padrão ultrapassa o limiar configurado, a SBG deixa vazios os campos NMEA respetivos: o piloto automático deve mudar para outra fonte. Mantenha um compasso magnético calibrado a bordo.
- Movimento vertical: apenas na versão Marine. A SBG reserva as mensagens de movimento vertical (PASHR, TSS1, Ship Motion) para o equipamento Marine, e a sua precisão pressupõe uma ajuda de velocidade, ou na sua falta, nem viragem nem mudança de velocidade.
- O NMEA 0183 satura rapidamente. Demasiadas frases de alta cadência para a velocidade escolhida saturam a porta, causa que a SBG refere quando a central deixa de responder. A sua trama GGA também excede o comprimento previsto pela norma (decimais adicionados): verifique se o recetor a aceita.
- A configuração é trabalho de técnico. Eixos, braços de alavanca, perfil de movimento, saídas e limiares de validade configuram-se no sbgCenter. Para resíduos de alinhamento, a SBG propõe fazer uma média prolongada de inclinação e balanço atracado e usar esses ângulos como ângulos de desalinhamento: a atitude atracado torna-se o zero.
Veredicto da oficina
Cruzeiro rápido, piloto automático comercial instalado. Sem Ellipse-D. Um compasso de 9 eixos bem calibrado, da marca do piloto (Precision-9 na B&G, Compas 9X na nke), é suficiente; se o ambiente magnético for mau, um compasso satélite NMEA 2000 como o HS75 resolve o problema de forma mais simples.
Regata offshore com instrumentos B&G ou nke, necessidade de um rumo verdadeiro fiável. O compasso satélite continua a ser a solução simples. A Ellipse-D justifica-se se puder afastar as antenas 2 m e se a leitura das suas frases pelo computador de bordo for validada antes da época.
Computador de bordo aberto, aquisição de dados, análise de performance. Este é o seu terreno: alta cadência, desvios-padrão, binário documentado, dados GNSS brutos para pós-processamento. Escolha a variante série ou CAN consoante a rede a bordo.
Apenas o movimento. Se o rumo já vier de um compasso satélite, a Ellipse-A Marine (AHRS, mediante orçamento) fornece inclinação, balanço e movimento vertical.
Para quem não é feito. Quem quiser um sensor pronto a ligar no backbone, não tem espaço para afastar duas antenas ou não tem ninguém para manter a configuração atualizada. Para um orçamento ou estudo de implantação, contacte os nossos serviços de oficina: auditoria, instalação e colocação em serviço.
Fontes
Documentos do fabricante consultados a 25 de setembro de 2026.
- SBG Systems: páginas de produto Ellipse-D e Ellipse-A, ficha técnica Ellipse-N/D (MK068EN v1.1, abril de 2026), estudo de caso Swiss Solar Boat
- SBG Support Center: desempenho (firmware 3.x), interfaces, códigos de hardware, aplicações marinhas, FAQ, antenas, cabos
- SBG sbgECom 5.8: introdução, mensagens NMEA 0183, mensagens NMEA 2000, formatos de terceiros
- B&G: H5000 Serial Expansion, Precision-9
- nke: Compas 9X, Box N2K
- Simrad: HS75 GNSS Compass
- Madintec: MADBrain AutoPilot, folheto MADBrain
