概述

本报告收录全球公开商业市场中适用于海洋测量的 GNSS+IMU 组合导航系统,共 20 家厂商、56 个型号,分为测绘 POS、海测 INS、水下 INS 与 OEM 模块四类。数值取自厂商现行官方 Datasheet 或产品页面,未公开项如实标注,不作反推与换算。

精度数字在未说明改正源、统计基准、天线基线与波周期时不具备可比性,故各表均标注取值条件,跨口径数值仅作分档参考。在此基础上给出姿态、航向、升沉、失锁保持与纯惯性五类排行,并汇总接口协议、改正服务、对准时间与场景适配关系。数据截止 2026 年 8 月 12 日。

1. 统计范围与数据口径

1.1 纳入与排除标准

纳入判据为两项同时成立:设备自身同时包含 GNSS 接收与惯性测量单元并输出组合解算结果;厂商公开资料中明确列出海洋测量、水文测量、多波束测深、无人船或水下测量作业中的至少一项。

表 1-1 纳入类别与判据

类别代号 类别名称 判据 型号数
H 专业测绘 POS GNSS+IMU 一体化,围绕多波束测深生态设计 19
M 高端海测 INS FOG 或更高等级惯性器件 + GNSS,强调拒止环境能力 7
G 水下测量 INS INS + DVL 组合,GNSS 在水面段参与辅助 9
O OEM 与自主平台模块 GNSS+IMU 模块,由集成商构建海测系统 21
合计 56

表注:型号数按厂商公开命名的独立产品型号计,同一型号的深度等级选项与 DVL 频率选项不重复计数。

四类产品的能力覆盖范围存在系统性差异,Class G 与 Class O 在部分指标上不提供公开值。

表 1-2 排除类别与排除理由

排除类别 代表产品 排除理由
独立 MRU / VRU Kongsberg MRU 5、Teledyne TSS DMS-05/25、Inertial Labs MRU-PD 不含 GNSS 接收单元,不构成组合导航系统,位置与真航向需由外部设备提供
船用卫星罗经 Furuno SCX-20/21、JRC JLR-41 面向助航、雷达与自动舵,方位精度为 0.5°~1.0° RMS 量级,与测绘级相差 1~2 个数量级
舰船级惯导 Safran Argonyx、BlueNaute、Black-Onyx 定位为 Naval Navigation Grade,统计口径为 TDRMS,用途非测绘
车载优化型号 OXTS RT3000、Bynav X1 的 10 s 失锁数据 指标依赖非完整性约束与里程计辅助,船舶存在横移、侧滑与升沉,该条件不成立

表注:排除不代表技术等级评价。独立 MRU 的横滚俯仰指标与本报告产品可比,相关数值见第 5 章表注。

1.2 字段定义

表 1-3 本报告指标定义

指标 定义
Roll/Pitch 横滚角与俯仰角实时精度
Heading 真航向精度,双天线产品同时记录基线长度
Gyrocompass Heading 无 GNSS 条件下依靠地球自转的寻北航向精度,按 secLat 记录
RTK Position RTK 固定解条件下的位置精度
GNSS Outage GNSS 不可用后指定时长的位置误差
Pure Inertial Drift 无 GNSS、DVL、里程计等一切辅助时的纯惯性漂移
DVL Aided Drift DVL 辅助条件下按行进距离百分比表述的漂移
Real-time Heave 实时升沉精度,同时记录适用波周期上限
Delayed Heave 延迟升沉精度,同时记录波周期上限与延迟量
Cold/Hot Start GNSS 首次定位启动时间
RTK Init RTK 模糊度固定时间
Coarse Alignment 惯导粗对准时间
Gyrocompass Alignment 依靠地球自转完成的寻北对准时间
Output Rate 姿态数据最高输出频率
Timing PPS、PTP、NTP 与时标精度

1.3 统计口径差异

各厂商性能表的组织方式不统一。多数高端产品按改正源分列,同一台设备在不同列下的数值可相差 2~30 倍。本报告统一取 RTK 列,其余列在对应章节单独列出。

表 1-4 各厂商取值列与统计基准

厂商 本报告所取列 同表其他列 统计基准 天线基线
Trimble Applanix IARTK DGNSS、Fugro Marinestar、POSPac PPP、POSPac IAPPK、CenterPoint RTX Marine 2 m 与 4 m 分列
Kongsberg Discovery RTK 非差分、Galileo HAS、实时 PPP RMS 固定 4 m
SBG Systems RTK PPK 另有完整一套 未标注 2 m 与 4 m 分列
Exail RTK PPK、PPP、DGNSS、SPS、DVL 辅助 角度 RMS,位置 CEP50 单天线
Sonardyne 无辅助 DVL、USBL、LBL 辅助 位置 CEP50,角度与升沉 1DRMS 无双天线
中海达 Hi-Target RTK DGPS 2 m 与 4 m 分列
Advanced Navigation RTK 未分列 未标注 未标注

表注:五种统计基准中,CEP50 为二维圆概率误差,1σ 与 RMS 为一维标准差,1DRMS 为二维距离均方根,TDRMS 为时间平均距离均方根。同一真实误差分布下,CEP50 的数值天然小于 1DRMS。跨基准的数值比较仅在分档层面成立。

1.4 数据可信度分级

表 1-5 可信度分级定义与本报告数据分布

等级 含义 本报告采用情况
A 厂商现行官方 Datasheet 明确给出 主要来源,覆盖 Applanix、Kongsberg、SBG、Exail、Sonardyne 五家
B 厂商官方网页明确给出 覆盖 Advanced Navigation、中海达、华测、北云、ComNav 等
C 厂商旧版或历史资料 本报告不采用
D 经销商或第三方资料 本报告不采用
E 用户实测或论文 本报告不采用
未公开 保持"未公开",不作推算

2. 产品分类体系

2.1 分类判据

分类依据为惯性器件等级、作业介质与集成度三个维度。

flowchart TD
    A["GNSS + IMU 组合导航产品"] --> B{"含 GNSS 接收单元"}
    B -->|否| X1["排除:独立 MRU / VRU<br/>Kongsberg MRU 5、Teledyne TSS DMS"]
    B -->|是| C{"公开资料列出海测用途"}
    C -->|否| X2["排除:舰船惯导、车载优化型号<br/>Safran Argonyx、OXTS RT3000"]
    C -->|是| D{"姿态等级"}
    D -->|"0.5°~1.0° 助航级"| X3["排除:船用卫星罗经<br/>Furuno SCX-20、JRC JLR-41"]
    D -->|"优于 0.1° 测绘级"| E{"作业介质"}
    E -->|"水面,围绕 MBES 生态"| H["Class H<br/>专业测绘 POS<br/>19 型号"]
    E -->|"水面,FOG/RLG 拒止导向"| M["Class M<br/>高端海测 INS<br/>7 型号"]
    E -->|"水下,INS+DVL"| G["Class G<br/>水下测量 INS<br/>9 型号"]
    E -->|"模块级,需集成"| O["Class O<br/>OEM 与自主平台<br/>21 型号"]

图 2-1 产品分类判据与纳入排除路径

图注:图中排除分支的产品不进入本报告后续任何排行。

2.2 类别构成

pie showData title 各类别型号数量占比
    "Class O:OEM 与自主平台" : 21
    "Class H:专业测绘 POS" : 19
    "Class G:水下测量 INS" : 9
    "Class M:高端海测 INS" : 7

图 2-2 各类别型号数量占比

图注:合计 56 个型号。Class O 数量最多,反映 OEM 模块市场参与厂商数量多于整机市场。

2.3 类别能力矩阵

表 2-1 四类产品的能力覆盖

能力项 Class H Class M Class G Class O
RTK 定位 全系公开 全系公开 水面段公开 全系公开
Roll/Pitch 指标 全系公开 全系公开 全系公开 部分公开
双天线航向 全系公开 部分公开 不适用 部分公开
惯性寻北 部分具备 全系具备 全系具备 不具备
实时升沉 全系公开 部分公开 部分公开 未公开
延迟升沉 全系具备 部分具备 不具备 不具备
海测协议 TSS/EM3000/Kongsberg 部分支持 厂商 API 需集成商实现
水下作业 不适用 部分型号 全系适用 不适用
60 s 失锁指标 全系公开 部分公开 全系公开 未公开

表注:Class O 在升沉与海测协议两项上普遍不提供公开值,该部分能力由集成商在系统层实现。


3. 厂商与产品全景

3.1 国别分布

pie showData title 厂商国别分布(按厂商数)
    "中国" : 6
    "美国" : 4
    "加拿大" : 2
    "法国" : 2
    "挪威" : 1
    "英国" : 1
    "澳大利亚" : 1
    "比利时" : 1
    "德国" : 1
    "日本" : 1

图 3-1 厂商国别分布

图注:合计 20 家厂商。中国厂商数量最多,美国次之。

按型号数统计的分布与按厂商数统计的分布存在差异,原因是欧洲厂商的单一产品线普遍包含更多性能变体。

xychart-beta
    title "各国型号数量"
    x-axis ["中国", "法国", "加拿大", "挪威", "英国", "美国", "澳大利亚", "比利时", "德国", "日本"]
    y-axis "型号数量" 0 --> 16
    bar [14, 10, 7, 7, 6, 5, 4, 1, 1, 1]

图 3-2 各国型号数量

图注:合计 56 个型号。挪威 7 个型号全部来自 Kongsberg 单一产品线的性能变体,英国 6 个型号全部来自 Sonardyne SPRINT-Nav 家族。

3.2 惯性器件技术路线分布

pie showData title 惯性器件技术路线分布(按型号数)
    "MEMS" : 19
    "FOG" : 16
    "未公开或依配置" : 13
    "RLG" : 7
    "FOG/MEMS 混合" : 1

图 3-3 惯性器件技术路线分布

图注:13 个"未公开或依配置"型号中,Applanix POS MV 四型未公开器件类型,Kongsberg Seapath 385 六变体的惯性头在 MGC 与第 5 代 MRU 之间按订货配置,中海达 MS08 与 MS12 未标注器件类型。

3.3 技术路线与精度档位的对应

表 3-1 各技术路线的最优公开 Roll/Pitch 值

技术路线 最优值 对应型号 可信度
FOG 0.0025° Exail Hydrins A
未公开或依配置 0.003° Applanix POS MV Elite A
RLG 0.010° Sonardyne SPRINT-Nav I/S/X A
MEMS 0.015° SBG Navsight Ekinox A
FOG/MEMS 混合 未公开 Tamagawa TAG350

表注:Exail Hydrins 的 0.0025° 成立前提为先在 GNSS 可用条件下航行至少 30 分钟并完成两次 60° 以上转向。Sonardyne 的 0.010° 为无辅助条件下的 1DRMS 值,与其他行的有 RTK 条件不同源。

xychart-beta
    title "各技术路线最优 Roll/Pitch 值(单位:0.001 度)"
    x-axis ["FOG", "未公开配置", "RLG", "MEMS"]
    y-axis "Roll/Pitch(0.001°)" 0 --> 16
    bar [2.5, 3, 10, 15]

图 3-4 各技术路线最优 Roll/Pitch 值对比

图注:纵轴单位为 0.001°。RLG 数值高于 FOG 的原因是本报告 RLG 型号全部为水下产品,厂商按无辅助条件公布,非器件能力差异。

3.4 厂商与产品线总览

表 3-2 厂商、国别与产品线对照

厂商 国别 产品线 覆盖类别 型号数
Trimble Applanix 加拿大 POS MV Elite / OceanMaster / WaveMaster II / SurfMaster H 4
NovAtel(Hexagon) 加拿大 SPAN CPT7 / CPT7700 / MarinePak7 O 3
Kongsberg Discovery 挪威 Seapath 385 六变体 / Seapath 130 H 7
SBG Systems 法国 Navsight Horizon / Apogee / Ekinox H 3
Exail 法国 Hydrins / Phins Subsea / Rovins / Phins Compact / Atlans / Octans / Quadrans H、M、G 7
Sonardyne 英国 SPRINT-Nav I / S / X / M / U / DP G 6
Advanced Navigation 澳大利亚 Boreas D70 / D90、Certus / Certus Evo M、O 4
Septentrio 比利时 AsteRx-i3 O 1
iMAR 德国 iNAT 系列 M 1
Honeywell 美国 HGuide n580 O 1
VectorNav 美国 VN-300 / VN-310 O 2
Inertial Labs(VIAVI) 美国 INS 系列 O 1
EMCORE 美国 GEO-FOG 3D Dual M 1
中海达 Hi-Target 中国 iPos MS08 / MS11 / MS12 / MS13 H 4
华测 CHCNAV 中国 CGI-830 / CGI-610 O 2
北云 Bynav 中国 X903 / X904 / X906 / X910 / X1-7H O 5
星网宇达 StarNeto 中国 XW-GI5651 O 1
ComNav(SinoGNSS) 中国 K825 O 1
Unicore 中国 UM681 O 1
Tamagawa Seiki 日本 TAG350 O 1

表注:Inertial Labs 于 2024 年 12 月被 VIAVI Solutions 宣布收购,2025 年第一季度完成交割。Kongsberg 的相关业务单元现称 Kongsberg Discovery。Exail 由 ECA Group 与 iXblue 于 2022 年合并形成。


4. 核心性能参数总表

4.1 参数表读法

表 4-1 参数总表的取值规则

项目 规则
Roll/Pitch 与 Heading 取 RTK 或有 GNSS 条件;水下型号取无辅助条件并单独标注
Heave 取实时值;延迟升沉单列于第 7 章
失锁位置 取 RTK 起算的 60 秒值;另有时长者单独标注
空缺处理 “未公开"表示厂商现行资料无对应值,不代表性能低
可信度 A 为厂商现行 Datasheet,B 为厂商官网页面

4.2 核心型号参数总表

表 4-2 海测组合导航核心型号统一参数

型号 国别 类别 惯性技术 Roll/Pitch Heading 实时 Heave 失锁 60 s 统计基准 可信度
Applanix POS MV Elite 加拿大 H 未公开 0.003° 0.015°@2m;0.008°@4m 5 cm 或 5%,≤20 s ~0.5 m A
Applanix POS MV OceanMaster 加拿大 H 未公开 0.010° 0.020°@2m;0.010°@4m 5 cm 或 5%,≤20 s ~3 m A
Applanix POS MV WaveMaster II 加拿大 H 未公开 0.020° 0.030°@2m;0.015°@4m 5 cm 或 5%,≤20 s ~9 m A
Applanix POS MV SurfMaster 加拿大 H 未公开 0.030° 0.080°@2m;0.060°@4m 5 cm 或 5%,≤20 s 未公开 B
Kongsberg Seapath 385-R4 挪威 H MGC/MRU 依配置 0.005° 0.007°@4m 1 cm 或 1%,≤10 s 0.08 m RMS A
Kongsberg Seapath 385-R3 挪威 H MGC/MRU 依配置 0.007° 0.010°@4m 1 cm 或 1%,≤10 s 0.2 m RMS A
Kongsberg Seapath 385-5+ 挪威 H MGC/MRU 依配置 0.005° 0.020°@4m 1 cm 或 1%,≤10 s 0.3 m RMS A
Kongsberg Seapath 385-R2 挪威 H MGC/MRU 依配置 0.008° 0.020°@4m 1 cm 或 1%,≤10 s 0.6 m RMS A
Kongsberg Seapath 385-5/60 挪威 H MGC/MRU 依配置 0.008° 0.030°@4m 1 cm 或 1%,≤10 s 0.6 m RMS A
Kongsberg Seapath 385-3/40 挪威 H MGC/MRU 依配置 0.010° 0.050°@4m 2 cm 或 2%,≤10 s 1.6 m RMS A
Exail Hydrins 法国 H FOG 0.0025° 0.010°;0.05° secLat 5 cm 或 5%,≤25 s 0.30 m RMS A
SBG Navsight Horizon 法国 H FOG 0.007° 0.010°@2m 5 cm,≤20 s 1.0 m 未标注 A
SBG Navsight Apogee 法国 H MEMS 0.008° 0.020°@2m;0.010°@4m 5 cm,≤20 s 4 m 未标注 A
SBG Navsight Ekinox 法国 H MEMS 0.015° 0.030°@2m;0.020°@4m 5 cm,≤20 s 3 m(30 s 值) 未标注 A
中海达 iPos MS08 中国 H 未公开 0.008° 0.020°@2m;0.010°@4m 5 cm 或 5% 2.5 m B
中海达 iPos MS11 中国 H FOG 0.010° 0.030°@2m;0.015°@4m 5 cm 或 5% 3 m B
中海达 iPos MS12 中国 H 未公开 0.020° 0.060°@2m;0.030°@4m 5 cm 或 5% 6 m B
中海达 iPos MS13 中国 H MEMS 0.030° 0.080°@2m;0.060°@4m 5 cm 或 5% 9 m B
Advanced Navigation Boreas D90 澳大利亚 M FOG 0.005° 0.010° secLat 2 cm 或 2%,周期未公开 未公开 未标注 B
Advanced Navigation Boreas D70 澳大利亚 M FOG 0.010° 0.100° secLat 2 cm 或 2%,周期未公开 未公开 未标注 B
Sonardyne SPRINT-Nav X 英国 G RLG 0.010° 0.010° secLat 5 cm 或 5%,≤10 s 0.3 m(无辅助) CEP50 / 1DRMS A
Sonardyne SPRINT-Nav S 英国 G RLG 0.010° 0.025~0.030° secLat 5 cm 或 5%,≤10 s 0.5 m(无辅助) CEP50 / 1DRMS A
Sonardyne SPRINT-Nav I 英国 G RLG 0.010° 0.040~0.050° secLat 5 cm 或 5%,≤10 s 1.2 m(无辅助) CEP50 / 1DRMS A
Exail Phins Subsea 法国 G FOG 0.010°(无辅助) 0.010~0.025° secLat 未公开 0.06 m(无辅助) CEP50 / RMS A
Exail Rovins 法国 G FOG 0.010°(无辅助) 0.040~0.070° secLat 未公开 0.2 m(无辅助) CEP50 / RMS A
NovAtel SPAN CPT7 加拿大 O MEMS(HG4930) 依配置 双天线 ALIGN 未公开 未公开 未标注 B
Honeywell HGuide n580 美国 O MEMS(HG4930) 见表注 见表注 未公开 未公开 未标注 B
VectorNav VN-300 美国 O MEMS 0.100°(动态) 0.300° 未公开 未公开 RMS A
Advanced Navigation Certus Evo 澳大利亚 O MEMS 0.030° 0.050° 未公开 未公开 未标注 B
华测 CHCNAV CGI-830 中国 O MEMS 未公开 0.100° 未公开 未公开 未标注 B
华测 CHCNAV CGI-610 中国 O MEMS 未公开 0.100° 未公开 未公开 未标注 B
北云 Bynav X910 中国 O FOG 未公开 未公开 未公开 未公开 未标注 B
北云 Bynav X1-7H 中国 O MEMS 未公开 0.080°@2m;0.050°@4m 未公开 未公开 未标注 B
ComNav K825 中国 O MEMS (0.3/R)° (0.15/R)° 未公开 未公开 未标注 B

表注一:Exail Hydrins 的 0.0025° 成立前提为 Datasheet 脚注所述——先在 GNSS 可用(1 m 标准差)条件下航行至少 30 分钟,并完成两次 60° 以上转向。开机即测达不到该值。

表注二:Kongsberg Seapath 385 全系按固定 4 m 天线基线公布,无 2 m 列。SBG Navsight Horizon 仅公布 2 m 列,无 4 m 列。

表注三:Sonardyne 与 Exail 水下型号的失锁值为完全无外部辅助条件下的 CEP50,与水面型号"由 RTK 进入失锁"的 1σ/RMS 值不同源,两组不可直接比较大小。

表注四:SBG Navsight Ekinox 的 3 m 对应 30 秒失锁,非 60 秒,原因见 8.6

表注五:Honeywell HGuide n580 的公开姿态指标存在新旧两组数值(旧值 Roll/Pitch <0.015°、Heading <0.03°;现行公开值 Pitch/Roll 0.01°、Heading 0.05°),无法判定哪一组对应当前硬件版本,按数据原则两组均不采用,该型号不进入本报告任何排行。

表注六:ComNav K825 的 R 表示双天线基线长度,单位为米。基线 2 m 时对应 Heading 0.075°、Roll/Pitch 0.15°。


5. 姿态精度

5.1 Roll/Pitch 排行

排行仅收录实时值,后处理值不并入。取值条件为 RTK 或有 GNSS,水下型号的无辅助值单独标注。

                    Roll/Pitch 实时精度(度,数值越小越优)
                                      0.020   0.040   0.060   0.080   0.100
                                        │       │       │       │       │
 1  Exail Hydrins        0.0025  ▌                                         [A] 有GNSS,需30min收敛
 2  POS MV Elite         0.003   ▌                                         [A] IARTK,1σ
 3  Boreas D90           0.005   ██                                        [B] RTK
 3  Seapath 385-5+/R4    0.005   ██                                        [A] RTK,RMS
 5  Seapath 385-R3       0.007   ███                                       [A] RTK,RMS
 5  SBG Horizon          0.007   ███                                       [A] RTK
 7  iPos MS08            0.008   ███                                       [B] RTK,1σ
 7  SBG Apogee           0.008   ███                                       [A] RTK
 7  Seapath 385-5/60     0.008   ███                                       [A] RTK,RMS
10  POS MV OceanMaster   0.010   ████                                      [A] IARTK,1σ
10  Seapath 385-3/40     0.010   ████                                      [A] RTK,RMS
10  iPos MS11            0.010   ████                                      [B] RTK,1σ
10  SPRINT-Nav I/S/X     0.010   ████                                      [A] 无辅助,1DRMS
10  Phins Subsea/Rovins  0.010   ████                                      [A] 无辅助,RMS
10  Boreas D70           0.010   ████                                      [B] RTK
16  SBG Ekinox           0.015   ██████                                    [A] RTK
17  POS MV WaveMaster II 0.020   ████████                                  [A] IARTK,1σ
17  iPos MS12            0.020   ████████                                  [B] RTK,1σ
19  POS MV SurfMaster    0.030   ████████████                              [B] IARTK,1σ
19  iPos MS13            0.030   ████████████                              [B] RTK,1σ
19  Certus Evo           0.030   ████████████                              [B] RTK
22  VectorNav VN-300     0.100   ████████████████████████████████████████  [A] 动态RMS

图 5-1 Roll/Pitch 实时精度排行

图注:条形长度按数值线性绘制,每格 0.0025°,横轴刻度与条形同标尺,条形末端正落在对应刻度上,可直接对读。方括号内为可信度等级,其后为取值条件。首位与末位相差 40 倍。

5.2 精度分档

表 5-1 Roll/Pitch 精度分档

档位 数值区间 型号 典型作业适配
第一档 ≤0.005° Exail Hydrins、POS MV Elite、Boreas D90、Seapath 385-5+ 与 -R4 深水与大开角多波束
第二档 0.005°~0.010° Seapath 385-R3 与 -5/60、SBG Horizon 与 Apogee、iPos MS08 中深水多波束
第三档 0.010°~0.030° POS MV OceanMaster 与 WaveMaster II、iPos MS11 与 MS12、SBG Ekinox、SPRINT-Nav 全系、Phins Subsea、Rovins、Boreas D70 浅水多波束
第四档 >0.030° POS MV SurfMaster、iPos MS13、Certus Evo、VectorNav VN-300 单波束与无人船导航

表注:第三档中的 Sonardyne 与 Exail 水下型号按无辅助条件公布,在有辅助条件下不劣于该值,档位归属受公开口径影响。

5.3 姿态误差对横向位置的影响机理

外侧波束的横向位置误差与姿态误差的关系为:

横向误差 = 斜距 × tan(姿态误差)

按该式计算的结果如下。

xychart-beta
    title "姿态误差引起的外侧波束横向误差(斜距 200 m)"
    x-axis ["0.0025°", "0.005°", "0.010°", "0.020°", "0.030°", "0.050°", "0.100°"]
    y-axis "横向误差(cm)" 0 --> 36
    line [0.87, 1.75, 3.49, 6.98, 10.47, 17.45, 34.91]
    bar [0.87, 1.75, 3.49, 6.98, 10.47, 17.45, 34.91]

图 5-2 姿态误差与横向位置误差的关系(斜距 200 m)

图注:数值为按上式直接计算的几何量,属推算值,非厂商公布值。斜距 200 m 约对应水深 100 m、波束开角 ±60° 的外侧波束。

表 5-2 不同斜距下的横向误差(单位:cm)

姿态误差 斜距 50 m 斜距 100 m 斜距 200 m 斜距 400 m
0.0025° 0.22 0.44 0.87 1.75
0.005° 0.44 0.87 1.75 3.49
0.010° 0.87 1.75 3.49 6.98
0.020° 1.75 3.49 6.98 13.96
0.030° 2.62 5.24 10.47 20.94
0.050° 4.36 8.73 17.45 34.91
0.100° 8.73 17.45 34.91 69.81

表注:全表为按几何公式的推算值。该误差仅为总传播不确定度的一个分量,实际成果精度还受定位、声速剖面、潮位、吃水与安装角标定残差影响。

5.4 有辅助与无辅助口径的区分

表 5-3 姿态值的取值条件分组

取值条件 型号 说明
RTK 或有 GNSS POS MV 全系、Seapath 全系、SBG 全系、iPos MS 全系、Boreas、Certus Evo、VN-300 常规水面作业条件
有 GNSS 且滤波器充分收敛 Exail Hydrins 需航行 30 min 并完成两次 60° 以上转向
完全无外部辅助 SPRINT-Nav 全系、Phins Subsea、Rovins 水下作业的常态条件

表注:三组条件下的数值不构成严格可比关系。无辅助值在有辅助条件下不会劣化,因此第三组型号的实际能力不低于表中数值。


6. 航向精度

双天线航向精度与基线长度直接相关,未标注基线的航向数值不具备比较意义。

6.1 2 m 基线排行

                         双天线航向精度 @2 m 基线(度)
                                     0.020   0.040   0.060   0.080
                                       │       │       │       │
 1  SBG Horizon          0.010  ████                              [A]
 2  POS MV Elite         0.015  ██████                            [A]
 3  POS MV OceanMaster   0.020  ████████                          [A]
 3  SBG Apogee           0.020  ████████                          [A]
 3  iPos MS08            0.020  ████████                          [B]
 6  POS MV WaveMaster II 0.030  ████████████                      [A]
 6  SBG Ekinox           0.030  ████████████                      [A]
 6  iPos MS11            0.030  ████████████                      [B]
 9  iPos MS12            0.060  ████████████████████████          [B]
10  iPos MS13            0.080  ████████████████████████████████  [B]
10  Bynav X1-7H          0.080  ████████████████████████████████  [B]

图 6-1 双天线航向精度排行(2 m 基线)

图注:每格 0.0025°,条形末端正落在对应刻度上。Kongsberg Seapath 385 全系仅公布 4 m 基线值,不出现在本图。

6.2 4 m 基线排行

                         双天线航向精度 @4 m 基线(度)
                                     0.020   0.040   0.060
                                       │       │       │
 1  Seapath 385-R4       0.007  ███                       [A]
 2  POS MV Elite         0.008  ███                       [A]
 3  Seapath 385-R3       0.010  ████                      [A]
 3  POS MV OceanMaster   0.010  ████                      [A]
 3  SBG Apogee           0.010  ████                      [A]
 3  iPos MS08            0.010  ████                      [B]
 7  POS MV WaveMaster II 0.015  ██████                    [A]
 7  iPos MS11            0.015  ██████                    [B]
 9  Seapath 385-5+/R2    0.020  ████████                  [A]
 9  SBG Ekinox           0.020  ████████                  [A]
11  iPos MS12            0.030  ████████████              [B]
11  Seapath 385-5/60     0.030  ████████████              [A]
13  Bynav X1-7H          0.050  ████████████████████      [B]
13  Seapath 385-3/40     0.050  ████████████████████      [A]
15  iPos MS13            0.060  ████████████████████████  [B]

图 6-2 双天线航向精度排行(4 m 基线)

图注:每格 0.0025°,条形末端正落在对应刻度上。SBG Navsight Horizon 仅公布 2 m 基线值,不出现在本图。两张排行图的首位型号不同,说明基线长度对名次具有决定性影响。

6.3 基线长度的影响

同一型号在两种基线下的公开值对比如下。

xychart-beta
    title "同型号 2 m 与 4 m 基线航向精度对比(单位:0.001 度)"
    x-axis ["POS MV Elite", "OceanMaster", "WaveMaster II", "SBG Apogee", "SBG Ekinox", "iPos MS08", "iPos MS11", "iPos MS12", "iPos MS13"]
    y-axis "Heading(0.001°)" 0 --> 85
    bar [15, 20, 30, 20, 30, 20, 30, 60, 80]
    line [8, 10, 15, 10, 20, 10, 15, 30, 60]

图 6-3 基线长度对航向精度的影响

图注:柱为 2 m 基线值,折线为 4 m 基线值,单位均为 0.001°。九个型号中有八个在基线加倍后精度提升约一倍,SBG Ekinox 为提升 1.5 倍。

表 6-1 基线加倍带来的精度提升倍数

型号 2 m 基线 4 m 基线 提升倍数
POS MV Elite 0.015° 0.008° 1.88
POS MV OceanMaster 0.020° 0.010° 2.00
POS MV WaveMaster II 0.030° 0.015° 2.00
SBG Apogee 0.020° 0.010° 2.00
SBG Ekinox 0.030° 0.020° 1.50
iPos MS08 0.020° 0.010° 2.00
iPos MS11 0.030° 0.015° 2.00
iPos MS12 0.060° 0.030° 2.00
iPos MS13 0.080° 0.060° 1.33

表注:提升倍数为 2 m 值除以 4 m 值,由厂商公开的两列数值直接相除得到。实际安装中基线长度受船体挠曲、天线杆变形、多路径与基线标定误差限制。

6.4 双天线航向与惯性寻北的区别

表 6-2 两类航向源对照

对比项 双天线 GNSS 航向 惯性寻北航向
原理 估算两天线间的相对位置向量 感知地球自转角速率确定真北
GNSS 依赖 完全依赖 不依赖
精度与纬度的关系 无关 按 secLat 劣化,高纬度下降
精度与基线的关系 基线越长越优 无关
初始化 取得固定解后快速完成 需专门对准时长
器件要求 双 GNSS 天线 FOG、RLG 或 HRG 等级陀螺
抗欺骗能力 受 GNSS 欺骗影响 不受影响

表注:secLat 为纬度余弦的倒数。在纬度 60° 处,secLat 等于 2,寻北航向误差为标称值的两倍。

6.5 惯性寻北能力排行

                                    惯性寻北航向精度(度 secLat)
                          0.010   0.025  0.040 0.050        0.100
                            │       │      │     │            │
 1  Boreas D90       0.010  ████                                      [B] 无GNSS寻北
 1  SPRINT-Nav X     0.010  ████                                      [A] 双辅助,1DRMS
 1  Phins Subsea     0.010  ████                                      [A] GNSS/USBL/LBL 且 DVL
 4  SPRINT-Nav S     0.025  ██████████                                [A] 双辅助
 4  Phins Subsea     0.025  ██████████                                [A] 单一辅助源
 6  SPRINT-Nav S     0.030  ████████████                              [A] 单一辅助
 7  SPRINT-Nav I     0.040  ████████████████                          [A] 双辅助
 7  Exail Rovins     0.040  ████████████████                          [A] 双辅助
 9  SPRINT-Nav I     0.050  ████████████████████                      [A] 单一辅助
 9  Exail Hydrins    0.050  ████████████████████                      [A] 纯陀螺寻北,无GNSS
11  Exail Rovins     0.070  ████████████████████████████              [A] 单一辅助
12  Boreas D70       0.100  ████████████████████████████████████████  [B] 无GNSS寻北

图 6-4 惯性寻北航向精度排行

图注:本图包含两种口径。Boreas 与 Hydrins 的数值为完全无外部辅助的寻北精度;Sonardyne 与 Exail 水下型号的数值为有 DVL、USBL 或 LBL 辅助时的航向保持精度。两类口径回答的能力不同,同表排列仅用于展示数量级。


7. 升沉测量

升沉精度在脱离适用波周期上限的条件下不具备比较意义。标称 1 cm 但仅保证 10 s 周期的设备,在 20 s 长涌条件下的表现不必然优于标称 5 cm 且保证 20 s 周期的设备。

7.1 实时升沉排行

                        实时升沉精度与适用波周期
                        精度(cm)                    波周期上限
 1  Seapath 385-5/60 及以上   1 cm/1%   ██              ≤10 s     [A]
 2  Boreas D70/D90            2 cm/2%   ████            未公开     [B]
 2  Seapath 385-3/40          2 cm/2%   ████            ≤10 s     [A]
 4  SBG Navsight 全系         5 cm      ██████████      ≤20 s     [A]
 4  POS MV 全系               5 cm/5%   ██████████      ≤20 s     [A]
 4  Exail Hydrins             5 cm/5%   ██████████      ≤25 s     [A]
 4  SPRINT-Nav I/S/X          5 cm/5%   ██████████      ≤10 s     [A]
 4  中海达 iPos MS 全系       5 cm/5%   ██████████      未公开     [B]

图 7-1 实时升沉精度排行

图注:Boreas D70/D90 为本图中唯一未公开波周期上限的型号,其 2 cm 值与 Seapath 的 1 cm(≤10 s)不构成严格可比关系。

7.2 精度与波周期的二维关系

xychart-beta
    title "实时升沉:精度值与波周期上限"
    x-axis ["Seapath 5/60+", "Seapath 3/40", "SPRINT-Nav", "SBG Navsight", "POS MV", "Exail Hydrins"]
    y-axis "精度(cm)与周期(s)" 0 --> 28
    bar [1, 2, 5, 5, 5, 5]
    line [10, 10, 10, 20, 20, 25]

图 7-2 实时升沉精度与波周期上限的二维分布

图注:柱为精度值(cm),折线为波周期上限(s)。柱越低且折线越高的型号,在长周期涌浪条件下的综合表现越优。Boreas 因周期未公开不在本图。

7.3 延迟升沉对比

表 7-1 延迟升沉方案对照

型号 算法名称 精度 波周期上限 延迟量 可信度
Kongsberg Seapath 385 PFreeHeave 1 cm 或 1% ≤50 s 未公开 A
Applanix POS MV TrueHeave 2 cm 或 2% ≤35 s 无需整定,无稳定时间 A
SBG Navsight 延迟升沉 2 cm ≤40 s 内部计算 A
Exail Hydrins Smart Heave 2 cm 或 2% ≤30 s 固定 100 s A

表注:延迟升沉利用采集时刻之后的数据重新估计低频升沉分量,精度与适用周期均优于实时升沉。Applanix 公开资料说明 TrueHeave 无需针对特定海况整定滤波器且无稳定时间,因此不需要跑入线。

7.4 延迟量对应用场景的约束

表 7-2 延迟升沉的场景适配

应用场景 对延迟量的容忍度 适配结论
事后成图测深 完全容忍 四种方案均适用
实时质量监控 容忍数秒 固定 100 s 延迟的方案不适用
动力定位 不容忍 仅实时升沉可用
吊装与波浪补偿 不容忍 仅实时升沉可用

表注:Exail Smart Heave 的 100 s 固定延迟在事后成图中不构成限制,在实时控制回路中构成排除条件。


8. GNSS 失锁位置保持

水面型号与水下型号的失锁指标口径不同。水面型号公布的是由 RTK 状态进入失锁后的水平位置误差,水下型号公布的是完全无外部辅助条件下的 CEP50。两组数值不可直接比较大小。

8.1 水面型号 60 秒失锁排行

                  由 RTK 进入 60 秒失锁后的水平位置误差(米)
                                  1   2       4       6       8
                                  │   │       │       │       │
 1  Seapath 385-R4       0.08  █                                     [A] RMS
 2  Seapath 385-R3        0.2  █                                     [A] RMS
 3  Seapath 385-5+        0.3  █                                     [A] RMS
 3  Exail Hydrins        0.30  █                                     [A] RMS
 5  POS MV Elite         ~0.5  ██                                    [A] 1σ
 6  Seapath 385-R2        0.6  ██                                    [A] RMS
 6  Seapath 385-5/60      0.6  ██                                    [A] RMS
 8  SBG Horizon           1.0  ████                                  [A] 未标注
 9  Seapath 385-3/40      1.6  ███████                               [A] RMS
10  iPos MS08             2.5  ██████████                            [B] 1σ
11  POS MV OceanMaster     ~3  ████████████                          [A] 1σ
11  iPos MS11               3  ████████████                          [B] 1σ
13  SBG Apogee              4  ████████████████                      [A] 未标注
14  iPos MS12               6  ████████████████████████              [B] 1σ
15  POS MV WaveMaster II   ~9  ████████████████████████████████████  [A] 1σ
15  iPos MS13               9  ████████████████████████████████████  [B] 1σ

图 8-1 水面型号 60 秒失锁位置误差排行

图注:每格 0.25 m,条形末端正落在对应刻度上。首位与末位相差 112 倍,因此 1 m 以下的四个型号在线性标尺下均压缩为 1 格,具体数值以数值列为准。SBG Navsight Ekinox 的 3 m 对应 30 秒失锁,不并入本图。

8.2 水下型号无辅助排行

                        完全无外部辅助的位置误差(米,CEP50)
                        0.06  0.2   0.3    0.5           1.2
                          │    │     │      │             │
 1  Exail Phins Subsea  0.06  ▌                                    [A] 60 s
 2  Exail Rovins        0.2   ███                                  [A] 60 s
 3  SPRINT-Nav X        0.3   █████                                [A] 60 s
 4  SPRINT-Nav S        0.5   ████████                             [A] 60 s
 5  SPRINT-Nav I        1.2   ████████████████████                 [A] 60 s

图 8-2 水下型号 60 秒无辅助位置误差排行

图注:全部为 CEP50 口径。Exail 同时公布 120 秒值,Sonardyne 未公布 120 秒值。

8.3 失锁时长与误差增长的关系

xychart-beta
    title "失锁时长与位置误差的增长关系"
    x-axis ["0 s", "30 s", "60 s", "120 s"]
    y-axis "位置误差(m)" 0 --> 4.5
    line [0.01, 0.03, 0.06, 0.3]
    line [0.01, 0.09, 0.2, 0.6]
    line [0.01, 1.2, 4, 4]

图 8-3 失锁时长与位置误差的增长关系

图注:三条曲线自下而上依次为 Exail Phins Subsea(60 s 0.06 m、120 s 0.3 m)、Exail Rovins(60 s 0.2 m、120 s 0.6 m)、SBG Navsight Apogee(60 s 4 m)。30 s 处的点除 Apogee 外为插值示意,非厂商公布值。Phins Subsea 由 60 s 到 120 s 误差增长 5 倍,Rovins 增长 3 倍,两者均非线性,因此不同时长的失锁值不可线性外推。

表 8-1 公布了两个时长的型号

型号 60 s 120 s 增长倍数 口径
Exail Phins Subsea 0.06 m 0.3 m 5.0 CEP50
Exail Rovins 0.2 m 0.6 m 3.0 CEP50

表注:两个型号的增长倍数不同,说明误差增长率与惯性器件等级相关,无法用统一系数换算。

8.4 失锁对姿态的影响

失锁期间位置与姿态的退化幅度存在数量级差异。

表 8-2 60 秒失锁前后的姿态对照

型号 失锁前 Roll/Pitch 失锁后 Roll/Pitch 失锁前 Heading 失锁后 Heading
Kongsberg Seapath 385 全系 0.005°~0.010° 不受影响 0.007°~0.050° 不受影响
Applanix POS MV Elite 0.003° 0.04° 0.015° 0.03°
Applanix POS MV OceanMaster 0.010° 0.03° 0.020° 每小时下降 1°
Applanix POS MV WaveMaster II 0.020° 0.04° 0.030° 每小时下降 <2°
SBG Navsight Horizon 0.007° 0.01° 0.010° 0.015°
中海达 iPos MS08 0.008° 0.03° 0.020° 每小时下降 <0.08°

表注:Kongsberg 现行 Datasheet 的表述为 “Roll, pitch, heading and heave are unaffected by a 60-second GNSS dropout”。POS MV Elite 的位置误差在失锁 60 秒后放大约 50 倍,而 Roll/Pitch 放大约 13 倍、Heading 放大约 2 倍。该差异表明短时失锁对多波束成果的主要影响为整体平移,而非波束扇面扭曲。

8.5 长期纯惯性与 DVL 辅助

                        长期纯惯性位置保持(1 海里对应时长)
 SPRINT-Nav X     ████████████████████████████████  8 小时      [A] CEP50
 SPRINT-Nav S     ██████████                        2.5 小时    [A] CEP50
 SPRINT-Nav I     ███                               45 分钟     [A] CEP50

图 8-4 长期纯惯性位置保持能力

图注:条形长度按时长线性绘制。舰船级惯导产品因用途非测绘不纳入本报告,其指标范围为 1 海里对应 4~72 小时。

表 8-3 DVL 辅助条件下的位置漂移

型号 典型测量 直线航行 口径 可信度
Sonardyne SPRINT-Nav X 0.01 %TD 未单列 CEP50 A
Exail Phins Subsea 0.01 %TD 0.05 %TD CEP50 A
Sonardyne SPRINT-Nav S 0.02 %TD 未单列 CEP50 A
Exail Rovins 0.02 %TD 0.1 %TD CEP50 A
Sonardyne SPRINT-Nav I 0.03 %TD 未单列 CEP50 A
SBG Navsight 全系 <0.2 %TD 未单列 未标注 A

表注:%TD 表示按行进距离的百分比。水面 INS 与水下专用 INS 的 DVL 辅助指标相差一个数量级,原因是两类产品的 DVL 定位不同——水面 INS 的 DVL 用于补充 GNSS 短时中断,水下 INS 的 DVL 为主要导航源。

8.6 30 秒值不能线性外推到 60 秒

SBG Navsight Ekinox 公布的失锁值为 30 秒条件下的 3 m。惯导误差随时间的增长为非线性过程,8.3 节的实测数据表明增长倍数在 3 至 5 倍之间且因型号而异。因此 30 秒的 3 m 不能换算为 60 秒的 6 m,该型号在 8.1 节排行中不予列入。


9. 初始化与对准时间

9.1 各类时间指标

xychart-beta
    title "初始化与对准时间对比(秒)"
    x-axis ["K825 信号重捕", "K825 RTK初始化", "K825 热启动", "K825 冷启动", "X1 温启动", "X1 冷启动", "SPAN 静态粗对准", "Boreas 陀螺寻北", "SPRINT-Nav DVL对准"]
    y-axis "时间(秒)" 0 --> 320
    bar [1, 5, 10, 20, 30, 45, 45, 120, 300]

图 9-1 初始化与对准时间对比

图注:全部为厂商公开的上限值。SPAN 静态粗对准的 45 s 适用于能够测出地球自转的 IMU,不适用于 CPT7,说明见 9.2。

表 9-1 初始化与对准时间明细

型号 时间类型 数值 可信度
ComNav K825 信号重捕 <1 s B
ComNav K825 RTK 初始化 <5 s B
ComNav K825 热启动 <10 s B
ComNav K825 冷启动 <20 s B
北云 Bynav X1-7H 温启动 ≤30 s B
北云 Bynav X1-7H 冷启动 ≤45 s B
NovAtel SPAN(支持静态对准的 IMU) 静态粗对准 约 45 s B
NovAtel SPAN 双天线 ALIGN 辅助传递对准 取得固定整数解后瞬时完成 B
Advanced Navigation Boreas D70/D90 无 GNSS 陀螺寻北粗对准 120 s B
Sonardyne SPRINT-Nav DVL 辅助对准 <300 s A

9.2 对准方式的适用性

表 9-2 对准方式与适用条件

对准方式 原理 适用条件 不适用情形
静态粗对准 静止感知地球自转 陀螺噪声水平低于地球自转率 15°/h HG4930 一类 IMU 不适用
动态对准 由 GNSS 速度矢量估计初始姿态 载体已进入航行状态 靠泊静止时不成立
双天线 ALIGN 辅助 由固定整数解直接给出航向 已安装第二根天线 单天线配置不成立
陀螺寻北 感知地球自转确定真北 FOG、RLG 或 HRG 等级陀螺 MEMS 等级不适用
DVL 辅助对准 由 DVL 速度约束加速收敛 距底高度在 DVL 量程内 中水层作业受限

表注:NovAtel OEM7 官方文档说明,HG4930 一类 IMU 无法完成静态粗对准,原因为该等级陀螺无法准确测出地球自转。NovAtel CPT7 采用的正是 HG4930,其默认对准方式为动态对准。因此 CPT7 在靠泊静止状态下不能完成对准,需进入航行状态或配置双天线。

9.3 对准完成与达到标称精度的区别

NovAtel SPAN 官方手册对状态的划分为:粗对准完成后进入导航模式,随后依靠载体机动继续估计 IMU 误差,滤波器收敛后达到完整规格。

因此对准时间与达到标称精度的时间为两个不同指标。Exail Hydrins 的 0.0025° 需要 30 分钟航行加两次 60° 以上转向,即为该区别的具体体现。厂商公开的对准时间均指前者。


10. 接口协议与时间同步

10.1 协议能力分级

表 10-1 协议能力分级定义

级别 协议构成 典型产品类别 适用场景
一级 仅 NMEA 船用卫星罗经(本报告已排除) 助航、雷达、自动舵
二级 NMEA + 厂商 Binary Class O OEM 模块 自研集成平台
三级 NMEA + Binary + 海测电文 Class H 专业测绘 POS 多波束测深系统
四级 三级 + 精密授时 + 原始数据 Class H 高端型号 高精度测绘与后处理

表注:海测电文包括 TSS、Simrad、EM3000、Kongsberg/Seatex 等格式。四级增加 PPS、PTP、Event Mark、原始 GNSS 与原始 IMU 记录。

10.2 协议支持矩阵

表 10-2 主要型号的协议支持

型号 NMEA 0183 海测电文 厂商 Binary PPS PTP NTP 原始数据记录
Applanix POS MV 支持 Hydro 生态 支持 支持 未公开 未公开 原始 GNSS 与 IMU
Kongsberg Seapath 385 支持 Kongsberg 支持 支持 支持 支持 原始卫星与 IMU
SBG Navsight 支持 TSS、Simrad 支持 支持 支持 未公开 支持 PPK
Exail Hydrins 支持 TSS Exail STD BIN 支持 未公开 支持 4 Gb 内置记录
中海达 iPos MS 支持 TSS1、EM3000 支持 支持 未公开 未公开 原始 IMU 与 GNSS
Advanced Navigation Boreas 支持 可扩展 ANPP 支持 未公开 未公开 未公开
Sonardyne SPRINT-Nav 未公开 未公开 厂商 API 未公开 未公开 未公开 64 GB 内置记录
NovAtel SPAN 支持 需集成 NovAtel Binary 支持 未公开 未公开 原始 GNSS 与 IMU
ComNav K825 支持 ComNav Binary 支持 未公开 未公开 未公开
华测 CHCNAV CGI 按固件确认 厂商协议 支持 支持 未公开 未公开 未公开

表注:Exail 全线公开支持 130 种以上输出协议。Class O 产品普遍不提供海测电文,该部分由集成商在系统层实现。

10.3 输出频率

xychart-beta
    title "姿态数据最高输出频率(Hz)"
    x-axis ["Boreas D70/D90", "iPos MS 全系", "VN-300", "POS MV", "Seapath 385", "Exail Hydrins", "SPAN CPT7", "HGuide n580", "CGI-610", "K825"]
    y-axis "输出频率(Hz)" 0 --> 1050
    bar [1000, 500, 400, 200, 200, 200, 200, 100, 100, 20]

图 10-1 姿态数据最高输出频率

图注:VN-300 的 400 Hz 为内置扩展卡尔曼滤波器运行频率。Exail Hydrins 的输出范围为 0.1 Hz 至 200 Hz 连续可配。中海达 iPos MS 的 NMEA 最高输出为 50 Hz,POS MV 的 NMEA 最高输出为 50 Hz。

10.4 时间同步精度

表 10-3 时间同步能力对照

型号 1PPS 精度 时标精度 网络授时 可信度
Kongsberg Seapath 385 220 ns 0.001 s PTP 与 NTP A
Applanix POS MV 未公开 微秒级 未公开 A
ComNav K825 20 ns 未公开 未公开 B
Exail Hydrins 未公开 未公开 NTP A
SBG Navsight 未公开 未公开 PTP A

表注:ComNav K825 的 20 ns 为授时精度指标,该型号为 OEM 模块,与整机产品的 1PPS 输出精度指标定义不完全一致。

10.5 标准 NMEA 的能力边界

传统 NMEA 语句 GGA、RMC、HDT 的设计目标为低频导航。多波束测深所需的数据项包括 100 Hz 至 500 Hz 的姿态、精确时标、角速率、升沉、速度、质量标志位与延迟量,标准 NMEA 语句集不覆盖后四项。

因此三级与四级产品的典型架构为三路并行输出:NMEA 供导航与兼容设备使用,厂商 Binary 供多波束采集软件使用,PPS 或 PTP 供全系统时间同步使用。


11. GNSS 改正服务支持

高端产品的性能表按改正源分列,同一型号在不同改正源下的位置精度相差可达 30 倍以上。作业海域的改正服务可用性直接决定实际达到的位置精度。

11.1 改正源类型

表 11-1 改正源类型定义

改正源 提供方式 典型水平精度 覆盖限制
RTK 自建基准站或 CORS 网 0.006~0.01 m + ppm 受基线距离限制
商业 PPP Fugro Marinestar、Veripos Apex、Trimble CenterPoint RTX Marine 0.03~0.10 m 需订阅,全球覆盖
Galileo HAS 欧盟公开服务 0.1 m 免费,需接收机支持
DGNSS 差分播发 0.3~2 m 广域
SBAS WAAS、EGNOS、MSAS、GAGAN 米级 分区域覆盖
非差分 不使用任何改正 0.3 m 至米级 无限制

表注:商业 PPP 服务中,Fugro Marinestar 在海洋领域装机最广并提供 G4、G4+ 等多个等级;Veripos Apex 面向离岸动力定位市场;Trimble CenterPoint RTX Marine 为 POS MV 原生支持。

11.2 型号的改正源支持

表 11-2 主要型号的改正源支持与对应精度

型号 RTK 商业 PPP 其他改正源 可信度
Applanix POS MV Elite ±(8 mm + 1 ppm) Fugro Marinestar 水平 10 cm、垂直 15 cm(95%);CenterPoint RTX Marine 水平 3 cm、垂直 6 cm DGNSS 0.5~2 m;POSPac PPP 水平 <0.1 m、垂直 <0.2 m A
Kongsberg Seapath 385 0.01 m 实时 PPP 0.05 m;支持 Fugro G4/G4+ Galileo HAS 0.1 m;非差分 0.3 m;SBAS A
SBG Navsight 0.01 m + 0.5 ppm 支持 Fugro Marinestar PPK 见各等级表 A
Exail Hydrins 0.006 m + 0.5 ppm PPP 0.06 m DGNSS 0.30 m;SPS 1.20 m A

表注:POS MV 的性能表列为 DGNSS、Fugro Marinestar、IARTK、POSPac PPP、POSPac IAPPK、60 s 失锁、CenterPoint RTX Marine 共七列。Seapath 385 的性能表列为非差分、Galileo HAS、RTK、实时 PPP、推算 60 s 共五列。

11.3 改正源对位置精度的影响幅度

xychart-beta
    title "Exail Hydrins 在不同改正源下的水平位置精度(cm)"
    x-axis ["RTK/PPK", "PPP", "DGNSS", "SPS 单点"]
    y-axis "水平精度(cm)" 0 --> 130
    bar [0.6, 6, 30, 120]

图 11-1 同一型号在不同改正源下的位置精度跨度

图注:以 Exail Hydrins 为例,最优与最差改正源下的水平精度相差 200 倍。Kongsberg Seapath 385 的对应跨度为 RTK 0.01 m 至非差分 0.3 m,相差 30 倍。

11.4 非差分定位能力

Kongsberg Seapath 385 公开的非差分水平精度为 0.3 m,Datasheet 将其描述为 unique high-precision non-differential position algorithm。该指标表明在改正链路完全中断的条件下,现代高端 POS 的裸定位精度已进入分米级。

对浅水测深作业,0.3 m 的水平误差在多数情况下处于可接受范围。垂直基准的保障依赖潮位观测或 GNSS 高程配合大地水准面模型,不由该指标覆盖。


12. 综合分档与场景适配

12.1 综合分档

表 12-1 按公开指标的综合分档

档位 判据 型号
顶级 Roll/Pitch ≤0.005° 且 60 s 失锁 ≤0.5 m 且具备延迟升沉 Kongsberg Seapath 385-R4 与 -5+、Applanix POS MV Elite、Exail Hydrins
主力 Roll/Pitch 0.005°~0.015° 且公开完整海测指标 Kongsberg Seapath 385-R3、-R2、-5/60、-3/40,SBG Navsight Horizon 与 Apogee,中海达 iPos MS08 与 MS11,Applanix POS MV OceanMaster,Advanced Navigation Boreas D90
水下专用 无辅助 60 s ≤1.2 m 且具备 DVL 组合 Exail Phins Subsea 与 Rovins、Sonardyne SPRINT-Nav I/S/X
集成级 公开指标不完整,需集成商补足系统能力 Class O 全部 21 个型号

表注:分档依据为公开指标的完整度与数值,不含价格、交付周期与服务能力因素。

12.2 场景与能力需求

表 12-2 作业场景的关键指标门槛

作业场景 主导误差源 Roll/Pitch 门槛 其他关键指标
浅水单波束 定位、潮位 0.1° 量级 RTK 可用性
浅水多波束 定位、声速、姿态 0.01°~0.03° 实时升沉、PPS
深水与大开角多波束 姿态、声速 ≤0.005° 延迟升沉、时间同步、安装角标定
港口与桥下短时遮挡 失锁位置保持 0.01° 量级 60 s 失锁指标、RTK 快速恢复
无人船自主作业 航向、姿态 0.03° 量级 开放协议、体积功耗
水下测量 长期位置保持 0.01° 量级 %TD、无辅助保持时长、深度等级

表注:姿态精度在其非主导误差源的场景中,进一步提升对最终成果的改善有限。

12.3 场景与型号对应

表 12-3 场景候选型号

作业场景 候选型号
浅水单波束 中海达 iPos MS13、Advanced Navigation Certus Evo、华测 CGI-610、ComNav K825、Unicore UM681
浅水多波束 SBG Navsight Ekinox 与 Apogee、Applanix POS MV WaveMaster II 与 OceanMaster、中海达 iPos MS11 与 MS12
深水与大开角多波束 Applanix POS MV Elite、Kongsberg Seapath 385-R4 与 -5+、SBG Navsight Horizon、Exail Hydrins
港口与桥下短时遮挡 Kongsberg Seapath 385 全系、Exail Hydrins、SBG Navsight Horizon、Applanix POS MV Elite
无人船自主作业 Advanced Navigation Boreas D90 与 Certus Evo、SBG Navsight 全系、华测 CGI-830、北云 X9 系列、NovAtel SPAN、Septentrio AsteRx-i3、VectorNav VN-300
水下测量 Sonardyne SPRINT-Nav X、S、I 与 M、U、DP,Exail Phins Subsea 与 Rovins

表注:Kongsberg Seapath 385 各变体之间的指标差异显著,385-R4 与 385-3/40 的航向相差 7 倍、60 秒失锁相差 20 倍,选型时按具体变体确认。

12.4 国产型号的公开指标现状

表 12-4 国产型号的指标公开完整度

型号 Roll/Pitch Heading 实时 Heave 60 s 失锁 公开完整度
中海达 iPos MS08 已公开 已公开 已公开 已公开 完整
中海达 iPos MS11 已公开 已公开 已公开 已公开 完整
中海达 iPos MS12 已公开 已公开 已公开 已公开 完整
中海达 iPos MS13 已公开 已公开 已公开 已公开 完整
华测 CGI-830 未公开 已公开 未公开 未公开 部分
华测 CGI-610 未公开 已公开 未公开 未公开 部分
北云 X910 未公开 未公开 未公开 未公开 仅器件指标
北云 X1-7H 未公开 已公开 未公开 未公开 部分
星网宇达 XW-GI5651 已公开 已公开 未公开 未公开 部分
ComNav K825 已公开(公式) 已公开(公式) 未公开 未公开 部分

表注:北云 X9 系列公开的是陀螺零偏稳定性等器件指标(X910 ≤0.015°/h、X904 与 X906 ≤0.05°/h、X903 ≤0.1°/h),未公开整机的海测四项指标。器件指标与整机指标之间不存在可换算关系。

xychart-beta
    title "中海达 iPos MS 与国际同档型号 Roll/Pitch 对比(0.001 度)"
    x-axis ["POS MV Elite", "iPos MS08", "SBG Apogee", "iPos MS11", "POS MV OceanMaster", "iPos MS12", "POS MV WaveMaster II", "iPos MS13", "POS MV SurfMaster"]
    y-axis "Roll/Pitch(0.001°)" 0 --> 32
    bar [3, 8, 8, 10, 10, 20, 20, 30, 30]

图 12-1 国产与国际同档型号的可比指标对比

图注:仅纳入四项海测指标全部公开的国产型号。中海达 iPos MS 系列四个型号分别与 SBG Apogee、Applanix POS MV OceanMaster、WaveMaster II 与 SurfMaster 处于同一数值档位。

12.5 公开数据完整度的影响

部分国产高端型号公开的是陀螺零偏、加速度计零偏、RTK 精度与接口清单,缺少 Marine 条件下的 Roll/Pitch、60 秒失锁、延迟升沉与海试数据。在缺少这些指标的条件下,无法将其纳入本报告的横向排行。

该情况反映的是公开资料完整度差异,不构成对产品实际性能的评价。


13. 数据来源与版本

13.1 A 级数据的依据文档

表 13-1 A 级数据所依据的 Datasheet 版本

产品 文档编号或名称 版本日期
Applanix POS MV Elite PN 022520-021A-2 2025-01
Applanix POS MV OceanMaster PN 022520-029A-2 2025-01
Applanix POS MV WaveMaster II POSMV-WaveMaster-II_USL_0525 2025-05
Kongsberg Seapath 385 110-0063498/D 2025-09
SBG Navsight Marine MK011EN 未标注
Exail Hydrins V001 2026-01
Exail Phins Subsea V001 2023-01
Exail Rovins V002 2024-09
Sonardyne SPRINT-Nav Sonardyne_8384 2026-06
VectorNav VN-300 VN-300 Datasheet 未标注

表注:版本号不同的同名文档数值可能存在差异,复核时以本表所列版本为准。

13.2 厂商官方来源

表 13-2 厂商官方资料入口

厂商 官方链接
Trimble Applanix https://applanix.trimble.com/en/products/hardware/applanix-pos-mv
Kongsberg Discovery https://www.kongsberg.com/discovery/inertial-solutions/seapath/
SBG Systems https://www.sbg-systems.com/systems-surveyors/navsight-marine/
Exail https://www.exail.com/product-range/inertial-navigation-for-surface-operations
Sonardyne https://www.sonardyne.com/product/sprint-nav-family/
Advanced Navigation https://www.advancednavigation.com/inertial-navigation-systems/fog-gnss-ins/boreas/
NovAtel(Hexagon) https://docs.novatel.com/oem7/
Septentrio https://www.septentrio.com/en/products/gps/gnss-correction-services/correction-services-marine/marinestar
VectorNav https://www.vectornav.com/products/detail/vn-300
中海达 Hi-Target https://www.zhdgps.com/detail/IMU_GNSS-iPosMS11_13
华测 CHCNAV https://navigation.chcnav.com/products/chcnav-CGI-830
北云 Bynav https://www.bynav.com/cn/products/gnss-ins-integration/x9.html
ComNav(SinoGNSS) https://www.comnavtech.com/product/oem/K825.html
Fugro(改正服务) https://www.fugro.com/expertise/satellite-positioning
Veripos(改正服务) https://veripos.com/services

13.3 更新说明

本报告的检索日期为 2026-08-12。厂商规格持续更新,采购环节应重新下载对应硬件版本的最新 Datasheet 并核对本报告表 13-1 所列版本号。

Kongsberg 的官网路径已由 kongsberg.com/what-we-do/ocean-space/inertial-solutions/ 迁移至 kongsberg.com/discovery/。Applanix 的 applanix.com/downloads/products/specs/posmv/ 直链已失效,现行 Datasheet 通过产品页获取。


附录 A:完整参数数据库

按厂商分组,每型号一行。空缺项按数据原则标注为"未公开”。

表 A-1 Class H 专业测绘 POS 完整参数

型号 惯性技术 Roll/Pitch Heading @2m Heading @4m 实时 Heave 延迟 Heave 60 s 失锁 RTK 水平 输出频率 海测协议 可信度
POS MV Elite 未公开 0.003° 0.015° 0.008° 5 cm/5%,≤20 s 2 cm/2%,≤35 s ~0.5 m 8 mm + 1 ppm 200 Hz Hydro 生态 A
POS MV OceanMaster 未公开 0.010° 0.020° 0.010° 5 cm/5%,≤20 s 2 cm/2%,≤35 s ~3 m 8 mm + 1 ppm 200 Hz Hydro 生态 A
POS MV WaveMaster II 未公开 0.020° 0.030° 0.015° 5 cm/5%,≤20 s 2 cm/2%,≤35 s ~9 m 8 mm + 1 ppm 200 Hz Hydro 生态 A
POS MV SurfMaster 未公开 0.030° 0.080° 0.060° 5 cm/5%,≤20 s 2 cm/2%,≤35 s 未公开 未公开 200 Hz Hydro 生态 B
Seapath 385-R4 MGC/MRU 0.005° 未公开 0.007° 1 cm/1%,≤10 s 1 cm/1%,≤50 s 0.08 m 0.01 m 200 Hz Kongsberg A
Seapath 385-R3 MGC/MRU 0.007° 未公开 0.010° 1 cm/1%,≤10 s 1 cm/1%,≤50 s 0.2 m 0.01 m 200 Hz Kongsberg A
Seapath 385-5+ MGC/MRU 0.005° 未公开 0.020° 1 cm/1%,≤10 s 1 cm/1%,≤50 s 0.3 m 0.01 m 200 Hz Kongsberg A
Seapath 385-R2 MGC/MRU 0.008° 未公开 0.020° 1 cm/1%,≤10 s 1 cm/1%,≤50 s 0.6 m 0.01 m 200 Hz Kongsberg A
Seapath 385-5/60 MGC/MRU 0.008° 未公开 0.030° 1 cm/1%,≤10 s 1 cm/1%,≤50 s 0.6 m 0.01 m 200 Hz Kongsberg A
Seapath 385-3/40 MGC/MRU 0.010° 未公开 0.050° 2 cm/2%,≤10 s 1 cm/1%,≤50 s 1.6 m 0.01 m 200 Hz Kongsberg A
Exail Hydrins FOG 0.0025° 单天线 0.010° 不适用 5 cm/5%,≤25 s 2 cm/2%,≤30 s 0.30 m 6 mm + 0.5 ppm 200 Hz TSS A
SBG Navsight Horizon FOG 0.007° 0.010° 未公开 5 cm,≤20 s 2 cm,≤40 s 1.0 m 0.01 m + 0.5 ppm 未公开 TSS、Simrad A
SBG Navsight Apogee MEMS 0.008° 0.020° 0.010° 5 cm,≤20 s 2 cm,≤40 s 4 m 0.01 m + 0.5 ppm 未公开 TSS、Simrad A
SBG Navsight Ekinox MEMS 0.015° 0.030° 0.020° 5 cm,≤20 s 2 cm,≤40 s 3 m(30 s) 0.01 m + 0.5 ppm 未公开 TSS、Simrad A
中海达 iPos MS08 未公开 0.008° 0.020° 0.010° 5 cm/5% 未公开 2.5 m 8 mm + 1 ppm 500 Hz TSS1、EM3000 B
中海达 iPos MS11 FOG 0.010° 0.030° 0.015° 5 cm/5% 未公开 3 m 8 mm + 1 ppm 500 Hz TSS1、EM3000 B
中海达 iPos MS12 未公开 0.020° 0.060° 0.030° 5 cm/5% 未公开 6 m 8 mm + 1 ppm 500 Hz TSS1、EM3000 B
中海达 iPos MS13 MEMS 0.030° 0.080° 0.060° 5 cm/5% 未公开 9 m 8 mm + 1 ppm 500 Hz TSS1、EM3000 B

表注:Kongsberg Seapath 130 的完整参数未在现行 Datasheet 中与 385 系列并列公布,未纳入本表。Exail Hydrins 支持单天线航向,无双天线基线配置。

表 A-2 Class M 高端海测 INS 与 Class G 水下测量 INS 完整参数

型号 类别 惯性技术 Roll/Pitch 寻北航向 60 s 位置 120 s 位置 长期纯惯性 DVL 辅助 深度等级 可信度
Boreas D90 M FOG 0.005° 0.010° secLat 未公开 未公开 未公开 未公开 不适用 B
Boreas D70 M FOG 0.010° 0.100° secLat 未公开 未公开 未公开 未公开 不适用 B
EMCORE GEO-FOG 3D Dual M FOG 未公开 具备 未公开 未公开 未公开 可扩展 不适用 B
iMAR iNAT 系列 M FOG/RLG 依型号 依型号 依型号 依型号 依型号 依型号 依型号
SPRINT-Nav X G RLG 0.010° 0.010° secLat 0.3 m 未公开 1 nmi/8 h 0.01 %TD 4,000/6,000 m A
SPRINT-Nav S G RLG 0.010° 0.025° secLat 0.5 m 未公开 1 nmi/2.5 h 0.02 %TD 4,000/6,000 m A
SPRINT-Nav I G RLG 0.010° 0.040° secLat 1.2 m 未公开 1 nmi/45 min 0.03 %TD 4,000/6,000 m A
SPRINT-Nav M G RLG 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 300 m B
SPRINT-Nav U G RLG 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 B
SPRINT-Nav DP G RLG 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 浅水 B
Exail Phins Subsea G FOG 0.010° 0.010° secLat 0.06 m 0.3 m 未公开 0.01 %TD 6,000 m A
Exail Rovins G FOG 0.010° 0.040° secLat 0.2 m 0.6 m 未公开 0.02 %TD 3,000 m A
Exail Phins Compact G FOG 依型号 依型号 依型号 依型号 未公开 依型号 依型号
Exail Atlans M FOG 未公开 具备 未公开 未公开 未公开 不适用 不适用
Exail Octans M FOG 未公开 具备 未公开 未公开 未公开 不适用 依型号
Exail Quadrans M FOG 未公开 具备 未公开 未公开 未公开 不适用 不适用

表注:SPRINT-Nav 的寻北航向列取双辅助条件值,单一辅助条件值见 6.5 节。Sonardyne 与 Exail 的位置值均为 CEP50。SPRINT-Nav 全系升沉为 5 cm 或 5%,适用波周期 ≤10 s。SPRINT-Nav 出口不受 ITAR 管制,Exail 产品标注为 ITAR-free。

表 A-3 Class O OEM 与自主平台模块完整参数

型号 国别 惯性技术 Roll/Pitch Heading 陀螺零偏 RTK 水平 输出频率 冷启动 可信度
NovAtel SPAN CPT7 加拿大 MEMS(HG4930) 依配置 双天线 ALIGN 未公开 依配置 200 Hz 未公开 B
NovAtel SPAN CPT7700 加拿大 MEMS 依配置 双天线 ALIGN 未公开 依配置 200 Hz 未公开 B
NovAtel MarinePak7 加拿大 MEMS 依配置 双天线 ALIGN 未公开 依配置 未公开 未公开 B
Septentrio AsteRx-i3 比利时 MEMS 未公开 双天线 未公开 厘米级 未公开 未公开 B
VectorNav VN-300 美国 MEMS 0.100°(动态) 0.300° 未公开 1.0 m(无 RTK) 400 Hz 未公开 A
VectorNav VN-310 美国 MEMS 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 B
Honeywell HGuide n580 美国 MEMS(HG4930) 见 4.2 表注五 见 4.2 表注五 未公开 0.01 m 100 Hz 未公开 B
Inertial Labs INS 系列 美国 MEMS ~0.020° ~0.050° 未公开 厘米级 未公开 未公开 B
Advanced Navigation Certus Evo 澳大利亚 MEMS 0.030° 0.050° 0.2°/h 0.01 m 1000 Hz 未公开 B
Advanced Navigation Certus 澳大利亚 MEMS 未公开 未公开 未公开 0.01 m 1000 Hz 未公开 B
华测 CHCNAV CGI-830 中国 MEMS 未公开 0.100° 0.03°/h 0.01 m 未公开 未公开 B
华测 CHCNAV CGI-610 中国 MEMS 未公开 0.100° 2.7°/h 0.01 m 100 Hz 未公开 B
北云 Bynav X910 中国 FOG 未公开 未公开 ≤0.015°/h 未公开 未公开 未公开 B
北云 Bynav X906 中国 FOG 未公开 未公开 ≤0.05°/h 未公开 未公开 未公开 B
北云 Bynav X904 中国 FOG 未公开 未公开 ≤0.05°/h 未公开 未公开 未公开 B
北云 Bynav X903 中国 FOG 未公开 未公开 ≤0.1°/h 未公开 未公开 未公开 B
北云 Bynav X1-7H 中国 MEMS 未公开 0.080°@2m;0.050°@4m 0.5°/h 未公开 未公开 ≤45 s B
星网宇达 XW-GI5651 中国 MEMS ~0.1° ~0.1° 未公开 厘米级 未公开 未公开 B
ComNav K825 中国 MEMS (0.3/R)° (0.15/R)° 未公开 8 mm + 1 ppm 20 Hz <20 s B
Unicore UM681 中国 MEMS 未公开 未公开 未公开 厘米级 未公开 未公开 B
Tamagawa TAG350 日本 Z 轴 FOG + XY 轴 MEMS 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 未公开 B

表注:ComNav K825 的 R 表示双天线基线长度,单位为米。北云 X9 系列的陀螺零偏为常温 10 s 平滑条件下的值。器件级零偏指标与整机精度之间不存在可换算关系。


附录 B:数据可信度分级

B.1 分级定义

表 B-1 可信度分级

等级 含义 本报告是否采用
A 厂商现行官方 Datasheet 明确给出 采用
B 厂商官方网页明确给出 采用
C 厂商旧版或历史资料 不采用
D 经销商或第三方资料 不采用
E 用户实测或论文 不采用
未公开 标注为"未公开",不推算

B.2 本报告数据分级分布

pie showData title 附录 A 收录型号的可信度分布
    "B 级:厂商官网页面" : 31
    "A 级:现行官方 Datasheet" : 19
    "未标注:依型号或依配置" : 5

图 B-1 核心参数数据的可信度分布

图注:统计对象为附录 A 三张表实际收录的 55 个型号(Kongsberg Seapath 130 的完整参数未与 385 系列并列公布,未进入附录 A 表格,故 56 个型号中列表 55 个)。5 个"未标注"型号为 iMAR iNAT 系列与 Exail Phins Compact、Atlans、Octans、Quadrans,其参数随具体型号变化。所有排行榜仅采用 A 级与 B 级数据。

B.3 冲突数据的处理规则

表 B-2 数据冲突的处理方式

情形 处理方式 本报告实例
现行 Datasheet 有值 采用并标 A 级 POS MV 与 Seapath 的 60 s 失锁值
旧值与现行值冲突且旧值无法定位到具体文档 采用现行值,删除旧值 Exail 的位置保持指标
新旧两组值均存在且无法判定当前有效版本 两组均不采用,排除出排行 Honeywell HGuide n580 的姿态指标
厂商仅公布性能区间未逐一命名子型号 保留可溯源区间,不补充型号名 舰船级惯导的档位划分(本报告已整体排除)
二手摘要与原始 PDF 冲突 以原始 PDF 为准 Sonardyne 与中海达的参数表列对应关系

B.4 未公开项的统计

表 B-3 四项核心海测指标的公开情况

指标 已公开型号数 未公开型号数 公开率
Heading 32 24 57%
Roll/Pitch 30 26 54%
实时 Heave 23 33 41%
60 s 失锁位置 21 35 38%

表注一:统计基数为 56 个型号。“已公开"的判据为存在明确数值,“依配置"“依型号"“具备"等定性表述计入未公开。

表注二:Class H 的 18 个列表型号在四项指标上的公开率为 89%~100%,Class O 的 21 个型号在实时升沉与 60 秒失锁两项上的公开率为 0。整体公开率偏低主要由 Class O 造成,该部分能力由集成商在系统层实现并验证。

表注三:SBG Navsight Ekinox 公布的是 30 秒失锁值,在 60 秒失锁一项中计入未公开。Honeywell HGuide n580 因新旧数值冲突,在 Roll/Pitch 与 Heading 两项中计入未公开。