INS & USBL Selection Guide - Exail Octans / Phins / Rovins / Gaps
惯性导航与USBL定位选型指南:Exail 全系列对比与综合解决方案惯性导航系统是所有水上水下测量的“定盘星”——多波束测深精度的一半由姿态决定,ROV/AUV 的导航定位全靠惯导+声学辅助,动力定位与海上施工更离不开高可靠航向基准。但 INS/AHRS/USBL 的型号体系往往让采购者犯难:0.01° 和 0.1° 差在哪?AHRS 和 INS 怎么分?Gaps USBL 和惯导又是什么关系?
普思海洋(Wedynamic Marine)提供 Exail(原 iXblue)全系列导航定位产品:水面 Octans/Quadrans/Phins/Hydrins、水下 Phins Subsea/Rovins/Rovins Nano、超短基线 Gaps M3/M5/M7,覆盖从姿态参考到深水组合导航的完整链条。本指南按“产品族定位 → 参数总表 → 场景对号 → 精度分级 → 组合方案 → 采购配置”的路径,帮您快速完成选型。
| 产品族 | 定位 | 代表型号 | 航向精度 | 典型平台 | 产品中心 |
|---|---|---|---|---|---|
| 水面姿态与惯导 | 光纤罗经/AHRS/INS,多波束测量链核心 | Octans 9 / Quadrans / Phins / Hydrins | 0.01°–0.1° | 测量船、工程船、USV | 水面惯导专区 |
| 水下惯性导航 | 钛合金耐压,DVL/USBL 紧耦合 | Phins Subsea / Rovins / Rovins Nano | 0.025°–0.15° | ROV、AUV、深拖 | 水下惯导专区 |
| Gaps 超短基线定位 | USBL 一体天线,免标定即装即用 | Gaps M3 / M5 / M7 | 斜距精度 0.2%(典型) | 水面船↔水下目标 | Gaps USBL 专区 |
| 军用/高动态补充:Marins M3/M5/M7 舰载惯导(详见 水面惯导专区,本指南以民用测量级产品为主) | |||||
① 产品类型——AHRS(姿态航向参考,无位置推算能力,如 Octans/Quadrans)与 INS(惯性导航,可自主推算位置,如 Phins/Hydrins)是两档产品:只要姿态选 AHRS,要位置/组合导航必须 INS。
② 航向精度——0.01° 级(Octans 9/Phins/Hydrins)是 IHO 特测与高端测量门槛;0.05°–0.1°(Rovins/Quadrans)满足一般工程导航;精度每上一个台阶价格显著变化,按任务规范选档即可。
③ 升沉(Heave)性能——多波束测量的隐形杀手:5 cm/5% 级实时升沉是测量级标配,后处理(PPP/PPK)可进一步提升,Hydrins 为海道测量专用优化。
④ 水下辅助手段——纯惯导会漂移:ROV/AUV 必须配 DVL(底跟踪)或 USBL/LBL 声学辅助;Phins Subsea 支持 DVL/USBL/深度计多源紧耦合,Rovins Nano 以极致体积换集成便利。
⑤ USBL 一体化——Gaps 把 USBL 天线与惯导做进同一钛合金外壳,出厂预标定、免杆免现场标定,M3/M5/M7 按作用距离(995 m/4,000 m/7,000 m)选档。

| 型号 | 类型 | 航向精度 | 姿态精度 | 耐压/安装 | 典型用途 | 详情 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 水面姿态与惯性导航|产品中心 | ||||||
| Octans 9 | AHRS 罗经+运动传感器 | 0.01°(GNSS 辅助) | 0.01° | 水面安装 | 多波束测量姿态基准、DP 参考 | 查看 |
| Phins | 高精度 INS | 0.01° | 0.01° | 水面安装 | 测量船组合导航、USBL 集成 | 查看 |
| Hydrins | 海道测量专用 INS | 0.01° | 0.01°(升沉优化) | 水面安装 | IHO 特测/1a 级多波束测量 | 查看 |
| Quadrans | AHRS 罗经+姿态参考 | 0.1° | 0.05° | 水面安装 | 工程船姿态/艏向基准,高性价比 | 查看 |
| Marins M3/M5/M7 | 军用/高动态 INS | 0.01°–0.02° | 0.01° | 水面/舰载 | 军用与特种高动态平台 | 查看 |
| 水下惯性导航(钛合金耐压)|产品中心 | ||||||
| Phins Subsea | 旗舰水下 INS | 0.025°(DVL 辅助) | 0.01° | 6,000 m | 深水 ROV/AUV 高精度组合导航 | 查看 |
| Rovins | 测量级水下 INS | 0.07°(DVL 辅助) | 0.02° | 3,000 m | ROV/AUV 测量作业主力 | 查看 |
| Rovins Nano | 紧凑型水下 INS | 0.15°(DVL 辅助) | 0.05° | 6,000 m | 小型 ROV/AUV 空间受限平台 | 查看 |
| Gaps 超短基线定位系统(USBL+INS 一体)|产品中心 | ||||||
| Gaps M3 | USBL 一体天线(浅水) | — | 内置惯导 | 作用距离 995 m | 浅水 ROV/潜水员/小型目标定位 | 查看 |
| Gaps M5 | USBL 一体天线(中深水) | — | 内置惯导 | 作用距离 4,000 m | 工作级 ROV/AUV 跟踪定位 | 查看 |
| Gaps M7 | USBL 一体天线(深水) | — | 内置惯导 | 作用距离 7,000 m | 深水作业与 AUV 回收定位 | 查看 |
注:精度为典型工况指标,以 Exail 官方 datasheet 为准;水下 INS 航向精度受 DVL/USBL 辅助质量影响。
| 应用场景 | 首选推荐 | 备选 | 选型理由 |
|---|---|---|---|
| 多波束海道测量(IHO 特测/1a) | Hydrins | Octans 9 | 升沉专项优化 + 0.01° 航向,边缘波束深度误差不超标 |
| 工程船姿态/DP 参考 | Octans 9 | Quadrans | 高更新率姿态输出,DP 系统认证惯用基准 |
| USV 无人船导航 | Quadrans | Phins | 姿态+艏向一体,预算敏感选 Quadrans,GNSS 失锁续航选 Phins |
| 深水 ROV 施工导航 | Phins Subsea + DVL | Rovins + DVL | DVL 紧耦合把漂移压到 0.02% 航程量级,6,000 m 钛合金耐压 |
| AUV 长航程测绘 | Rovins | Rovins Nano(小型 AUV) | 测量级精度与功耗平衡;小型平台用 Nano 换空间与载重 |
| ROV/AUV 水面跟踪定位 | Gaps M5 | Gaps M7(深水) | 一体天线免标定,吊放即测;与水下 INS 数据互检 |
| 潜水员/浅水小型目标定位 | Gaps M3 | — | 995 m 作用距离覆盖浅水作业区,小艇即可部署 |
| 军用/高动态舰载 | Marins M5/M7 | — | 抗冲击振动与纯惯性续航指标为军用等级 |
| 精度档位 | 航向精度 | 代表型号 | 适用规范 |
|---|---|---|---|
| 测量级(高端) | 0.01° | Octans 9 / Phins / Hydrins / Marins | IHO S-44 特测、DP-2/3、高精度施工 |
| 测量级(水下) | 0.025°–0.07° | Phins Subsea / Rovins | ROV/AUV 测量作业、路由调查 |
| 工程级 | 0.1°–0.15° | Quadrans / Rovins Nano | 一般导航定位、空间受限平台 |
| USBL 定位 | 斜距 0.2%(典型) | Gaps M3 / M5 / M7 | 水下目标绝对位置跟踪 |
水面测量链
Hydrins/Octans 9(姿态)+ SeaBat 多波束 + Valeport 声速 + CARIS 后处理 —— 详见 《多波束测深系统选型指南》 的测量链配套章节。
深水 ROV 导航定位链
Phins Subsea(水下 INS)+ DVL(底跟踪)+ Gaps M5/M7(水面 USBL)+ 深度计 —— 水下惯导给平滑相对轨迹,USBL 给绝对位置纠偏,两者融合误差最小。
AUV 自治导航链
Rovins/Rovins Nano + DVL +(可选)LBL/USBL 定期校正 —— 长航程靠 INS+DVL 保持精度,任务段间用声学定位复位漂移。
方案 A|海道测量船姿态套
Hydrins + GNSS 双天线 —— IHO 特测/1a 级多波束测量的姿态基准,0.01° 航向 + 优化升沉。
方案 B|工程船/USV 经济姿态套
Quadrans —— 0.1° 航向姿态,即装即用,成本友好,覆盖大多数工程船与无人船需求。
方案 C|深水 ROV 组合导航套
Phins Subsea + DVL + Gaps M5 —— 6,000 m 耐压全链路,水下 INS 与水面 USBL 双保险。
方案 D|小型 AUV 紧凑导航套
Rovins Nano + 微型 DVL —— 极致体积功耗,0.15° 级精度,小型平台测绘与巡检首选。
第 1 步|定平台:水面船 / USV / ROV / AUV?水下平台直接看 Phins Subsea/Rovins 系列。
第 2 步|定要姿态还是位置:只要姿态航向 → AHRS(Octans/Quadrans);要位置推算 → INS(Phins/Hydrins)。
第 3 步|定精度等级:对照任务规范(IHO 特测 0.01° / 一般工程 0.1°)选档,避免过度采购。
第 4 步|配辅助传感器:水下平台必配 DVL;需要绝对位置加 Gaps USBL;多波束测量加声速仪。
第 5 步|发需求复核:把“平台+精度+辅助条件+预算区间”发到 sales@wedynamics.com.cn,销售工程师 1 个工作日内给出书面选型建议与报价。
Q1:AHRS 和 INS 到底差在哪?
AHRS 输出姿态+航向(需外部速度/位置源才能定位);INS 内置导航解算,可自主推算位置并与 DVL/USBL 紧耦合。只做姿态基准买 AHRS(Octans/Quadrans),水下导航必须 INS(Phins Subsea/Rovins)。
Q2:多波束测量为什么必须 0.01° 惯导?
姿态误差会放大为边缘波束深度误差:100 m 水深、60° 边缘波束处,0.05° 姿态误差约产生 15 cm 误差,直接超出 IHO 1a 限值。0.01° 航向 + 5 cm 升沉是特测级安全线。
Q3:Gaps USBL 和传统 USBL 有什么区别?
Gaps 把相控阵天线、惯导、声学处理做进一个钛合金球头,出厂预标定,吊放即用;传统分体 USBL 需要安装标定与杆架。代价是作用距离分档固定(995/4,000/7,000 m),按作业深度选档即可。
Q4:水下 INS 不配 DVL 会怎样?
纯惯性解算位置随时间漂移(典型 0.1%–1% 航程量级),长航时任务误差不可接受。DVL 底跟踪提供速度观测把漂移压到 0.02% 量级;无 DVL 时必须用 USBL/LBL 频繁校正。
Q5:能提供集成与培训吗?
可以。普思海洋提供惯导+USBL+多波束成套集成、安装标定、海上联调与操作培训,备件与维修件常备,详见文末联系方式。
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