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Bias
O viés refere-se a um erro sistemático nas medições do sensor, representando um desvio persistente entre a saída do sensor e a verdadeira grandeza física. Geralmente aparece nas mesmas unidades da medição do sensor. As medições dos giroscópios são expressas em graus por hora (°/h) ou radianos por segundo (rad/s). As medições dos acelerômetros são apresentadas em metros por segundo ao quadrado (m/s²) ou múltiplos da aceleração gravitacional (g).
O viés do giroscópio se manifesta como um desvio constante na taxa angular, resultando em erros nas estimativas de orientação que se acumulam ao longo do tempo, mesmo quando o sensor está parado. O viés do acelerômetro, da mesma forma, aparece como um desvio constante na aceleração, o que, quando integrado ao longo do tempo, gera erros de velocidade e posição.
Em muitas aplicações de alta precisão, essas medições variam e não permanecem estritamente constantes. Condições ambientais, como a temperatura, podem influenciar seus valores. Os engenheiros compensam essas variações por meio de calibração ou estimativa em tempo real para manter um desempenho preciso.
Ao contrário do ruído aleatório, que flutua em torno de zero, o viés permanece sistemático e se acumula continuamente ao longo do tempo. Esse acúmulo o torna uma fonte crítica de erro na navegação inercial.
Sistemas de navegação integrados, como INSGNSS, estimam e corrigem ativamente o viés usando algoritmos de fusão de sensores. Os engenheiros costumam implementar esses algoritmos com filtros de Kalman ou técnicas relacionadas para manter uma navegação precisa e um desempenho confiável.
Matematicamente, uma medição do sensor (ym) pode ser representada como a soma do valor verdadeiro (yt), o desvio (b) e ruído aleatório (n), em que a componente de desvio é a parte determinística que determina o desvio a longo prazo.Equação de
: ym = yt + b + n
Os engenheiros devem identificar, calibrar e compensar adequadamente para minimizar os erros cumulativos de navegação. O gerenciamento adequado garante posicionamento preciso e orientação confiável ao longo do tempo. Essa abordagem é especialmente crítica em ambientes GNSS ou altamente dinâmicos.
Os engenheiros podem medir diversos parâmetros em IMUs e INS. Entre eles estão a estabilidade do desvio durante a operação, a repetibilidade e o desvio em função da temperatura.
