Ruido
El ruido describe, fundamentalmente, las variaciones aleatorias e indeseadas presentes en la señal de salida de cualquier sensor. Sin embargo, en el ámbito de la navegación, este concepto reviste una importancia especial. Se refiere a las fluctuaciones impredecibles en las mediciones de sensores como los acelerómetros, los giroscopios y los receptores GPS/GNSS .
Incluso en condiciones constantes, la señal de salida del sensor nunca es perfectamente estable. Como resultado, estas variaciones aleatorias introducen errores y desviaciones en la posición calculada. También pueden afectar a las estimaciones de velocidad y actitud. Por lo tanto, comprender las características del ruido es esencial para diseñar sistemas de navegación fiables.
En particular, debemos estudiar la densidad del ruido y la inestabilidad del sesgo. En última instancia, este conocimiento nos ayuda a diseñar sistemas de navegación fiables. Minimizarlo es clave. Garantiza que mantengamos la precisión posicional a lo largo del tiempo.
La función de un sensor es medir algo específico. Idealmente, una entrada estable debería producir una salida estable. Sin embargo, esta relación perfecta rara vez se cumple. El ruido introduce fluctuaciones no deseadas e impredecibles. Estas variaciones constituyen el componente aleatorio de la señal. Existen independientemente de la señal de entrada real.
El ruido distorsiona efectivamente la medición real. Hace que la señal de salida del sensor sea menos clara. A esta reducción de la claridad se la suele denominar una mala relación señal-ruido. Los altos niveles de ruido pueden enmascarar por completo la información real.
Los ingenieros y científicos trabajan para minimizar el ruido. Esto garantiza que los datos recopilados sean precisos y fiables. Sus fuentes pueden ser internas o externas al sensor. Entre las fuentes internas se incluyen los efectos térmicos dentro de los componentes electrónicos. Las fuentes externas pueden ser interferencias electromagnéticas. Técnicas como el filtrado y el blindaje ayudan a reducir sus efectos no deseados.
El uso de las IMU en la mitigación del ruido se centra en combinar las ventajas de sus sensores internos —giroscopios y acelerómetros— con referencias externas (como GNSS) mediante un filtrado avanzado. Dado que IMU los sensores son intrínsecamente ruidosos, el proceso de mitigación tiene como objetivo reducir la deriva posicional resultante y estabilizar la estimación de la orientación.
