Ruido
El ruido describe fundamentalmente las variaciones aleatorias y no deseadas presentes en la señal de salida de cualquier sensor. Sin embargo, en navegación este concepto es especialmente crítico. Se refiere a las fluctuaciones impredecibles en las mediciones de sensores como acelerómetros, giróscopos y receptores GPS/GNSS.
Incluso en condiciones constantes, la salida del sensor nunca es perfectamente estable. Como resultado, estas variaciones aleatorias introducen errores y deriva 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 de 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 de la posición 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 son el componente aleatorio de la señal. Existen independientemente de la señal de entrada real.
El ruido corrompe de manera efectiva la medición real. Hace que la señal de salida del sensor sea menos clara. Esta reducción en la claridad a menudo se denomina mala relación señal-ruido. Los niveles altos de ruido pueden enmascarar por completo la información verdadera.
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. Las fuentes internas incluyen efectos térmicos dentro de la electrónica. Las fuentes externas pueden ser interferencias electromagnéticas. Técnicas como el filtrado y el blindaje ayudan a reducir sus efectos no deseados.
El uso de IMU en la mitigación del ruido se centra en combinar las fortalezas de sus sensores internos —giróscopos y acelerómetros— con referencias externas (como GNSS) mediante un filtrado avanzado. Dado que los sensores IMU son intrínsecamente ruidosos, el proceso de mitigación tiene como objetivo reducir la deriva posicional resultante y estabilizar la estimación de la orientación.
