Rumore
Il rumore descrive fondamentalmente le variazioni casuali e indesiderate presenti nel segnale di uscita di qualsiasi sensore. Nella navigazione, tuttavia, questo concetto è particolarmente critico. Si riferisce alle fluttuazioni imprevedibili nelle misurazioni di sensori come accelerometri, giroscopi e ricevitori GPS/GNSS.
Anche in condizioni costanti, l'uscita del sensore non è mai perfettamente stabile. Di conseguenza, queste variazioni casuali introducono errori e deriva nella posizione calcolata. Possono inoltre influenzare le stime di velocità e assetto. Pertanto, comprendere le caratteristiche del rumore è essenziale per la progettazione di sistemi di navigazione affidabili.
In particolare, dobbiamo studiare la densità di rumore e l'instabilità del bias. In definitiva, questa conoscenza ci aiuta a progettare sistemi di navigazione affidabili. Minimizzarla è fondamentale. Garantisce il mantenimento dell'accuratezza della posizione nel tempo.
Il compito di un sensore è misurare qualcosa di specifico. Idealmente, un ingresso costante dovrebbe produrre un'uscita costante. Tuttavia, questa perfetta relazione raramente si verifica. Il rumore introduce fluttuazioni indesiderate e imprevedibili. Queste variazioni costituiscono la componente casuale del segnale. Esistono indipendentemente dal segnale di ingresso reale.
Il rumore corrompe di fatto la misurazione reale. Rende il segnale di uscita del sensore meno chiaro. Questa riduzione di chiarezza è spesso definita come uno scarso rapporto segnale-rumore. Alti livelli di rumore possono mascherare completamente le informazioni reali.
Ingegneri e scienziati lavorano per minimizzare il rumore. Ciò garantisce che i dati raccolti siano accurati e affidabili. Le sue origini possono essere interne o esterne al sensore. Le fonti interne includono effetti termici all'interno dell'elettronica. Le fonti esterne possono essere interferenze elettromagnetiche. Tecniche come il filtraggio e la schermatura aiutano a ridurne gli effetti indesiderati.
L'uso degli IMU nella mitigazione del rumore si concentra sulla combinazione dei punti di forza dei loro sensori interni—giroscopi e accelerometri—con riferimenti esterni (come il GNSS) tramite un filtraggio avanzato. Poiché i sensori IMU sono intrinsecamente rumorosi, il processo di mitigazione mira a ridurre la deriva posizionale risultante e a stabilizzare la stima dell'orientamento.
