노이즈
노이즈는 기본적으로 모든 센서의 출력 신호에 존재하는 무작위의 원치 않는 변동을 의미합니다. 그러나 항법에서는 이 개념이 특히 중요합니다. 이는 가속도계, 자이로스코프, GPS/GNSS 수신기와 같은 센서 측정값의 예측 불가능한 변동을 나타냅니다.
일정한 조건에서도 센서 출력은 결코 완벽하게 일정하지 않습니다. 결과적으로 이러한 무작위 변동은 계산된 위치에 오차와 표정(drift)을 유발합니다. 또한 속도 및 자세 추정치에도 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 신뢰할 수 있는 항법 시스템을 설계하려면 노이즈 특성을 이해하는 것이 필수적입니다.
특히 노이즈 밀도(noise density)와 바이어스 불안정성을 연구해야 합니다. 궁극적으로 이러한 지식은 신뢰할 수 있는 항법 시스템을 설계하는 데 도움이 됩니다. 이를 최소화하는 것이 핵심입니다. 이를 통해 시간에 따라 위치 정확도를 유지할 수 있습니다.
센서의 역할은 특정 항목을 측정하는 것입니다. 이상적으로는 안정적인 입력이 안정적인 출력을 생성해야 합니다. 그러나 이 완벽한 관계는 거의 성립하지 않습니다. 노이즈는 원치 않는 예측 불가능한 변동을 유발합니다. 이러한 변동은 신호의 무작위 구성 요소입니다. 이는 실제 입력 신호와 독립적으로 존재합니다.
노이즈는 실제로 실제 측정을 손상시킵니다. 센서의 출력 신호를 불명확하게 만듭니다. 선명도가 떨어지는 이러한 현상을 흔히 불량 신호 대 잡음비라고 합니다. 높은 노이즈 수준은 실제 정보를 완전히 마스킹할 수 있습니다.
엔지니어와 과학자들은 노이즈를 최소화하기 위해 노력합니다. 이를 통해 수집된 데이터의 정확성과 신뢰성이 보장됩니다. 그 출처는 센서 내부 또는 외부일 수 있습니다. 내부 소스에는 전자기기의 열 효과가 포함됩니다. 외부 소스는 전자기 간섭일 수 있습니다. 필터링 및 차폐와 같은 기법은 원치 않는 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다.
노이즈 완화에서 IMU의 사용은 고급 필터링을 통해 내부 센서(자이로스코프 및 가속도계)의 강점을 외부 기준(GNSS 등)과 결합하는 데 중점을 둡니다. IMU 센서는 본질적으로 노이즈가 있으므로 완화 프로세스는 결과적인 위치 표정을 줄이고 방향 추정치를 안정화하는 것을 목표로 합니다.
