Stronniczość

Powrót do słownika

Odchylenie to błąd systematyczny w pomiarach czujnika, polegający na stałym przesunięciu między wartością wyjściową czujnika a rzeczywistą wielkością fizyczną. Zazwyczaj występuje w tych samych jednostkach, co pomiar czujnika. Żyroskopy podają wyniki pomiarów w stopniach na godzinę (°/h) lub radianach na sekundę (rad/s). Wyniki pomiarów akcelerometrów są przedstawiane w metrach na sekundę kwadratową (m/s²) lub w wielokrotnościach przyspieszenia grawitacyjnego (g).

Odchylenie żyroskopu przejawia się jako stałe przesunięcie prędkości kątowej, co powoduje błędy w oszacowaniach orientacji, które kumulują się w czasie, nawet gdy czujnik jest nieruchomy. Odchylenie akcelerometru, podobnie, przejawia się jako stałe przesunięcie przyspieszenia, które po zintegrowaniu w czasie generuje błędy prędkości i położenia.

Wpływ w rzeczywistych przypadkach

W wielu zastosowaniach o wysokiej precyzji pomiary te zmieniają się i nie pozostają ściśle stałe. Warunki środowiskowe, takie jak temperatura, mogą wpływać na ich wartości. Inżynierowie kompensują te wahania poprzez kalibrację lub estymację w czasie rzeczywistym, aby utrzymać dokładne działanie.

W przeciwieństwie do szumu losowego, który waha się wokół zera, błąd systematyczny pozostaje stały i kumuluje się w czasie. Ta kumulacja czyni go krytycznym źródłem błędów w nawigacji inercyjnej.

Zintegrowane systemy nawigacyjne, takie jak INS wspomagany GNSS, aktywnie szacują i korygują błędy systematyczne za pomocą algorytmów fuzji czujników. Inżynierowie często wdrażają te algorytmy za pomocą filtrów Kalmana lub pokrewnych technik w celu utrzymania dokładnej nawigacji i niezawodnego działania.

Matematycznie pomiar czujnika (y_m) można zaprezentować jako sumę wartości prawdziwej (y_t), błędu systematycznego (b) oraz szumu losowego (n), gdzie składowa błędu systematycznego jest częścią deterministyczną, która napędza długoterminowy dryf.

Równanie: y_m = y_t + b + n

Inżynierowie muszą odpowiednio zidentyfikować, wyskalować i skompensować te parametry, aby zminimalizować skumulowane błędy nawigacyjne. Prawidłowe zarządzanie zapewnia precyzyjne pozycjonowanie i niezawodną orientację w czasie. Podejście to jest szczególnie istotne w środowiskach pozbawionych sygnału GNSS lub o wysokiej dynamice.

Inżynierowie mogą mierzyć wiele różnych parametrów w IMU i INS. Należą do nich m.in. stabilność błędu systematycznego w locie (in-run bias stability), powtarzalność oraz błąd systematyczny względem temperatury.