Szum
Szum zasadniczo opisuje losowe, niepożądane wahania występujące w sygnale wyjściowym każdego czujnika. W nawigacji pojęcie to ma jednak szczególne znaczenie. Odnosi się ono do nieprzewidywalnych wahań odczytów z czujników, takich jak akcelerometry, żyroskopy oraz odbiorniki GPS/GNSS .
Nawet w stałych warunkach sygnał wyjściowy czujnika nigdy nie jest idealnie stabilny. W rezultacie te losowe wahania powodują błędy i dryft w obliczonej pozycji. Mogą one również wpływać na oszacowania prędkości i położenia. Dlatego zrozumienie charakterystyki szumu jest niezbędne do projektowania niezawodnych systemów nawigacyjnych.
W szczególności musimy zbadać gęstość szumu i niestabilność odchylenia. Ostatecznie ta wiedza pomaga nam projektować niezawodne systemy nawigacyjne. Kluczowe znaczenie ma jego minimalizacja. Zapewnia to utrzymanie dokładności pozycjonowania w czasie.
Zadaniem czujnika jest pomiar konkretnej wielkości. W idealnym przypadku stabilny sygnał wejściowy powinien dawać stabilny sygnał wyjściowy. Jednak ta idealna zależność rzadko ma miejsce. Szum wprowadza niepożądane, nieprzewidywalne wahania. Te wahania stanowią losową składową sygnału. Istnieją one niezależnie od rzeczywistego sygnału wejściowego.
Szum skutecznie zniekształca rzeczywisty pomiar. Sprawia, że sygnał wyjściowy czujnika jest mniej wyraźny. To pogorszenie wyraźności często określa się jako słaby stosunek sygnału do szumu. Wysoki poziom szumu może całkowicie przesłonić prawdziwą informację.
Inżynierowie i naukowcy pracują nad zminimalizowaniem szumu. Zapewnia to, że zebrane dane są dokładne i niezawodne. Jego źródła mogą być wewnętrzne lub zewnętrzne względem czujnika. Źródła wewnętrzne obejmują efekty termiczne występujące w układach elektronicznych. Źródłami zewnętrznymi mogą być zakłócenia elektromagnetyczne. Techniki takie jak filtrowanie i ekranowanie pomagają ograniczyć niepożądane skutki szumu.
Wykorzystanie modułów IMU w ograniczaniu szumu skupia się na połączeniu zalet ich wewnętrznych czujników — żyroskopów i akcelerometrów — z zewnętrznymi odniesieniami (takimi jak GNSS) za pomocą zaawansowanego filtrowania. Ponieważ czujniki IMU są z natury podatne na szumy, proces ograniczania szumu ma na celu zmniejszenie wynikającego z tego dryftu pozycyjnego oraz stabilizację oszacowania orientacji.
