Упередженість

Повернутися до глосарію

Похибка — це систематична похибка у вимірюваннях датчика, що виражається у постійному відхиленні між вихідним сигналом датчика та справжньою фізичною величиною. Зазвичай вона виражається в тих самих одиницях, що й вимірювання датчика. Гіроскопи подають вимірювання в градусах на годину (°/год) або радіанах на секунду (рад/с). Вимірювання акселерометрів подаються в метрах на секунду в квадраті (м/с²) або в кратних величинах гравітаційного прискорення (g).

Похибка гіроскопа проявляється у вигляді постійного зміщення кутової швидкості, що призводить до похибок в оцінках орієнтації, які накопичуються з часом навіть тоді, коли датчик перебуває в нерухомому стані. Похибка акселерометра, аналогічно, проявляється у вигляді постійного зміщення прискорення, яке при інтегруванні за часом породжує похибки швидкості та положення.

Вплив на реальні випадки

У багатьох сферах застосування, що вимагають високої точності, ці вимірювання коливаються і не залишаються суто постійними. На їхні значення можуть впливати умови навколишнього середовища, такі як температура. Інженери компенсують ці коливання за допомогою калібрування або оцінювання в режимі реального часу, щоб забезпечити точність роботи.

На відміну від випадкового шуму, який коливається навколо нуля, похибка залишається систематичною і постійно накопичується з часом. Це накопичення робить її критичним джерелом похибок в інерційній навігації.

Інтегровані навігаційні системи, такі як GNSS-aided INS, активно оцінюють і коригують похибку за допомогою алгоритмів об’єднання даних з датчиків. Інженери часто реалізують ці алгоритми за допомогою фільтрів Калмана або подібних методів, щоб забезпечити точну навігацію та надійну роботу.

З математичної точки зору, вимірювання датчика (_ym) можна представити як суму істинного значення (_yt), похибки (b) та випадкового шуму (n), де компонент зміщення є детермінованою складовою, що зумовлює довгостроковий дрейф.

Рівняння: _{ym = yt +} b + n

Інженери повинні правильно ідентифікувати, калібрувати та компенсувати ці параметри, щоб мінімізувати сукупні навігаційні похибки. Правильне управління забезпечує точне позиціонування та надійну орієнтацію з плином часу. Цей підхід є особливо важливим у системах « GNSS » — «denied » або в середовищах з високою динамікою.

Інженери можуть вимірювати багато різних параметрів в інерційних вимірювальних системах (IMU) та системах « INS ». До них належать стабільність зміщення під час роботи, повторюваність та зміщення в залежності від температури.