Упередженість

Повернутися до глосарію

Зсув (bias) стосується систематичної похибки у вимірюваннях датчика, що представляє постійне зсунення між виходом датчика та справжньою фізичною величиною. Він зазвичай виражається в тих самих одиницях, що й вимірювання датчика. Вимірювання гіроскопів наводяться в градусах за годину (°/год) або радіанах за секунду (рад/с). Accelerometers measurements подаються в метрах на секунду в квадраті (м/с²) або кратностях прискорення вільного падіння (g).

Зсув гіроскопа проявляється як постійне зміщення кутової швидкості, що призводить до похибок в оцінках орієнтації, які накопичуються з часом, навіть коли датчик нерухомий. Подібним чином зсув акселерометра виглядає як постійне зміщення прискорення, яке при інтегруванні з часом генерує похибки швидкості та положення.

У багатьох високоточних застосуваннях ці вимірювання змінюються і не залишаються суворо постійними. Умови навколишнього середовища, такі як температура, можуть впливати на їхні значення. Інженери компенсують ці зміни за допомогою calibration або оцінювання в реальному часі для підтримки точної продуктивності.

На відміну від випадкового шуму, який коливається навколо нуля, зсув залишається систематичним і безперервно накопичується з часом. Це накопичення робить його критичним джерелом похибок в інерціальній навігації.

Інтегровані навігаційні системи, такі як GNSS-aided INS, активно оцінюють і виправляють зсув за допомогою алгоритмів злиття датчиків. Інженери часто реалізують ці алгоритми за допомогою фільтрів Калмана або суміжних метонік для підтримки точної навігації та надійної продуктивності.

Математично вимірювання датчика (y_m) можна представити як суму істинного значення (y_t), зсуву (b) і випадкового шуму (n), де компонент зсуву є детермінованою частиною, яка зумовлює довготривалий дрейф.

Equation: y_m = y_t + b + n

Інженери повинні належним чином ідентифікувати, калібрувати та компенсувати його, щоб мінімізувати сукупні навігаційні похибки. Правильне управління забезпечує точне позиціонування та надійну орієнтацію з часом. Цей підхід є особливо критичним в умовах GNSS-denied або умовах високої динаміки.

Інженери можуть вимірювати багато різних параметрів в IMU та INS. Вони включають стабільність нульового зсуву під час роботи, повторюваність та зсув залежно від температури.