偏差

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零偏是指传感器测量中的系统误差，表示传感器输出与真实物理量之间持续存在的偏差。它通常以与传感器测量相同的单位出现。陀螺仪报告的测量单位为每小时度 (°/h) 或每秒弧度 (rad/s)。加速度计测量值以米每二次方秒 (m/s²) 或重力加速度的倍数 (g) 表示。

陀螺仪零偏表现为恒定的角速率偏移，导致姿态估计中产生随时间累积的误差，即使传感器静止时也是如此。类似地，加速度计零偏表现为恒定的加速度偏移，当随时间积分时，它会产生速度和位置误差。

实际案例中的影响力

在许多高精度应用中，这些测量值会发生变化，并不会保持严格恒定。温度等环境条件会对其数值产生影响。工程师通过校准或实时估计来补偿这些变化，以维持准确的性能。

与在零附近波动的随机噪声不同，偏置具有系统性，并随时间持续累积。这种累积使其成为惯性导航中的一个关键误差源。

集成导航系统（如GNSS 辅助 INS）利用传感器融合算法主动估计并纠正偏置。工程师通常会结合卡尔曼滤波或相关技术来实现这些算法，从而保持准确的导航和可靠的性能。

从数学角度来看，传感器测量值（y_m）可以表示为真实值（y_t）、偏置（b）和随机噪声（n）的总和，其中偏置分量是导致长期漂移的确定性部分。

方程式：y_m = y_t + b + n

工程师必须进行适当的识别、校准和补偿，以最大限度地减少累积导航误差。适当的管理可确保随着时间的推移实现精准定位和可靠定向。这种方法在无 GNSS 环境或高动态环境中尤为关键。

工程师可以测量 IMU 和 INS 中的许多不同参数。这些参数包括运行中偏置稳定性、重复性以及随温度变化的偏置。