偏见

返回词汇表

偏移是指传感器测量中的系统误差，表现为传感器输出值与真实物理量之间存在的持续偏移。它通常以与传感器测量单位相同的单位表示。陀螺仪的测量结果以度/小时（°/h）或弧度/秒（rad/s）为单位。加速度计的测量结果以米每秒平方（m/s²）或重力加速度的倍数（g）表示。

陀螺仪的偏移表现为恒定的角速度偏移，导致姿态估计出现误差，即使传感器静止不动，这些误差也会随时间累积。同样，加速度计的偏移表现为恒定的加速度偏移，随时间积分后会产生速度和位置误差。

对实际案例的影响

在许多高精度应用中，这些测量值会发生变化，而不会保持绝对恒定。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。

与围绕零点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（例如GNSS 辅助的 INS）使用传感器融合算法来主动估计和纠正偏置。工程师通常会采用卡尔曼滤波或相关技术来实现这些算法，以维持精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）的和，其中偏置分量是导致长期漂移的确定性部分。

方程：y_m = y_t + b + n

工程师必须进行适当的识别、校准和补偿，以将累积导航误差降至最低。妥善的管理可确保随着时间的推移获得精确的定位和可靠的定向。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。