全球首發!慣性導航導論(劍橋大學)第四部分

2021-10-02 13:25:05 字數 1369 閱讀 5837

在這一部分中,我們研究了mems陀螺儀**現的誤差,以及它們對整合的(方向)訊號的影響。

速率陀螺儀的偏置是陀螺儀在不經歷任何旋轉時的平均輸出(即:輸出從真實值的偏移量),單位為◦/h。恆定偏置誤差

速率陀螺的恆定偏置誤差可以通過對陀螺輸出進行長期平均而不進行任何旋轉來估計。一旦知道了偏差,通過簡單地從輸出中減去偏差來進行補償就很簡單了。

mems gyro的輸出將受到一些熱機械雜訊的干擾,這些雜訊的波動速率遠大於感測器的取樣速率。因此,從sen獲得的樣品 sor被乙個白雜訊序列擾動,它只是乙個零均值不相關隨機變數序列。在這種情況下,每個隨機變數都是相同分布的,並且有乙個有限方差

為了看看這個雜訊對積分訊號有什麼影響,我們可以做乙個簡單的分析,在這個分析中我們假設用矩形規則來進行積分。令

i is identically distributed with mean e(ni

) = e(

n) = 0 and fifinite variance var(n

i) = var(n) = σ2 .根據白色序列

利用矩形規則對白雜訊訊號

其中n是在此期間從裝置接收的樣本數,δt是連續樣本之間的時間。使用標準公式

因此,雜訊在綜合訊號中引入了乙個零均值隨機步進誤差,其標準差

由於我們通常對雜訊如何影響整合訊號感興趣,所以製造商通常使用角度隨機遊走(arw)測量來指定雜訊

√ h .例如,honeywell gg5300的arw測量為0.2◦/√h。這意味著1小時後,定位誤差的標準偏差將為0.2◦, 2小時後√2·0.2 = 0.28◦以此類推。用於指定雜訊的其他測量方法是功率譜密度(單位

有關角度隨機遊走和雜訊規範的更多資訊,請參見[3]。

全球首發!慣性導航導論(劍橋大學)第十一部分

為了跟蹤ins的位置,將加速度計得到的加速度訊號 然後減去重力加速度,對剩餘的加速度積分一次得到速度,再積分一次得到位移 式中與姿態 attitude 演算法一樣,必須使用整合方案來積分從加速度計到達的樣本。使用矩形規則的簡單實現,後續更新方程 加速度計中產生的誤差通過二次積分傳播,如第4.2節所述...

全球首發!慣性導航導論(劍橋大學)第三部分

本節介紹了陀螺的主要型別。注意,這不是乙個詳盡的列表。特別是有許多不同種類的機械陀螺儀沒有描述。乙個更全面的調查可以在 1 中找到。傳統的陀螺儀包括乙個安裝在兩個框架上的紡車,它可以在三個軸上旋轉,如圖5所示。角動量守恆的乙個作用是,紡車會抵抗方向的變化。角動量守恆的乙個作用是,紡車會抵抗方向的變化...

全球首發!慣性導航導論(劍橋大學)第五部分

mems陀螺儀的偏差隨著時間的推移而漂移,這是由於電子器件和其他易受隨機閃爍影響的元件中的閃爍雜訊造成的。閃爍雜訊是一種頻率為1 f的雜訊,其影響通常在電子元件的低頻處觀察到。在高頻率時,閃爍雜訊往往被白雜訊所掩蓋。由閃爍雜訊引起的偏置波動通常被模擬為隨機遊走。偏差穩定性測量描述了在固定條件下 通常...