Плотность шума — это количество шума, присутствующего на единицу измерения (обычно на квадратный корень из частоты) в выходном сигнале инерциального датчика, такого как гироскоп или акселерометр . Часто выражается в (°/√ч) для гироскопов или (м/с²/√Гц) для акселерометров. Этот параметр используется для характеристики собственного уровня шума измерений датчика и играет ключевую роль в оценке общей производительности и точности инерциальной навигационной системы (ИНС) .
Как плотность шума влияет на инерциальную навигационную систему (ИНС)?
Чем выше плотность шума, тем больше погрешность измерений . Более высокая плотность шума приводит к большей неопределенности показаний датчика, что, в свою очередь, ведет к большим ошибкам в определении положения и ориентации с течением времени.
Долговременный дрейф – В инерциальной навигационной системе (ИНС) даже небольшие плотности шума могут накапливаться и приводить к дрейфу положения в течение длительных периодов времени, особенно в условиях отсутствия сигнала GNSS .
Точность системы – Общая точность инерциальной навигационной системы в значительной степени зависит от плотности шума гироскопов и акселерометров.
Применение плотности шума в инерциальных навигационных системах
✔ Оценка характеристик датчика – Плотность шума является ключевым параметром для оценки качества датчика и определения того, соответствует ли инерциальная навигационная система требованиям точности для конкретных применений.
✔ Автономные транспортные средства и дроны точного отслеживания движения в сложных условиях необходимы высокопроизводительные датчики с низкой плотностью шума
✔ Аэрокосмическая и оборонная промышленность – Военные и аэрокосмические системы требуют датчиков с чрезвычайно низкой плотностью шума для высокоточной навигации .
Как снизить уровень шума в инерциальной навигационной системе?
✔ Высококачественные датчики – Использование высокоточных MEMS, FOG или RLG- датчиков с низкой плотностью шума может значительно улучшить характеристики инерциальной навигационной системы (ИНС).
✔ Объединение данных с датчиков и фильтрация – Методы фильтрации Калмана и помогают минимизировать влияние шума на измерения инерциальной навигационной системы.
✔ Калибровка и компенсация – Регулярная калибровка и алгоритмы компенсации помогают снизить уровень шума и повысить точность датчика.
