?01?

技術(shù)指標(biāo)解讀

以 ICM40607 規(guī)格書中的 SPECIFICATIONS 為例說(shuō)明。



除了以上，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，有可能考慮到以下兩個(gè)參數(shù)

振動(dòng)整流誤差（Vibration Rectification ）：是指陀螺/加速度計(jì)在直線振動(dòng)或角振動(dòng)的條件下，陀螺/加速度計(jì)輸出信號(hào)中出現(xiàn)虛假的直流分量。這種虛假輸出會(huì)引起零點(diǎn)漂移和標(biāo)度因數(shù)改變，而這兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的變化將引起整個(gè)慣性系統(tǒng)的測(cè)量誤差。?振動(dòng)整流誤差值越小，陀螺儀/加速度計(jì)輸出越穩(wěn)定。

振動(dòng)整流誤差 = 有振動(dòng)下平均輸出 - 無(wú)振動(dòng)下的平均輸出。 選用低振動(dòng)整流誤差的產(chǎn)品，可以在一定程度上降低載體對(duì)于減震措施的依賴程度，從而提高載體使用壽命以及導(dǎo)航精準(zhǔn)度。 ?

重現(xiàn)性 (Repeatability):?在出產(chǎn)時(shí)很容易將陀螺 Bias 校準(zhǔn)到 0，但是隨著使用時(shí)間的變化、溫度的變化 Bias 也會(huì)發(fā)生變化。在一些沒(méi)有辦法開(kāi)關(guān)機(jī)校準(zhǔn)的產(chǎn)品上，特別注意這個(gè)參數(shù) ?

?02?

重要誤差介紹?

零偏（bias）

理論上在靜止?fàn)顟B(tài)下三軸輸出為0,0,0，但實(shí)際上輸出有一個(gè)小的偏置，這是零偏的靜態(tài)分量（也稱固定零偏）。當(dāng)然存在零偏的動(dòng)態(tài)分量，動(dòng)態(tài) bias 不是一個(gè)參數(shù)，它會(huì)在一定范圍內(nèi)緩慢隨機(jī)飄移。 ?

噪聲（noise: angle random walk/velocity random walk）

可以簡(jiǎn)單理解為 高斯白噪聲，（白噪聲是一種頻率遠(yuǎn)高于傳感器采樣頻率的高頻誤差，是信號(hào)的隨機(jī)波動(dòng)）

白噪聲給陀螺儀帶來(lái)的誤差稱為Angular random walk(ARW)， 誤差單位：rad/s/sqrt(Hz), deg/s/sqrt(Hz), deg/sqrt(hr)。?

假設(shè)某器件的ARW為0.12 deg/sqrt(hr)，可簡(jiǎn)單理解為在1小時(shí)內(nèi)，由ARW造成正負(fù)0.12°的誤差。

給加速度計(jì)帶來(lái)的誤差稱為Velocity random walk(VRW)，誤差單位：m/s2/sqrt(Hz), m/s/sqrt(h), mGal/sqrt(Hz)。 ?

比例因子（scale factor）

刻度誤差, 輸出被測(cè)量的信號(hào)/輸入物理量 ?

交軸

每個(gè)軸的輸出受到其它兩個(gè)軸的輸入的影響 ?

非線性

由比例因子非線性導(dǎo)致的輸出誤差 ?

零偏穩(wěn)定性（準(zhǔn)確講應(yīng)該是零偏不穩(wěn)定性）

在固定條件（通常為恒溫）下，在指定的時(shí)間段內(nèi)傳感器的零偏發(fā)生的變化。

可以把它理解為零偏隨時(shí)間的緩慢變化，假設(shè)在剛開(kāi)始時(shí)零偏大小是某個(gè)值，那么過(guò)一段時(shí)間之后，零偏便發(fā)生了變化，具體變化成了多少，無(wú)法預(yù)估，所以就要給他一個(gè)概率區(qū)間，來(lái)描述它有多大的可能性落在這個(gè)區(qū)間內(nèi)，時(shí)間越長(zhǎng)，區(qū)間越大。 ?

03?

深入理解白噪聲

3.1 角度隨機(jī)游走

對(duì)角速率做積分，必然也對(duì)噪聲也做了積分。白噪聲的積分并不是白噪聲，而是一個(gè)?馬爾可夫過(guò)程，即當(dāng)前時(shí)刻的誤差是在上一時(shí)刻誤差的基礎(chǔ)上累加一個(gè)隨機(jī)白噪聲得到的。

角度誤差中所含的馬爾可夫性質(zhì)的誤差，稱為角度隨機(jī)游走。

注意：既然是噪聲的指標(biāo)，那么就是統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)，是隨機(jī)變量，這種噪聲既不能出廠前校準(zhǔn)也不能被補(bǔ)償。 ?

3.2 角速率隨機(jī)游走

對(duì)角加速度噪聲積分

角速率誤差中所含的馬爾可夫性質(zhì)的誤差，稱為角速率隨機(jī)游走。 ?

3.3 馬爾可夫

馬爾可夫推導(dǎo)引出功率譜密度的概念。

下面直接得出馬爾可夫性質(zhì)：

馬爾可夫性質(zhì)的誤差是由寬帶角加速率白噪聲累積的結(jié)果

功率譜密度（PSD）的單位

陀螺白噪聲與角度隨機(jī)游走的關(guān)系

審核編輯：劉清