INS/GNSS组合导航（六）-惯性器件的主要误差
作者：互联网
在SINS的各种误差源中，影响最大的是惯性传感器误差，这其中又包括加速度计和陀螺仪的误差。从误差的性质上可以分为系统误差和随机误差，而从误差源上又可以分为零偏误差、尺度因子误差、安装误差、非线性误差以及随机噪声等等。惯性传感器无擦好的大小与其质量相关，对于不同导航系统性能的需求，要求选择的传感器的等级也就不同。在组合导航系统设计时，尤其是对于低成本的惯性传感器，必须对惯性误差进行在线估计和反馈补偿。
1 主要误差源
- 零偏误差
零偏误差又包括常值零偏、零偏稳定性和不稳定性。其中常值零偏属于系统误差，惯性器件每次运行都会存在的误差，一般是在实验室进行校正补偿；零偏稳定性即为开机误差，此误差在每次开机都会有变化，但是在运行期间保持不变，此项误差一半都是在对准或者组合导航过程中进行估计补偿；零偏不稳定性是指在运行期间的变化项，这部分误差在惯性器件运行过程中不断变化，因此无法在对准过程中估计，只能在组合导航过程中进行估计和修正。
对于零偏误差，在估计时通常可以分为静态分量和动态分量，即：
b
a
=
b
a
s
+
b
a
d
b_a=b_{as}+b_{ad}
ba=bas+bad
b
g
=
b
g
s
+
b
g
d
b_g=b_{gs}+b_{gd}
bg=bgs+bgd
其中静态分量即代表的是零偏稳定性，又称零偏重复项。包含开机误差和常值误差的残余项。一般来说都是建模为随机常数。
动态分量即为零偏不稳定性，通常可以建模为随机游走和高斯-马尔可夫过程。
- 比例因子误差
又称为刻度误差，是指实际输出与所读输出差的一个比例，因此表现为三个轴均包含的一个比例的对角矩阵形式。
- 非正交性误差
这个误差只有在三轴设备中才存在。在理想情况下，坐标系的轴与轴之间是绝对正交的，但是实际情况中IMU的坐标轴之间却不是完全正交的，这个指标会对剧烈无规则高机动运动产生很大的影响。简单来说，就是每个轴的输出受到其他两个轴输出的影响，因此在形式上表现为三维矩阵的非对角线元素。
比例因子误差和非正交性误差通常一起构成一个三维矩阵。
- 陀螺的加计敏感度（g相关误差）
理想状态下加速度对陀螺零偏没有影响，但实际上这部分也存在误差，这部分误差就是g相关误差，对于转子陀螺，这部分更加明显。对于光学陀螺，这部分一般没有考虑。
- 噪声
既然是噪声，那就是无法标定和补偿的部分。
标签：误差,惯性,这部分,器件,正交,零偏,GNSS,陀螺,INS 来源： https://blog.csdn.net/weixin_45030158/article/details/120088553