慣導秘籍之隨機遊走,大俠請笑納!

2021-01-10 開拓導控

金庸武俠小說《天龍八部》中,段譽的絕學之一凌波微步,飄忽不定、動無常則、若危若安、進止難期、若往若還,看者眼花繚亂,用者隨心所欲。慣導參數指標中亦有這樣的神功——隨機遊走,萬望各位大俠看客的學以致用。

陀螺角隨機遊走(Angular Random Walk,ARW),是指由白噪聲產生的隨時間累積的陀螺儀輸出的誤差係數,單位為(°)/h1/2。表徵陀螺儀角速度輸出白噪聲大小的一項技術指標,它反映的是陀螺儀輸出的角速度積分(角度)隨時間積累的不確定性(角度隨機誤差)。也可稱為隨機遊走係數(Random Walk Coefficient)。

當陀螺靜止時,輸出值是一個由白噪聲和一個緩慢變化的函數組成的隨機函數。用角速率陀螺跟蹤角度時,要用陀螺輸出的角速率信號對時間積分,得到跟蹤的角度。對角速率信號積分的同時,也對陀螺輸出的白噪聲積分。輸出角度增量的同時,白噪聲積分產生的隨機誤差增量也定期輸出,具有隨機遊動的特性,導致角速度積分值在其真值附近隨機徘徊。這一誤差即為角度隨機遊走。

陀螺隨機遊走所產生的姿態和速度長值誤差為零,但速度和姿態存在一定的震蕩誤差,震蕩幅值與陀螺漂移隨機遊走大小相關。隨機遊走會引起震蕩幅值較大的位置誤差,但位置誤差均值並不隨時間線性增長,而是呈現隨機遊走過程。

隨機遊走反映了陀螺儀的研製水平,也反映了陀螺儀最小可檢測的角速率。

ARW越小,代表陀螺對快速響應的穩定和控制力越強。

開拓導控旗下Mems陀螺儀的ARW走可達0.02(°)/h1/2,光纖陀螺的ARW可達0.0006(°)/h1/2,均代表國內先進水平。

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