مقایسه و بررسی روش های کالیبراسیون میدانی برای سنسور شتاب سنج بر مبنای بردار جاذبه

با توجه به کاربرد وسیع سنسورهای شتاب سنج برای مکان یابی و تعیین موقعیت و با توجه به کاهش دقت این سنسور به دلیل وجود برخی خطاها، در این مقاله به کالیبراسیون سنسور شتاب سنج پرداخته می شود. همچنین به دلیل این که روش های کالیبراسیون سنتی بسیار زمان بر و پرهزینه بوده و نیاز به تجهیزات دقیق آزمایشگاهی دارد، روش های کالیبراسیون میدانی پیشنهاد می شوند که سریع، آسان و ارزان بوده و به تجهیزات دقیق آزمایشگاهی نیاز ندارد. در این روش ها با استفاده از اندازه بردار جاذبه در حالت ایستا تابع هزینه‏ای بدست می‏آید و آن را بهینه کرده تا ضرایب کالیبراسیون شامل بایاس و ضریب مقیاس که دو عامل مهم خطا در مدل شتاب‏سنج هستند بدست آیند. سپس شتاب‏سنج در نرم ‏افزار MATLAB مدل شده و روش‏های میدانی برای کالیبراسیون آن به کار می‏رود و آن‏ها از چهار منظر دقت، سرعت، میزان اثر پذیری از تغییرات نویز و میزان اثر پذیری از تغییرات شرایط اولیه بررسی می‏شوند. سریعترین و آسان‏ترین روش، حداقل مربعات است ولی دقت همه روش‏ها در بدست آوردن پارامترهای مجهول تقریبا یکسان است. از منظر اثرپذیری نویز چهار روش لونبرگ-مارکارد، نیوتن، شبه نیوتن و حداقل مربعات و از جهت تاثیر شرایط اولیه بعد از روش حداقل مربعات به دلیل عدم وابسته بودن به شرایط اولیه، روش الگوریتم بهینه سازی براساس الگوریتم شبه نیوتن و لونبرگ-مارکارد بهترین عملکرد را دارند.