Rezumat teza - Facultatea de Electronica, Telecomunicatii si ...

6 3.1. Not¸iuni teoretice
numele de “carouseling”.
În cele ce urmează este propusă o metodă în care axa de senzitivitate a senzorului
giroscopic este în permanent¸ă paralelă cu planul orizontal. Am optat pentru această abordare
din două considerente:
• în primul rând, utilizatorul este interesat de direct¸ia pe orizontală a Nordului; în acest
fel, t¸inând senzorul aliniat cu planul orizontal, vom avea nevoie doar de o singură axă de
rotat¸ie (complexitatea mecanică a dispozitivului este redusă).
• în al doilea rând, planul orizontal este perpendicular pe vectorul gravitat¸ional, ducând la
eliminarea acestui efect din semnalul giroscopic.
Pe de altă parte, valoarea teoretică a VRP ce poate fi detectată de un senzor giroscopic
cu axa de senzitivitate paralelă cu planul orizontal este dependentă de latitudinea la care se
desfă¸soară măsurătorile. Pentru cazul de fat¸ă, măsurătorile au fost realizate în Tampere, la
latitudinea de 61, 449 ◦ N. Prin urmare, doar jumătate din valoarea teoretică a VRP poate fi
detectată la această latitudine. Defazajul din semnalul giroscopic s-a eliminat prin rotirea
mecanică a senzorului (această metodă mai este cunoscută ¸si sub numele de busolă giroscopică
în două puncte [17]), iar direct¸ia Nordului geografic a fost estimată utilizând un FKE.
3.1 Not¸iuni teoretice
Conform standardului World Geodetic System (1984) (WGS84), valoarea teoretică a
VRP este de Ωe = 7292115 × 10 −11 rad/sec ≈ 4, 178 × 10 −3 ◦ /sec [18].
Întrucât domeniul de
măsurare a senzorului giroscopic utilizat este cuprins între ±100 ◦ /sec, este clar că pentru a
putea măsura semnale precum VRP este necesară o analiză atentă a erorilor ce afectează sem-
nalul giroscopic. Erorile datorate factorului de scală (cuprinse între 1 . . . 2 %) nu au o influent¸ă
pronunt¸ată asupra semnalelor de valori atât de mici, iar efectele temperaturii sunt diminuate
prin ment¸inerea senzorului la o temperatură constantă ¸si prin permiterea acestuia să atingă o
temperatură de funct¸ionare stabilă înaintea fiecărei măsurători.
În continuare ne vom concentra
asupra celor mai semnificative erori, ¸si anume: varit¸ia aleatoare a vitezei unghiulare, instabili-
tatea deplasării semnalului giroscopic ¸si dependent¸a dintre deplasarea semnalului giroscopic ¸si
variat¸iile termice. Primele două surse de erori au fost analizate în Sect¸iunea 2.1.
3.1.1 Modelarea semnalului giroscopic
Scopul acestui studiu constă în utilizarea unui singur senzor giroscopic (aliniat paralel
cu planul orizontal) pentru măsurarea VRP ¸si, implicit, pentru determinarea direct¸iei Nor-
dului geografic. Modelul matematic al semnalului de la ie¸sirea senzorului giroscopic (viteza
unghiulară) este dat prin următoarele relat¸ii:
ω + (ϕ, ψ) = Ωe cos ϕ cos ψ + b (3.1)
ω − (ϕ, ψ) = −Ωe cos ϕ cos ψ + b, (3.2)