我正在尝试使用 GPS 和陀螺仪推断车辆的方位。

为此，我首先使用陀螺仪读数和车辆的（已知）偏航轴获得偏航分量，然后随着时间的推移整合结果并将其添加到之前的轴承。

我已经实现了以下内容的实时可视化：

• 车辆偏航轴方向
• 陀螺仪报告的旋转矢量的方向
• 原始 GPS 方位
• 外推轴承

大约有一半的时间效果很好：外推的方位在车辆转弯时平稳移动，并且 GPS（更新一秒后）几乎完美地与它对齐。另一半时间，陀螺仪似乎受到偏差的影响，导致外推轴承即使在车辆静止时也会漂移。

可视化显示陀螺仪旋转矢量随机改变方向，只要我没有遇到偏差问题并且车辆没有转动（表明我从陀螺仪得到接近白噪声的东西，这就是我'会期望）。当偏差问题发生时，陀螺仪方向保持不变，证实了我的怀疑，我患有偏差。

基于车辆在同一方向上转向的时间不会超过 1 到 4 分钟的假设，并且观察到偏差以更长的时间间隔（几分钟）来来去去，我尝试使用高通滤波器来消除偏差。我使用了 5 阶巴特沃斯滤波器。

初始截止频率为$\frac{1}{240} \text{Hz}$（对应 4 分钟的周期），当我将设备旋转 90° 时$\frac{\pi}{2} \frac{\text {rad}}{\text s}$，一旦旋转停止，轴承就会向相反的方向漂移。然后我从那里开始向下工作：在$\frac{1}{1800} \text{Hz}$（半小时）效果仍然可见，但要弱得多，并且在$\frac{1}{3600} \text{Hz}$（一小时）它几乎消失了。

真实世界的测试$\frac{1}{3600} \text{Hz}$，然而，仍然导致随机偏差，比我在原始值中所经历的还要大.

然后我尝试将频率增加到$\frac{1}{15} \text{Hz}$并注意到我可能患有过冲，因为轴承现在反弹并在旧轴承和新轴承之间的某个值附近振荡。

然后我又回到了原来的$\frac{1}{240} \text{Hz}$并试验了滤波器阶数和特性：首先我尝试了一个一阶巴特沃斯滤波器，然后是一个五阶贝塞尔滤波器——但无济于事。

这里的错误在哪里，我如何在不引入任何其他甚至更不理想的工件的情况下消除偏见？