مقياس انحراف الجيروسكوب بانحراف ألان

اختبار «يعمل أو لا» يجيب عن سؤال بنعم أو لا: هل تستجيب المحاور حين تدير الهاتف. وهذا يجيب عن سؤال «بكم» لا يظهر بأي إدارة: والهاتف ساكن تمامًا، بأي سرعة يبتعد الاتجاه المُبلَّغ عن الحقيقة. وهما عطلان مختلفان. قد يجتاز الجيروسكوب كل اختبار وظيفي ويظل شديد الانحراف إلى حدّ لا يثبّت معه مرساة واقع معزز ثلاثين ثانية، ولن يكشف ذلك أي قدر من هزّ الهاتف.

لأن ما يُقاس لا يوجد إلا عبر الزمن. تظهر الضوضاء البيضاء في الثواني الأولى؛ أما التجوال البطيء للانحياز — وهو ما يقرّر إن كان التوسيط مفيدًا — فلا يتبيّن إلا عبر عشرات الثواني، ويقع أدنى منحنى ألان عادةً بين عشر ثوانٍ ومئة ثانية من التوسيط. تسجيل من عشر ثوانٍ يعطيك الضوضاء ولا يقول شيئًا عن الأرضية، والأرضية هي الرقم المهم.

التجوال العشوائي للزاوية بالدرجة على جذر الساعة ضوضاء بيضاء: يقول إنه بعد t ساعة من التكامل يكون الاتجاه قد تجوّل بذلك العدد من الدرجات مضروبًا في جذر t. وعدم استقرار الانحياز بالدرجة في الساعة هو الأرضية — المستوى الذي لا يحسّن التوسيط الأطول شيئًا تحته. وكلتاهما وحدتا ورقة بيانات مستشعر قصوري، وهذا ما يجعل هاتفك قابلًا للمقارنة بقطعة حقيقية. الجيروسكوب الاستهلاكي الجيد من نوع MEMS يدور حول 0.5 إلى 3 °/√س بأرضية من عشرات الدرجات في الساعة؛ أما طراز الملاحة فأفضل ألف مرة وثمنه بمقدار ذلك.

إذن تحرّك ما كانت الطاولة قائمة عليه. خطوات على أرضية خشبية، وضاغط ثلاجة، وغسّالة على بُعد غرفتين، وحافلة في الشارع — كلها تظهر عند هذه الحساسية: جيروسكوب يفصل أجزاءً من ألف من الدرجة في الثانية ليس أداة وديعة. جرّب الأرض بدل المكتب، أو وقتًا آخر من اليوم. والرفض مقصود: تسجيل المبنى قياس ممتاز للمبنى وقياس عديم الفائدة للمستشعر.

شبه مؤكد لا، وهذه الصفحة تريك الحساب بدل أن تدّعيه. تعمل البوصلة الجيروسكوبية بالإحساس بدوران الأرض نفسه: 15.04 درجة في الساعة، ويرى جيروسكوب مستوٍ منها المركّبة الأفقية عند خط عرضك. والإحساس بها يتطلّب انحرافًا دونها بكثير — بضع درجات في الساعة على الأكثر. وجيروسكوبات الهواتف تستقر عادةً عند عشرات الدرجات في الساعة، أي أضعافًا قليلة من السرعة الأفقية للأرض لا مئة ضعف كما قد يُظنّ؛ والمشكلة أن الأرضية ليست ضوضاء، والانتظار الأطول لا يخفضها. تطبع الصفحة الرقمين جنبًا إلى جنب، وإن وقع بيدك يومًا هاتف تنزل نسبته دون الواحد فذلك جهاز لافت حقًا.

جزئيًا لأن ذلك متوقّع: انحياز جيروسكوب MEMS يتعلّق بالحرارة، والهاتف الخارج من الجيب يظل يبرد عدة دقائق. وجزئيًا لأن ذيل منحنى ألان مكوَّن من حفنة متوسطات وهو مشوّش فعلًا — ولهذا تحمل كل نقطة في الرسم عمود خطئها، ولهذا لا تُؤخذ الأرضية من الطرف الأيمن. تسجيلان على هاتف مستقر ينبغي أن يتفقا في حدود عشرات بالمئة؛ وإن اختلفا أضعافًا فثمة شيء يتحرّك في الغرفة.

لا، وإن كان يخبرك بما ستجنيه المعايرة. فالانحياز في السكون المعروض هنا هو بالضبط ما ستطرحه المعايرة — وتعرض الصفحة خطأ الاتجاه معه وبدونه، والفارق عادةً رتبة مقدار. غير أن الانحياز ينجرف مع الحرارة ومع الوقت، فطرح قيمة اليوم غدًا لا يستعيد إلا جزءًا. أما عدم استقرار الانحياز فهو الجزء الذي لا تزيله أي معايرة، ولهذا هو الرقم الذي يُحكم به على مستشعر.