fusion (scenarietype)
Scenarietype i motoren v0.40.0, familie Inertial-, fusions- og kvantesensorer. Vejledende: analyseoutput fra et forsknings- og ingeniørværktøj, ikke typegodkendt navigationsudstyr og ikke en sikkerhedskritisk tjeneste (safety-of-life). Hver mærkat her er motorens eller verifikationsmatrixens; en type er MODELLED, medmindre matrixen siger andet (hvordan en mærkat opnås: afsnittet Evidens i README).
Hvad det gør#
Fælles Kalman-sensorfusion til PNT over de samme hybride input.
Én kørsel af scenarios/fusion-pnt.toml opsummeres sådan: scenario c8eac911bbe0 | fused | quantum PNT-holdover 6600s (t 6600s/p 6600s) integrity 1,000 security n/a (no attack) | classical PNT-holdover 1330s (t 1330s/p 6600s) integrity 0,973 security n/a (no attack)
Input#
Fra skemaet (kshana kinds --json):
- Obligatoriske felter:
seed,timing_spec_ns,position_spec_m,time,gnss,resync,clock_quantum,clock_classical,accel_quantum,accel_classical - Valgfrie felter:
coupled
Eksemplet scenarios/fusion-pnt.toml angiver blandt andet:
| Felt | Værdi | Enhed |
|---|---|---|
accel_classical.bias |
0 | m/s^2 |
accel_classical.id |
nav-grade-quartz | tekst |
accel_classical.provenance |
Kvartsaccelerometer i navigationsklasse; illustrativ støj-dr | tekst |
accel_classical.q_va |
1.0000e-7 | (m/s^2)^2/Hz |
accel_quantum.bias |
0 | m/s^2 |
accel_quantum.id |
cold-atom-quat | tekst |
accel_quantum.provenance |
Koldatom-accelerometer, lav velocity-random-walk ved lang tau; | tekst |
accel_quantum.q_va |
1.0000e-9 | (m/s^2)^2/Hz |
clock_classical.drift |
0 | 1/s |
clock_classical.id |
csac-sa45s | tekst |
clock_classical.provenance |
Datablad for Microchip SA65 / SA.45s CSAC sigma_y(1s)=3e-10 | tekst |
clock_classical.q_rw |
0 | 1/s |
Kør den#
kshana scenarios/fusion-pnt.toml
2 medfølgende scenarier bruger denne type; de øvrige findes i scenarios/.
Hvad den giver#
De skalare resultater af den kørsel, med de enheder, motoren angiver:
| Resultat | Værdi | Enhed |
|---|---|---|
classical.accel_spec.id |
nav-grade-quartz | tekst |
classical.accel_spec.kind |
inertial | tekst |
classical.accel_spec.params.bias |
0 | m/s^2 |
classical.accel_spec.params.bias_instability |
false | flag |
classical.accel_spec.params.gyro_bias |
0 | rad/s |
classical.accel_spec.params.q_aa |
0 | (m/s^2)^2/s |
classical.accel_spec.params.q_arw |
0 | (rad/s)^2/Hz |
classical.accel_spec.params.q_va |
1.0000e-7 | (m/s^2)^2/Hz |
classical.accel_spec.provenance |
Kvartsaccelerometer i navigationsklasse; i | tekst |
classical.clock_spec.id |
csac-sa45s | tekst |
Evidens#
MODELLED 4 · VALIDATED 4: rækkerne i verifikationsmatrixen, der nævner denne type.
- VALIDATED Gendan en epoketilstand [r,v] ud fra afstandsmålinger til jordstationer med en Gauss–Newton-batch-differentialkorrektor og et sekventielt filter over en kraftmodel med tolegemeproblem + J2. Tests: batch_sequential_orbit_determination_reference.rs.
- MODELLED Fejltilstands-EKF over 15 INS-tilstande, et tilstands-ur i modtageren med to tilstande og én flydende bærebølge-multiplicitet pr. sporet satellit; pseudoafstand, bærebølgefase og valgfri afstandsrate fra en SGP4 Walker-konstellation (lysrejsetid og Sagnac), Klobuchar an Tests: fusion_carrier_tc.rs.
- MODELLED Tre gnss-ins-scenarier på trajektoriebiblioteket (et fartøj, der sno sig med 8 m/s med et udfald på fem minutter; et tog gennem en indskæring med to satellitter og en tunnel; et fly, hvis udfald dækker et 25 graders krængende sving) og pakkens valgfrie Tests: gnss_ins_packs.rs.
- MODELLED Ét stablet Kalman-filter over position, hastighed, urfase og frekvens, fodret med pseudoafstande, der kobler position og ur (Joseph-form-opdateringer, der bærer krydskovariansen); en 1-DOF-variant udvidet med en konstant accelerometer-bias s Tests: fusion_coupled_filters.rs.
- og 4 flere i matrixen.
De rækker, som kørslen selv afprøvede, med den uafhængige reference, som matrixen giver hver (de offentlige kilder er nævnt dér):
- VALIDATED Allan-/modificeret/Hadamard-afvigelse + identifikation af potenslovsstøj med χ²-konfidensintervaller. Uafhængig reference (ExternalDataset): NIST SP 1065 (Riley) / Stable32-referenceafvigelser på NBS14
- MODELLED Lukket form for vækst i fejl under frit løb + holdover til tærskel; kvanteurklasser. Uafhængig reference (ReferenceImpl): Flertrins clock_state-kovariansrekursion (krydskontrol i samme kodebase); selve kernen for frit-løb-varians og holdover-inversion er eksternt valideret mod scipy (se 'Clock-holdover coast-variance & threshold inversion'). Tallene for holdover pr. klasse ved rødstøjsgulvet forbliver MODELLED
- MODELLED 3-tilstands (fase/frekvens/drift) van Loan-Kalman-ur, Joseph-stabiliseret. Uafhængig reference (ReferenceImpl): filterpy 1.4.5 KalmanFilter (R. Labbe, MIT), med F via scipy.linalg.expm og Q via Van-Loan 1978-blokmatrixen — en uafhængig referenceimplementering, der gengiver kshanas fulde filterforløb. Konsistens mellem implementeringer: urfysikken / Allan-kalibreringen er ikke eksternt valideret, så dette forbliver MODELLED. 0,30 ekstern sammenligning, et fund (forbliver MODELLED): på IGS final 30 s-ure fra 11 GPS Blo
- MODELLED Koldatom-interferometer-accelerometer ud fra grundprincipper (k_eff·T², QPN). Uafhængig reference (ExternalDataset): Offentliggjorte numeriske vektorer fra CAI-primærartikler (Cheinet 2008, overføringsfunktion; Peters/Freier, følsomhed): k_eff·T² stemte præcist, skudstøjens ASD et ensidet gulv inden for ca. 2× af hvert offentliggjort instrument (rigtige enheder har teknisk støj over kvantegulvet). Et interval, ikke paritet. 0,30 runde 2 (præregistreret fcb9ac64), et fund (forbliver MODELLED): rotationsstøjen med kun QPN mod den målte Gauguet et al.
- MODELLED Sammensat positionsbudget af bias + skalafaktor + VRW + stabilitetsforfald over holdover. Uafhængig reference (ReferenceImpl): Uafhængig numpy Monte Carlo-SDE-integration af dobbeltintegreret hvid accelerationsstøj (validerer den analytiske VRW-varians med en reelt uafhængig algoritme) + et offentliggjort værdianker fra Groves 2013 for bias- og skalafaktorleddene; CAI-enhedstallene kvantificerer partnerens hardware og forbliver MODELLED
Begrænsninger#
Hvad kørslens egen rapport siger ikke er modelleret eller ikke er valideret:
- Ur-holdover i GNSS-nægtede miljøer er MODELLED, ikke valideret: kontrolleret mod en separat implementering i denne samme kodebase — uafhængig af den enhed, der afprøves, men ikke eksternt autoritativ. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Tilstandsestimering af ombordur er MODELLED, ikke valideret: kontrolleret mod en separat implementering i denne samme kodebase — uafhængig af den enhed, der afprøves, men ikke eksternt autoritativ. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Kvanteinertial sensorydelse er MODELLED, ikke valideret: en delpåstand kontrolleres eksternt, men hele funktionen sammensættes af modellerede dele, så funktionen forbliver modelleret. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Robusthed for kvanteinertial dødregning er MODELLED, ikke valideret: kontrolleret mod en separat implementering i samme kodebase, uafhængig af den enhed, der testes, men ikke eksternt autoritativ. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Detektion af spoofing er MODELLED, ikke valideret: en delpåstand kontrolleres eksternt, men hele funktionen sammensættes af modellerede dele, så funktionen forbliver modelleret. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- Reproducerbarhed og softwarekvalitetssikring er MODELLED, ikke valideret: en delpåstand kontrolleres eksternt, men hele funktionen sammensættes af modellerede dele, så funktionen forbliver modelleret. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
Se også#
- Familieside: Inertial-, fusions- og kvantesensorer
- Alle typer: KINDS.md
- Emneside: INTEGRITY.md
- Emneside: LEO-PNT-FUSION.md