Maschinelle Übersetzung, nicht von einem Muttersprachler geprüft. Englisch ist die maßgebliche Fassung.

Seiten zu den SzenariotypenAuf GitHub bearbeitenQuelle: docs/kinds/by-kind/fusion.md

fusion (Szenarioart)

Szenarioart der Engine v0.40.0, Familie Inertial-, Fusions- und Quantensensoren. Beratend: Analyseausgabe eines Forschungs- und Entwicklungswerkzeugs, keine typzugelassene Navigationsausrüstung und kein Dienst für die Sicherheit von Menschenleben. Jede Bezeichnung hier stammt von der Engine oder der Verifikationsmatrix; eine Art ist MODELLED, sofern die Matrix nichts anderes sagt (wie eine Bezeichnung verdient wird: der Abschnitt Evidence der README).

Was es tut#

Gemeinsame Kalman-Sensorfusion für PNT über dieselben Hybrid-Eingaben.

Ein Lauf von scenarios/fusion-pnt.toml fasst sich so zusammen: 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)

Eingaben#

Aus dem Schema (kshana kinds --json):

  • Pflichtfelder: seed, timing_spec_ns, position_spec_m, time, gnss, resync, clock_quantum, clock_classical, accel_quantum, accel_classical
  • Optionale Felder: coupled

Das Beispiel scenarios/fusion-pnt.toml setzt unter anderem:

Feld Wert Einheit
accel_classical.bias 0 m/s^2
accel_classical.id nav-grade-quartz Text
accel_classical.provenance Quarzbeschleunigungsmesser in Navigationsqualität; anschauliche Rauschdr Text
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 Text
accel_quantum.provenance Kaltatom-Beschleunigungsmesser, geringes Geschwindigkeits-Random-Walk bei großem tau; Text
accel_quantum.q_va 1.0000e-9 (m/s^2)^2/Hz
clock_classical.drift 0 1/s
clock_classical.id csac-sa45s Text
clock_classical.provenance Datenblatt Microchip SA65 / SA.45s CSAC sigma_y(1s)=3e-10 Text
clock_classical.q_rw 0 1/s

Ausführen#

kshana scenarios/fusion-pnt.toml

2 mitgelieferte Szenarien verwenden diese Art; die anderen sind in scenarios/.

Was es liefert#

Die skalaren Ergebnisse dieses Laufs, mit den Einheiten, die die Engine angibt:

Ergebnis Wert Einheit
classical.accel_spec.id nav-grade-quartz Text
classical.accel_spec.kind inertial Text
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 Quarzbeschleunigungsmesser in Navigationsqualität; a Text
classical.clock_spec.id csac-sa45s Text
Das Diagramm, das die Engine für scenarios/fusion-pnt.toml schreibt, Art fusion

Nachweise#

MODELLED 4 · VALIDATED 4: die Zeilen der Verifikationsmatrix, die diese Art nennen.

  • VALIDATED Einen Epochenzustand [r,v] aus Bodenstationsentfernungen durch einen Gauß-Newton-Batch-Differenzialkorrektor und ein sequenzielles Filter wiederherstellen, über ein Kraftmodell Zweikörper+J2 Tests: batch_sequential_orbit_determination_reference.rs.
  • MODELLED Fehlerzustands-EKF über 15 INS-Zustände, eine Empfängeruhr mit zwei Zuständen und eine Float-Trägermehrdeutigkeit je verfolgtem Satelliten; Pseudoentfernung, Trägerphase und optionale Entfernungsrate aus einer SGP4-Walker-Konstellation (Lichtlaufzeit und Sagnac), Klobuchar un Tests: fusion_carrier_tc.rs.
  • MODELLED Drei Szenarien gnss-ins auf der Trajektorienbibliothek (ein Schiff, das mit 8 m/s zickzackt, mit einem Fünf-Minuten-Ausfall; ein Zug durch einen Zwei-Satelliten-Einschnitt und einen Tunnel; ein Flugzeug, dessen Ausfall eine Kurve mit 25 Grad Querneigung abdeckt) und das optionale des Pakets Tests: gnss_ins_packs.rs.
  • MODELLED Ein gestapeltes Kalman-Filter über Position, Geschwindigkeit, Uhrenphase und -frequenz, gespeist mit Pseudoentfernungen, die Position und Uhr koppeln (Joseph-Form-Updates mit Kreuzkovarianz); eine 1-DOF-Variante, erweitert um einen konstanten Beschleunigungsmesser-Bias s Tests: fusion_coupled_filters.rs.
  • und 4 weitere in der Matrix.

Die Zeilen, die der Lauf selbst ausgeübt hat, mit der unabhängigen Referenz, die die Matrix jeder gibt (die öffentlichen Quellen sind dort genannt):

  • VALIDATED Allan-/modifizierte/Hadamard-Abweichung + Potenzgesetz-Rauschidentifikation mit χ²-Konfidenzintervallen. Unabhängige Referenz (ExternalDataset): NIST SP 1065 (Riley) / Stable32-Referenzabweichungen auf NBS14
  • MODELLED Geschlossene Formel für das Wachstum des Auslauffehlers + Holdover bis zum Schwellenwert; Quantenuhr-Klassen. Unabhängige Referenz (ReferenceImpl): Mehrschritt-Kovarianzrekursion von clock_state (Gegenprüfung innerhalb derselben Codebasis); der zugrunde liegende Kern für Auslaufvarianz und Holdover-Inversion ist extern gegen scipy validiert (siehe „Clock-holdover coast-variance & threshold inversion“). Die Holdover-Werte je Klasse mit Rotrauschboden bleiben MODELLED
  • MODELLED 3-Zustands-Van-Loan-Kalman-Uhr (Phase/Frequenz/Drift), Joseph-stabilisiert. Unabhängige Referenz (ReferenceImpl): filterpy 1.4.5 KalmanFilter (R. Labbe, MIT), mit F über scipy.linalg.expm und Q über die Van-Loan-1978-Blockmatrix – eine unabhängige Referenzimplementierung, die die vollständige Filtertrajektorie von kshana reproduziert. Konsistenz über Implementierungen hinweg: Die Uhrenphysik / Allan-Kalibrierung ist nicht extern validiert, daher bleibt dies MODELLED. 0,30 externer Vergleich, ein Befund (bleibt MODELLED): auf IGS-Final-30-s-Uhren von 11 GPS Blo
  • MODELLED Kaltatom-Interferometer-Beschleunigungsmesser aus ersten Prinzipien (k_eff·T², QPN). Unabhängige Referenz (ExternalDataset): Veröffentlichte numerische Vektoren aus Primärarbeiten zu CAI (Übertragungsfunktion nach Cheinet 2008; Empfindlichkeit nach Peters/Freier): k_eff·T² exakt getroffen, die Schrotrausch-ASD ein einseitiger Boden innerhalb von ~2× jedes veröffentlichten Instruments (reale Geräte tragen technisches Rauschen über dem Quantenboden). Eine Eingrenzung, keine Gleichheit. 0,30 Runde 2 (vorab registriert fcb9ac64), ein Befund (bleibt MODELLED): das reine QPN-Rotationsrauschen gegen das gemessene von Gauguet et al.
  • MODELLED Zusammengesetztes Positionsbudget aus Bias + Skalenfaktor + VRW + Stabilitätsabfall über das Holdover. Unabhängige Referenz (ReferenceImpl): Unabhängige numpy-Monte-Carlo-SDE-Integration des doppelt integrierten weißen Beschleunigungsrauschens (validiert die analytische VRW-Varianz durch einen wirklich unabhängigen Algorithmus) + ein Anker mit veröffentlichtem Wert von Groves 2013 für die Bias-/Skalenfaktor-Terme; die CAI-Gerätezahlen quantifizieren Partner-Hardware und bleiben MODELLED

Einschränkungen#

Was der eigene Bericht des Laufs als nicht modelliert oder nicht validiert nennt:

  • GNSS-gesperrter Uhren-Holdover ist MODELLED, nicht validiert: gegen eine separate Implementierung in derselben Codebasis geprüft – unabhängig von der geprüften Einheit, aber extern nicht maßgeblich. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Die Zustandsschätzung der Bordzeit-Uhr ist MODELLED, nicht validiert: gegen eine separate Implementierung in derselben Codebasis geprüft – unabhängig von der geprüften Einheit, aber extern nicht maßgeblich. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Die Leistung von Quanten-Inertialsensoren ist MODELLED, nicht validiert: Eine Teilbehauptung ist extern geprüft, aber die gesamte Fähigkeit setzt sich aus modellierten Teilen zusammen, daher bleibt die Fähigkeit modelliert. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Die Resilienz der Quanten-Inertial-Koppelnavigation ist MODELLED, nicht validiert: gegen eine separate Implementierung in derselben Codebasis geprüft — unabhängig von der geprüften Einheit, aber nicht extern maßgeblich. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Spoofing-Erkennung ist MODELLED, nicht validiert: eine Teilaussage ist extern geprüft, aber die gesamte Fähigkeit setzt sich aus modellierten Teilen zusammen, daher bleibt die Fähigkeit modelliert. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Reproduzierbarkeit und Software-Assurance ist MODELLED, nicht validiert: Eine Teilbehauptung ist extern geprüft, aber die gesamte Fähigkeit setzt sich aus modellierten Teilen zusammen, daher bleibt die Fähigkeit modelliert. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Siehe auch#