機械翻訳であり、ネイティブスピーカーによる確認は行われていません。英語版が基準です。

シナリオ種別のページGitHub で編集ソース:docs/kinds/by-kind/hybrid.md

hybrid(シナリオ種別)

エンジン v0.40.0 のシナリオ種別で、ファミリーは慣性・フュージョン・量子センサーです。助言のみ:研究・エンジニアリング用ツールによる解析出力であり、型式承認を受けた航法装置ではなく、人命安全(safety-of-life)サービスでもありません。ここにあるラベルはすべてエンジンまたは検証マトリクスによるものです;検証マトリクスが別途示さない限り、種別は MODELLED です(ラベルの獲得方法:README の Evidence の節)。

内容#

ハイブリッド PNT の集大成:時計+IMU+時刻比較による補助。

scenarios/hybrid-pnt.tomlの一回の実行は次のように要約されます:scenario f33d734ecc51 | 量子 PNT-holdover 6600s (t 6600s/p 6600s) integrity 0.998 security n/a (no attack) | 古典 PNT-holdover 350s (t 6600s/p 350s) integrity 1.000 security n/a (no attack)

入力#

スキーマ(kshana kinds --json)より:

  • 必須フィールド:seed、timing_spec_ns、position_spec_m、time、gnss、resync、clock_quantum、clock_classical、accel_quantum、accel_classical
  • 任意フィールド:なし

例のscenarios/hybrid-pnt.tomlでは、とりわけ次を設定しています:

フィールド 値 単位
accel_classical.bias 0.00157 m/s^2
accel_classical.id nav-grade-quartz テキスト
accel_classical.provenance 航法グレードの水晶加速度計(Honeywell QA-2000 / G テキスト
accel_classical.q_va 3.8416e-8 (m/s^2)^2/Hz
accel_quantum.bias 5.8800e-7 m/s^2
accel_quantum.id cold-atom-quat テキスト
accel_quantum.provenance Exail ハイブリッド量子加速度計トライアド、バイアス安定性5.8 テキスト
accel_quantum.q_va 4.6656e-8 (m/s^2)^2/Hz
clock_classical.drift 0 1/s
clock_classical.id csac-sa45s テキスト
clock_classical.provenance Microchip SA65 / SA.45s CSAC データシート sigma_y(1s)=3e-10 テキスト
clock_classical.q_rw 0 1/s

実行する#

kshana scenarios/hybrid-pnt.toml

得られるもの#

その実行のスカラー結果。単位はエンジンが示すとおりです:

結果 値 単位
classical.accel_spec.id nav-grade-quartz テキスト
classical.accel_spec.kind inertial テキスト
classical.accel_spec.params.bias 0.00157 m/s^2
classical.accel_spec.params.bias_instability false フラグ
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 3.8416e-8 (m/s^2)^2/Hz
classical.accel_spec.provenance 航法グレードの水晶加速度計(H テキスト
classical.clock_spec.id csac-sa45s テキスト
エンジンが scenarios/hybrid-pnt.toml(種別 hybrid)について出力するグラフ

エビデンス#

MODELLED:この種類を挙げている検証マトリクスの行。

  • MODELLED 位置、速度、時計の位相と周波数にまたがる一つの積層カルマンフィルターに、位置と時計を結合する疑似距離を与えます(相互共分散を保持する Joseph 形式の更新);1-DOF 版に定数の加速度計バイアスの状 テスト:fusion_coupled_filters.rs。

実行そのものが検証した行と、マトリクスが各行に示すオラクル(公開ソースはそこに記載されています):

  • VALIDATEDアラン偏差/修正アラン偏差/アダマール偏差と、χ² 信頼区間付きのべき乗則ノイズの同定。オラクル(ExternalDataset):NIST SP 1065(Riley)/NBS14に対するStable32の参照偏差
  • MODELLED閉形式の惰性誤差増大としきい値までのホールドオーバー、量子時計のクラス。オラクル(ReferenceImpl):複数ステップのclock_stateの共分散漸化(同じコードベース内でのクロスチェック)。基礎となる惰性分散とホールドオーバー逆算のカーネルは、scipyに対して外部で照合済みです(「Clock-holdover coast-variance & threshold inversion」を参照)。クラスごとのレッドノイズフロアのホールドオーバーの数値はMODELLEDのままです
  • MODELLED 3状態(位相/周波数/ドリフト)のvan-Loanカルマン時計、ジョセフ形で安定化。オラクル(ReferenceImpl):filterpy 1.4.5のKalmanFilter(R. Labbe、MIT)、Fはscipy.linalg.expm、QはVan-Loan 1978のブロック行列によるもの。kshanaのフィルター軌跡全体を再現する、独立した参照実装です。実装間の整合性:時計の物理とアラン偏差の較正は外部の参照とは照合されていないため、これはMODELLEDのままです。0.30外部比較、所見(MODELLEDのまま):IGSの最終30秒クロック、11機のGPS Blo
  • MODELLED 双方向/TWSTFT(Sagnac)、GNSS コモンビュー、PPP;リンクジッター→距離。オラクル(ExternalDataset):Sagnac の大きさは、権威ある公表値と照合しました — N. Ashby、'Relativity in the GPS'、Living Reviews in Relativity 6:1(2003)、式1.29:東向きの赤道周回では207.4 ns が蓄積されます(2ωA_E/c²);kshana は207.386 ns を再現します。同じ 2Aω/c² の幾何を持つ RTKLIB 2.4.3 の geodist()(Takasu、BSD-2-Clause)によっても独立に裏付けられています。複合の BIPM TWSTFT トランスポンダー/コモンビュー/
  • MODELLED 第一原理からの冷却原子干渉計加速度計(k_eff·T²、QPN)。オラクル(ExternalDataset):公表されている CAI の原著論文の数値ベクトル(Cheinet 2008 の伝達関数;Peters/Freier の感度):k_eff·T² は完全に一致し、ショット雑音 ASD は片側の下限として、公表されている各装置の約2倍以内(実機には量子下限を上回る技術雑音があります)。これは範囲の確認であり、同等性ではありません。0.30 ラウンド2(事前登録 fcb9ac64)、所見(MODELLED のまま):QPN のみの回転雑音を、実測の Gauguet ら

制限事項#

実行そのものの報告が、モデル化されていない、または検証されていないとしている内容:

  • GNSSが使えない状況での時計のホールドオーバーはMODELLEDであり、独立した外部の参照との照合はされていません。同じコードベース内の別個の実装に照らして確認しており、テスト対象のユニットからは独立していますが、外部の権威あるものではありません。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • 搭載時計の状態推定はMODELLEDであり、独立した外部の参照との照合はされていません。同じコードベース内の別個の実装に照らして確認しており、テスト対象のユニットからは独立していますが、外部の権威あるものではありません。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • 時刻比較の誤差バジェット設定は MODELLED であり、独立した外部の参照と照合して確認されてはいません:副次的な主張は外部で検証されていますが、機能全体はモデルから計算した部品を組み合わせているため、この機能はモデルから計算した状態のままです。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • 量子慣性センサーの性能は MODELLED であり、独立した外部の参照と照合して確認されてはいません:副次的な主張は外部で検証されていますが、機能全体はモデルから計算した部品を組み合わせているため、この機能はモデルから計算した状態のままです。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • 量子慣性デッドレコニングのレジリエンスは MODELLED であり、独立した外部の参照と照合して確認されてはいません:この同じコードベース内の別実装と照合していますが、これは被試験ユニットから独立してはいるものの、外部の権威あるものではありません。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • スプーフィングの検出はMODELLEDであり、独立した外部の参照との照合はされていません。サブクレームの一つは外部で確認されていますが、機能全体はモデルから計算した要素を組み合わせているため、この機能はモデルから計算したものにとどまります。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • 再現性とソフトウェア保証はMODELLEDであり、独立した外部の参照との照合はされていません。サブクレームの 一つは外部で確認されていますが、機能全体はモデルから計算した要素を組み合わせているため、この機能はモデルから計算したものにとどまります。(検証マトリクス(docs/MODELLED-RATIONALE.md))

関連項目#