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

hybrid-ukf(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#

17状態の量子+古典ハイブリッド密結合 GNSS/INS UKF(MODELLED):15 個の INS 誤差状態+CAI 由来の加速度バイアス補正+q パラメーター時計エンジンによる2状態(位相+周波数)の時計を、上下限で囲んだ CAI 誤差モデルで駆動します。性能指標はフィルターの自己整合性(NEES+イノベーションの白色性を χ² 境界と比較)であり、自己整合性についての記述であって、実世界での精度の保証ではありません。シミュレーションのみ;TRL>3 ではなく、飛行実績もなく、外部での検証もありません。

scenarios/hybrid-ukf.tomlの一回の実行は次のように要約されます:scenario e8be19a6199e | hybrid-ukf(17状態、MODELLED) | センサー quantum-CAI(q_va 4.82e-14) | 時計 q_wf 1.00e-26 q_rw 3.00e-30 | NIS 11.85/12 は [10.12,14.04] の範囲内 | NEES 7.11/8 は [6.48,9.68] の範囲内 | CONSISTENT | 補助あり 0.4m -> 慣性航行 7.7m(120s) | 自己整合性であり、精度ではありません

入力#

スキーマ(kshana kinds --json)より:

  • 必須フィールド:seed、time、gnss、accel、clock
  • 任意フィールド:residual_accel_bias_m_s2、speed_m_s、sigma_pr_m、sigma_rr_mps、consistency_seeds、q_factor、r_factor

例のscenarios/hybrid-ukf.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.bias 0 記載なし
accel.cai.atom_number 1000000 記載なし
accel.cai.contrast 0.5 記載なし
accel.cai.cycle_time_s 0.5 s
accel.cai.pulse_sep_t 0.02 記載なし
accel.cai.wavelength_m 7.8024e-7 m
accel.id cold-atom-interferometer テキスト
accel.provenance 冷却原子(Rb-87 D2)干渉計加速度計;上下限を テキスト
accel.q_va 1.0000e-9 記載なし
clock.id ultrastable-optical テキスト
clock.provenance 超安定/光学の搭載発振器クラス、白色 FM のシグ テキスト
clock.rw_fm_level 1.0000e-15 記載なし

実行する#

kshana scenarios/hybrid-ukf.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
clock_q_rw 3.0000e-30 1/s
clock_q_wf 1.0000e-26 s^2/s
coast.aided_pos_rms_m 0.360944 m
coast.coast_duration_s 120 s
coast.coast_end_pos_rms_m 7.69085 m
consistency.consistent true フラグ
consistency.nees_chi2_lower_95 6.479865 1
consistency.nees_chi2_upper_95 9.677811 1
consistency.nees_dof 8 個数
consistency.nees_mean 7.113875 1
エンジンが scenarios/hybrid-ukf.toml(種別 hybrid-ukf)について出力するグラフ

エビデンス#

この種類を名前で挙げているマトリクスの行はありません。その結果のラベルは、上に示したエンジン自身のものです。

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):

  • 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
  • VALIDATED 15状態の誤差状態 EKF、疎結合(実際の IMU/GNSS 走行データを用いて NaveGo と照合して確認済み);密結合の疑似距離/ドップラー UKF と、結合した時計+位置。オラクル(ExternalDataset):NaveGo v1.4(R. Gonzalez、LGPL-3.0、GNU Octave 上でツールとして実行し、リンクはしない):その疎結合 ins_gnss を、独自の実 Ekinox IMU/GNSS 陸上車両走行データで実行し、両方の解を Ekinox の基準軌跡に対して採点しました。両フィルターは同じ20 Hz の float32 入力を読み込み、Kshana の設定はデータセットの公表パラメーターから機械的に対応付けています。Kshana の水平・垂直位置 RMS とその
  • MODELLED決定論的、シナリオハッシュ付き、SBOMとクロスプラットフォームのゴールデンゲート。オラクル(ExternalDataset):公式のCycloneDX 1.5 JSON Schema(および有効なSPDX識別子)へのSBOM適合性。これは外部の公開標準であり、依存関係グラフ全体で検証エラーはゼロです。FoMの決定論性とバイト単位の再現性の部分は固定された自己整合性チェックのままであるため、この行はMODELLEDのままです
  • MODELLED 上下限(最良/公称/保守的)で囲んだ冷却原子干渉計の性能 — バイアス不安定性、速度/角度ランダムウォーク、スケールファクター安定性、問い合わせ。オラクル(InternalConsistency):内部整合性:引用した VRW の上下限を CaiAccelerometer::accel_asd の物理と、フリンジ曖昧性の限界から計算した生のダイナミックレンジと照合;数値は MODELLED の文献調査による上下限(needs_source_confirmation)であり、確認された装置はなく、検証の後光

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:

  • MODELLED シミュレーション。上下限で囲んだ CAI と時計の雑音入力のもとでのフィルターの自己整合性(NEES+イノベーションの白色性)であり、自己整合性についての記述であって、実世界での精度の保証ではありません。現場や飛行の結果ではなく、TRL>3 ではなく、飛行実績もなく、外部での検証もありません。CAI ハードウェアはパートナーが所有しています。(結果modelled_note)
  • 17状態の量子+古典ハイブリッド密結合 GNSS/INS UKF(MODELLED):15 個の INS 誤差状態+CAI 由来の加速度バイアス補正+q パラメーター時計エンジンによる2状態(位相+周波数)の時計を、上下限で囲んだ CAI 誤差モデルで駆動します。(種別カタログ(kshana kinds --json))
  • 17状態の量子+古典ハイブリッド密結合 GNSS/INS UKF(MODELLED)。(シナリオファイルのコメント、1行目)
  • 性能指標 — フィルターの自己整合性(NEES+イノベーションの白色性)、これは推定器についてシミュレーションが誠実に主張できる唯一のものです。真値がフィルターの仮定とまったく同じ雑音から生成されるモンテカルロのアンサンブルにわたって、プールした NIS(白色性)と NEES の平均は、それぞれの95% カイ二乗帯域内に収まらなければなりません。これは自己整合性についての記述であって、実世界での精度の保証ではありません。(シナリオファイルのコメント、21~25行目)
  • 誠実さ:ここにあるものはすべて MODELLED/シミュレーションです。CAI と時計の入力は、上下限で囲んだ文献上の代表値であり、実測のハードウェアではありません;CAI ハードウェアとそのキーパーソンはパートナーの所有のままです。TRL>3 ではなく、飛行実績もなく、外部での検証もありません。(シナリオファイルのコメント、27~29行目)
  • 整合性オラクルがプールするモンテカルロのシードと、フィルターを意図的にずらす乗数。24 個のシードにより、ランベースのカイ二乗 NEES 帯域(8*24 DOF)は、整合したフィルターとずれたフィルターを区別できるほど狭くなり、実行も軽く保てます。q_factor / r_factor を1.0 から離して設定するとフィルターをずらすことができ、整合性ゲートがそれを棄却する様子を確認できます(q_factor は想定プロセス雑音を、r_factor は想定測定雑(シナリオファイルのコメント、44~48行目)
  • 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))
  • 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#