fusion (tipo de cenário)

Tipo de cenário do motor v0.40.0, família Sensores inerciais, de fusão e quânticos. Consultivo: saída de análise de uma ferramenta de pesquisa e engenharia, não um equipamento de navegação homologado e não um serviço de segurança da vida humana. Todo rótulo aqui é do motor ou da matriz de verificação; um tipo de cenário é MODELLED, a menos que a matriz diga outra coisa (como um rótulo é conquistado: a seção Evidence do README).

O que faz#

PNT por fusão de sensores com filtro de Kalman conjunto sobre as mesmas entradas híbridas.

Uma execução de scenarios/fusion-pnt.toml resume-se assim: cenário c8eac911bbe0 | fundido | holdover de PNT quântico 6600s (t 6600s/p 6600s) integridade 1,000 segurança n/d (sem ataque) | holdover de PNT clássico 1330s (t 1330s/p 6600s) integridade 0,973 segurança n/d (sem ataque)

Entradas#

A partir do esquema (kshana kinds --json):

• Campos obrigatórios: seed, timing_spec_ns, position_spec_m, time, gnss, resync, clock_quantum, clock_classical, accel_quantum, accel_classical
• Campos opcionais: coupled

O exemplo scenarios/fusion-pnt.toml define, entre outros:

Execute#

kshana scenarios/fusion-pnt.toml

2 cenários incluídos usam este tipo de cenário; os demais estão em scenarios/.

O que ele fornece#

Os resultados escalares dessa execução, com as unidades que o motor declara:

Evidências#

MODELLED 4 · VALIDATED 4: as linhas da matriz de verificação que nomeiam este tipo de cenário.

• VALIDATED Recuperar um estado de época [r,v] a partir de distâncias de estações terrestres por meio de um corretor diferencial em lote de Gauss–Newton e de um filtro sequencial, sobre um modelo de forças de dois corpos+J2 Testes: batch_sequential_orbit_determination_reference.rs.
• MODELLED EKF de estado de erro sobre 15 estados de INS, um relógio de receptor de dois estados e uma ambiguidade de portadora flutuante por satélite rastreado; pseudodistância, fase da portadora e taxa de distância opcional a partir de uma constelação Walker SGP4 (tempo de luz e Sagnac), Klobuchar e Testes: fusion_carrier_tc.rs.
• MODELLED Três cenários gnss-ins sobre a biblioteca de trajetórias (uma embarcação serpenteando a 8 m/s com uma interrupção de cinco minutos; um trem por um corte com dois satélites e um túnel; uma aeronave cuja interrupção cobre uma curva inclinada de 25 graus) e o opcional do pacote Testes: gnss_ins_packs.rs.
• MODELLED Um filtro de Kalman empilhado sobre posição, velocidade, fase e frequência do relógio alimentado com pseudodistâncias que acoplam posição e relógio (atualizações na forma de Joseph carregando a covariância cruzada); uma variante de 1-DOF aumentada com um viés constante de acelerômetro Testes: fusion_coupled_filters.rs.
• e mais 4 na matriz.

As linhas que a própria execução exercitou, com a referência independente que a matriz dá a cada uma (as fontes públicas são nomeadas ali):

• VALIDATED Desvio de Allan/modificado/Hadamard + identificação de ruído de lei de potência com ICs de χ². Referência independente (ExternalDataset): NIST SP 1065 (Riley) / desvios de referência do Stable32 em NBS14
• MODELLED Crescimento do erro em inércia de forma fechada + holdover até o limiar; classes de relógios quânticos. Referência independente (ReferenceImpl): Recursão de covariância multipasso de clock_state (conferência cruzada na mesma base de código); o núcleo subjacente de variância de deriva e inversão de holdover é validado externamente contra o scipy (ver 'Clock-holdover coast-variance & threshold inversion'). Os valores de holdover por classe com piso de ruído vermelho permanecem MODELLED
• MODELLED Relógio de Kalman de 3 estados (fase/frequência/deriva) de van Loan, estabilizado por Joseph. Referência independente (ReferenceImpl): KalmanFilter do filterpy 1.4.5 (R. Labbe, MIT), com F via scipy.linalg.expm e Q via a matriz em blocos de Van Loan 1978 — uma implementação de referência independente que reproduz a trajetória completa do filtro do kshana. Consistência entre implementações: a física do relógio / a calibração de Allan não são validadas externamente, por isso isto permanece MODELLED. Comparação externa 0,30, um achado (permanece MODELLED): em relógios finais do IGS de 30 s de 11 GPS Blo
• MODELLED Acelerômetro interferométrico de átomos frios a partir de primeiros princípios (k_eff·T², QPN). Referência independente (ExternalDataset): Vetores numéricos de artigos primários publicados de CAI (função de transferência de Cheinet 2008; sensibilidade de Peters/Freier): k_eff·T² coincide exatamente, o piso unilateral de ASD de ruído de disparo dentro de ~2× de cada instrumento publicado (dispositivos reais têm ruído técnico acima do piso quântico). Uma faixa, não uma paridade. 0,30 rodada 2 (fixada antecipadamente fcb9ac64), um achado (permanece MODELLED): o ruído de rotação somente por QPN contra o medido por Gauguet et al.
• MODELLED Balanço de posição composto de viés + fator de escala + VRW + decaimento de estabilidade ao longo do holdover. Referência independente (ReferenceImpl): Integração independente de SDE por Monte Carlo em numpy do ruído de aceleração branca duplamente integrado (valida a variância analítica do VRW por um algoritmo genuinamente independente) + uma âncora de valores publicados de Groves 2013 para os termos de viés/fator de escala; os números do dispositivo CAI quantificam hardware de parceiro e permanecem MODELLED

Limitações#

O que o próprio relatório da execução diz que não é modelado ou não é validado:

• O holdover do relógio sem GNSS é MODELLED, não validado: conferido contra uma implementação separada nesta mesma base de código — independente da unidade sob teste, mas sem autoridade externa. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• A estimativa do estado do relógio a bordo é MODELLED, não validada: conferida contra uma implementação separada nesta mesma base de código — independente da unidade sob teste, mas sem autoridade externa. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• O desempenho de sensores inerciais quânticos é MODELLED, não validado: uma subafirmação é conferida externamente, mas a capacidade inteira compõe peças modeladas, de modo que a capacidade permanece modelada. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• A resiliência da navegação inercial por estima de sensores quânticos é MODELLED, não validada: conferida contra uma implementação separada nesta mesma base de código — independente da unidade sob teste, mas sem autoridade externa. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• A detecção de spoofing é MODELLED, não validada: uma subafirmação é conferida externamente, mas a capacidade inteira compõe peças modeladas, de modo que a capacidade permanece modelada. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Reprodutibilidade e garantia de software é MODELLED, não validada: uma subafirmação é verificada externamente, mas a capacidade inteira compõe peças modeladas, de modo que a capacidade permanece modelada. (matriz de verificação (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Veja também#

• Página da família: Sensores inerciais, de fusão e quânticos
• Todos os tipos de cenário: KINDS.md
• Página do tópico: INTEGRITY.md
• Página do tópico: LEO-PNT-FUSION.md