Машинный перевод, не проверенный носителем языка. Эталоном служит английская версия.

Страницы видов сценариевПравить на GitHubИсточник: docs/kinds/by-kind/hybrid-ukf.md

hybrid-ukf (вид сценария)

Вид сценария движка v0.40.0, семейство Инерциальные, комплексирующие и квантовые датчики. Носит консультативный характер: результат анализа исследовательского и инженерного инструмента; это не навигационное оборудование с утверждённым типом и не служба обеспечения безопасности жизни. Каждая метка здесь принадлежит движку или матрице верификации; вид имеет уровень MODELLED, если матрица не указывает иное (как заслуживается метка: раздел README «Evidence»).

Что делает#

17-state гибридный квантово-классический тесно связанный UKF GNSS/INS (MODELLED): 15 состояний ошибок INS + поправка смещения акселерометра на основе CAI + 2-state (фаза + частота) модель часов из движка q-параметров часов, управляемая ограниченной моделью ошибок CAI. Показатель качества — самосогласованность фильтра (NEES + белизна инноваций относительно границ χ²): это утверждение о самосогласованности, а НЕ гарантия точности в реальных условиях. Только моделирование; без TRL>3, без лётного опыта, без внешней валидации.

Один прогон scenarios/hybrid-ukf.toml кратко выглядит так: сценарий e8be19a6199e | hybrid-ukf (17-state, MODELLED) | датчик quantum-CAI (q_va 4.82e-14) | часы q_wf 1.00e-26 q_rw 3.00e-30 | NIS 11.85/12 в [10.12,14,04] | NEES 7.11/8 в [6.48,9,68] | CONSISTENT | с коррекцией 0.4m -> выбег 7.7m за 120s | самосогласованность, не точность

Входные параметры#

Из схемы (kshana kinds --json):

  • Обязательные поля: seed, time, gnss, accel, clock
  • Необязательные поля: residual_accel_bias_m_s2, speed_m_s, sigma_pr_m, sigma_rr_mps, consistency_seeds, q_factor, r_factor

Пример scenarios/hybrid-ukf.toml задаёт, среди прочего:

Поле Значение Единица
accel.bias 0 не указано
accel.cai.atom_number 1000000 не указано
accel.cai.contrast 0.5 не указано
accel.cai.cycle_time_s 0.5 s
accel.cai.pulse_sep_t 0.02 не указано
accel.cai.wavelength_m 7.8024e-7 m
accel.id cold-atom-interferometer текст
accel.provenance Интерферометрический акселерометр на холодных атомах (Rb-87 D2); огранич текст
accel.q_va 1.0000e-9 не указано
clock.id ultrastable-optical текст
clock.provenance Сверхстабильный/оптический бортовой генератор, класс, белый FM sigm текст
clock.rw_fm_level 1.0000e-15 не указано

Запустите#

kshana scenarios/hybrid-ukf.toml

Что он даёт#

Скалярные результаты этого прогона с единицами, которые указывает движок:

Результат Значение Единица
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 флаг
consistency.nees_chi2_lower_95 6.479865 1
consistency.nees_chi2_upper_95 9.677811 1
consistency.nees_dof 8 число
consistency.nees_mean 7.113875 1
График, который движок строит для scenarios/hybrid-ukf.toml, вид hybrid-ukf

Доказательства#

Ни одна строка матрицы не называет этот вид по имени; метка его результата принадлежит самому движку и приведена выше.

Строки, которые задействовал сам прогон, с оракулом, который указывает им матрица (публичные источники названы там):

  • MODELLED Акселерометр на атомном интерферометре с холодными атомами из первых принципов (k_eff·T², QPN). Оракул (ExternalDataset): опубликованные числовые векторы из первичных работ по CAI (передаточная функция Cheinet 2008; чувствительность Peters/Freier): k_eff·T² совпадает точно, односторонний нижний предел спектральной плотности дробового шума лежит в пределах ~2× от каждого опубликованного прибора (реальные устройства несут технический шум выше квантового предела). Это оценка в вилке, а не равенство. 0,30 раунд 2 (предварительно зарегистрировано fcb9ac64), вывод (остаётся MODELLED): шум вращения только по QPN против измеренного у Gauguet et al.
  • VALIDATED 15-мерный EKF по вектору ошибок, слабо связанный (проверен на реальной поездке с IMU/GNSS по NaveGo); тесно связанный UKF по псевдодальности/Доплеру и связанные часы+полож. Оракул (ExternalDataset): NaveGo v1.4 (R. Gonzalez, LGPL-3.0, запускается как инструмент под GNU Octave, никогда не подключается как библиотека): его слабо связанный ins_gnss на собственной реальной поездке сухопутного транспортного средства с IMU/GNSS Ekinox, оба решения оцениваются по опорной траектории Ekinox. Оба фильтра читают одни и те же входные данные float32 с частотой 20 Гц, а конфигурация Kshana отображается механически из опубликованных параметров набора данных. Горизонтальная и вертикальная СКО положения Kshana и её
  • MODELLED Детерминированные, хешируемые по сценарию, SBOM и кроссплатформенные эталонные проверки (golden). Оракул (ExternalDataset): соответствие SBOM официальной схеме JSON CycloneDX 1,5 (плюс допустимые идентификаторы SPDX) — внешний опубликованный стандарт, ноль ошибок валидации на всём графе зависимостей; часть о детерминизме FoM и побайтной воспроизводимости остаётся закреплённой проверкой внутренней согласованности, поэтому строка остаётся MODELLED
  • MODELLED Ограниченные (лучший/номинальный/консервативный) показатели интерферометра на холодных атомах — нестабильность смещения, случайное блуждание скорости/угла, стабильность масштабного коэффициента, опрос. Оракул (InternalConsistency): внутренняя согласованность: приведённая граница VRW перекрёстно проверена по физике CaiAccelerometer::accel_asd + необработанный динамический диапазон, вычисленный из предела неоднозначности интерференционной полосы; числа — это границы MODELLED из обзора литературы (needs_source_confirmation), ни одно устройство не валидировано, ореола валидации нет

Ограничения#

Что отчёт самого прогона называет не смоделированным или не проверенным:

  • MODELLED SIMULATION. Самосогласованность фильтра (NEES + белизна инноваций) при ограниченных шумах CAI и часов — это утверждение о самосогласованности, а НЕ гарантия точности в реальных условиях. Не полевые и не лётные результаты; без TRL>3, без лётного опыта, без внешней валидации. Аппаратура CAI принадлежит партнёру. (результат modelled_note)
  • 17-state гибридный квантово-классический тесно связанный UKF GNSS/INS (MODELLED): 15 состояний ошибок INS + поправка смещения акселерометра на основе CAI + 2-state (фаза + частота) модель часов из движка q-параметров часов, управляемая ограниченной моделью ошибок CAI. (каталог видов (kshana kinds --json))
  • 17-state гибридный квантово-классический тесно связанный UKF GNSS/INS (MODELLED). (комментарий в файле сценария, строка 1)
  • ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА — самосогласованность фильтра (NEES + белизна инноваций), единственное, что моделирование может честно утверждать об оценивателе. На ансамбле Монте-Карло, истина которого порождена ровно тем шумом, который предполагает фильтр, объединённые средние NIS (белизна) и NEES должны попадать в свои 95%-ные полосы хи-квадрат. Это утверждение о САМОСОГЛАСОВАННОСТИ, а НЕ гарантия точности в реальных условиях. (комментарий в файле сценария, строки 21–25)
  • ЧЕСТНОСТЬ: всё здесь — MODELLED / МОДЕЛИРОВАНИЕ. Входные данные CAI и часов — ограниченные, репрезентативные по литературе значения, а не измеренная аппаратура; аппаратура CAI и её ключевой специалист остаются на стороне партнёра. Без TRL>3, без лётного опыта, без внешней валидации. (комментарий в файле сценария, строки 27–29)
  • Начальные значения Монте-Карло, по которым объединяет оракул согласованности, и множители расстройки фильтра. 24 начальных значения дают границы хи-квадрат NEES по прогонам (8*24 степеней свободы), достаточно узкие, чтобы отличить согласованный фильтр от рассогласованного, при этом прогон остаётся недорогим. Задайте q_factor / r_factor отличными от 1,0, чтобы расстроить фильтр и увидеть, как проверка согласованности его отклоняет (q_factor масштабирует предполагаемый шум процесса, r_factor — предполагаемый шум измер (комментарий в файле сценария, строки 44–48)
  • Характеристики квантового инерциального датчика имеют уровень MODELLED и не подтверждены внешней проверкой: часть утверждений проверена извне, но вся возможность составлена из смоделированных частей, поэтому возможность остаётся Modelled. (матрица верификации (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Воспроизводимость и гарантии качества ПО — MODELLED, а не validated: одно из частных утверждений проверено извне, но вся возможность составлена из смоделированных частей, поэтому возможность остаётся Modelled. (матрица верификации (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

См. также#