Машинний переклад, не перевірений носієм мови. Еталоном є англійська версія.

Сторінки видів сценаріївРедагувати на GitHubДжерело: docs/kinds/by-kind/fusion.md

fusion (тип сценарію)

Тип сценарію рушія v0.40.0, родина Інерціальні, злиті та квантові сенсори. Лише консультативно: результат аналізу від дослідницького та інженерного інструмента; це не навігаційне обладнання із затвердженням типу і не послуга забезпечення безпеки життя. Кожна позначка тут належить рушієві або матриці верифікації; тип вважається MODELLED, якщо матриця не каже іншого (як заробляється позначка: розділ Evidence у README).

Що він робить#

Спільне калманівське злиття сенсорів PNT над тими самими гібридними вхідними даними.

Один прогін scenarios/fusion-pnt.toml підсумовується так: сценарій c8eac911bbe0 | злитий | квантовий holdover PNT 6600 с (t 6600 с/p 6600 с) цілісність 1,000 безпека н/д (без атаки) | класичний holdover PNT 1330 с (t 1330 с/p 6600 с) цілісність 0,973 безпека н/д (без атаки)

Входи#

Зі схеми (kshana kinds --json):

  • Обов'язкові поля: seed, timing_spec_ns, position_spec_m, time, gnss, resync, clock_quantum, clock_classical, accel_quantum, accel_classical
  • Необов'язкові поля: coupled

Приклад scenarios/fusion-pnt.toml задає, серед іншого:

Поле Значення Одиниця
accel_classical.bias 0 m/s^2
accel_classical.id nav-grade-quartz text
accel_classical.provenance Кварцовий акселерометр навігаційного класу; ілюстративний шум-др 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 Холодноатомний акселерометр, низьке випадкове блукання швидкості на великих 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 Технічний опис Microchip SA65 / SA.45s CSAC, sigma_y(1s)=3e-10 text
clock_classical.q_rw 0 1/s

Запуск#

kshana scenarios/fusion-pnt.toml

Цей різновид використовують 2 вбудовані сценарії; решта — у scenarios/.

Що це дає#

Скалярні результати цього прогону з одиницями, які вказує рушій:

Результат Значення Одиниця
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 Кварцовий акселерометр навігаційного класу; і text
classical.clock_spec.id csac-sa45s text
Діаграма, яку рушій записує для scenarios/fusion-pnt.toml, тип fusion

Докази#

MODELLED 4 · VALIDATED 4: рядки матриці верифікації, що називають цей тип.

  • VALIDATED Відновлення стану епохи [r,v] за дальностями з наземних станцій через пакетний диференційний коректор Гаусса–Ньютона та послідовний фільтр, над двотільною моделлю сил з J2 Тести: batch_sequential_orbit_determination_reference.rs.
  • MODELLED EKF стану похибок над 15 станами INS, двостановим годинником приймача та однією плаваючою неоднозначністю несівної на кожен супутник, що відстежується; псевдодальність, фаза несівної та необов'язкова швидкість зміни дальності від орбітального угруповання Волкера SGP4 (світловий час і Саньяк), Klobuchar і Тести: fusion_carrier_tc.rs.
  • MODELLED Три сценарії gnss-ins на бібліотеці траєкторій (судно, що виляє зі швидкістю 8 м/с із п'ятихвилинною перервою; потяг через виїмку з двома супутниками і тунель; літак, у якого перерва охоплює віраж із креном 25 градусів) та необов'язковий пакета Тести: gnss_ins_packs.rs.
  • MODELLED Один складений фільтр Калмана за позицією, швидкістю, фазою та частотою годинника, що отримує псевдодальності, які зв'язують позицію й годинник (оновлення у формі Джозефа, що несуть перехресну коваріацію); 1-DOF варіант, доповнений сталим зміщенням акселерометра с Тести: fusion_coupled_filters.rs.
  • і ще 4 у матриці.

Рядки, які задіяв сам прогін, з оракулом, що його дає матриця кожному (публічні джерела названі там):

  • VALIDATED Девіація Аллана / модифікована / Адамара + ідентифікація степеневого шуму з довірчими інтервалами χ². Оракул (ExternalDataset): NIST SP 1065 (Riley) / еталонні девіації Stable32 на NBS14
  • MODELLED Замкнена форма зростання похибки за інерцією + holdover до порога; класи квантових годинників. Оракул (ReferenceImpl): Багатокрокова рекурсія коваріації clock_state (перехресна перевірка в тій самій кодовій базі); лежачі в основі ядро дисперсії інерційного руху та інверсії holdover зовнішньо перевірено проти scipy (див. «Clock-holdover coast-variance & threshold inversion»). Показники holdover для кожного класу з порогом червоного шуму лишаються MODELLED
  • MODELLED 3-становий (фаза/частота/дрейф) годинник Калмана van-Loan зі стабілізацією за Джозефом. Оракул (ReferenceImpl): filterpy 1.4.5 KalmanFilter (R. Labbe, MIT), з F через scipy.linalg.expm та Q через блокову матрицю Van-Loan 1978 — незалежна еталонна реалізація, що відтворює повну траєкторію фільтра kshana. Узгодженість між реалізаціями: фізика годинника / калібрування Аллана не перевірені зовнішньо, тому це лишається MODELLED. 0,30 зовнішнє порівняння, знахідка (лишається MODELLED): на фінальних годинниках IGS 30 с для 11 блоків GPS
  • MODELLED Холодноатомний інтерферометричний акселерометр з перших принципів (k_eff·T², QPN). Оракул (ExternalDataset): Опубліковані числові вектори першоджерел щодо CAI (передавальна функція Cheinet 2008; чутливість Peters/Freier): k_eff·T² збігається точно, дробова шумова ASD — односторонній поріг у межах ~2× від кожного опублікованого приладу (реальні пристрої мають технічний шум понад квантовим порогом). Діапазон, а не рівність. 0,30 раунд 2 (попередньо зареєстровано fcb9ac64), знахідка (лишається MODELLED): шум обертання лише від QPN проти виміряного Gauguet et al.
  • MODELLED Складений бюджет позиції за зміщенням + масштабним коефіцієнтом + VRW + спадом стабільності протягом holdover. Оракул (ReferenceImpl): Незалежне інтегрування SDE методом Монте-Карло в numpy для двічі проінтегрованого шуму білого прискорення (перевіряє аналітичну дисперсію VRW справді незалежним алгоритмом) + опорне опубліковане значення Groves 2013 для доданків зміщення/масштабного коефіцієнта; числа пристрою CAI кількісно описують апаратне забезпечення партнера і лишаються MODELLED

Обмеження#

Що, за власним звітом прогону, не обчислено за моделлю або не перевірено за зовнішнім еталоном:

  • Holdover годинника в умовах відсутності GNSS є MODELLED, а не перевіреним (validated): звірено з окремою реалізацією в цій самій кодовій базі — незалежною від тестованого модуля, але не зовнішньо авторитетною. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Оцінювання стану бортового годинника є MODELLED, а не перевіреним (validated): звірено з окремою реалізацією в цій самій кодовій базі — незалежною від тестованого модуля, але не зовнішньо авторитетною. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Характеристики квантового інерціального сенсора є MODELLED, а не перевіреними (validated): одну частину твердження перевірено зовнішньо, але вся можливість складається із змодельованих частин, тож можливість лишається змодельованою. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Стійкість квантового інерціального зчислення шляху є MODELLED, а не перевіреною (validated): звірено з окремою реалізацією в цій самій кодовій базі — незалежною від тестованого модуля, але не зовнішньо авторитетною. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Виявлення спуфінгу є MODELLED, а не перевіреним (validated): одну частину твердження перевірено зовнішньо, але вся можливість складається із змодельованих частин, тож можливість лишається змодельованою. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Відтворюваність і гарантування якості програмного забезпечення — MODELLED, а не перевірено за зовнішнім еталоном: підтвердження частини вимоги перевірено зовні, але вся можливість складається з обчислених за моделлю частин, тому можливість залишається обчисленою за моделлю. (матриця верифікації (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Див. також#