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 |
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#
- Сторінка родини: Інерціальні, злиті та квантові сенсори
- Усі різновиди: KINDS.md
- Сторінка теми: INTEGRITY.md
- Тематична сторінка: LEO-PNT-FUSION.md