hybrid(场景类型)
引擎v0.40.0的场景类型,所属系列为惯性、融合与量子传感器。仅供参考:研究与工程工具的分析输出,不是经型式认可的导航设备,也不是生命安全服务。此处每个标签均由引擎或验证矩阵给出;除非矩阵另有说明,一个类型即为MODELLED(标签如何获得,见README的Evidence一节)。
作用#
混合PNT综合场景:时钟 + IMU + 时间传递辅助。
scenarios/hybrid-pnt.toml的一次运行汇总为:scenario f33d734ecc51 | quantum PNT-holdover 6600s (t 6600s/p 6600s) integrity 0.998 security n/a (no attack) | classical PNT-holdover 350s (t 6600s/p 350s) integrity 1.000 security n/a (no attack)
输入#
来自模式(kshana kinds --json):
- 必填字段:
seed、timing_spec_ns、position_spec_m、time、gnss、resync、clock_quantum、clock_classical、accel_quantum、accel_classical - 可选字段:无
示例scenarios/hybrid-pnt.toml设置了以下内容等:
| 字段 | 取值 | 单位 |
|---|---|---|
accel_classical.bias |
0.00157 | m/s^2 |
accel_classical.id |
nav-grade-quartz | 文本 |
accel_classical.provenance |
导航级石英加速度计(Honeywell QA-2000 / G | 文本 |
accel_classical.q_va |
3.8416e-8 | (m/s^2)^2/Hz |
accel_quantum.bias |
5.8800e-7 | m/s^2 |
accel_quantum.id |
cold-atom-quat | 文本 |
accel_quantum.provenance |
Exail混合量子加速度计三轴组,偏置稳定度5.8 | 文本 |
accel_quantum.q_va |
4.6656e-8 | (m/s^2)^2/Hz |
clock_classical.drift |
0 | 1/s |
clock_classical.id |
csac-sa45s | 文本 |
clock_classical.provenance |
Microchip SA65 / SA.45s CSAC数据手册sigma_y(1s)=3e-10 | 文本 |
clock_classical.q_rw |
0 | 1/s |
运行#
kshana scenarios/hybrid-pnt.toml
给出什么#
该次运行的标量结果,单位为引擎所给出的单位:
| 结果 | 取值 | 单位 |
|---|---|---|
classical.accel_spec.id |
nav-grade-quartz | 文本 |
classical.accel_spec.kind |
inertial | 文本 |
classical.accel_spec.params.bias |
0.00157 | m/s^2 |
classical.accel_spec.params.bias_instability |
false | 标志 |
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 |
3.8416e-8 | (m/s^2)^2/Hz |
classical.accel_spec.provenance |
导航级石英加速度计(H | 文本 |
classical.clock_spec.id |
csac-sa45s | 文本 |
证据#
MODELLED:列出此类型的验证矩阵各行。
- MODELLED对位置、速度、时钟相位和频率使用同一个堆叠卡尔曼滤波器,输入为使位置与钟耦合的伪距(带互协方差的Joseph形式更新);增广了常值加速度计偏置的1-DOF变体 测试:fusion_coupled_filters.rs。
本次运行实际涉及的各行,以及矩阵为每行给出的参考基准(oracle)(公开来源在矩阵中列出):
- VALIDATED阿伦/修正/哈达玛偏差加带 χ² 置信区间的幂律噪声识别。参考基准(ExternalDataset):NIST SP 1065(Riley)/ Stable32在NBS14上的参考偏差
- MODELLED闭式滑行误差增长加守时到阈值;量子时钟等级。参考基准(ReferenceImpl):多步clock_state协方差递推(同一代码库内的交叉检查);底层的滑行方差与守时反演核对照scipy经外部验证(见“Clock-holdover coast-variance & threshold inversion”)。各等级的红噪声底守时数字仍为MODELLED
- MODELLED 3状态(相位/频率/漂移)van-Loan卡尔曼时钟,Joseph稳定化。参考基准(ReferenceImpl):filterpy 1.4.5 KalmanFilter(R. Labbe,MIT),F通过scipy.linalg.expm得到,Q通过Van-Loan 1978分块矩阵得到:这是一个独立的参考实现,复现了kshana的完整滤波器轨迹。跨实现一致性:时钟物理和阿伦校准没有经外部验证,因此该行仍为MODELLED。0.30外部比较,一项发现(仍为MODELLED):在11颗GPS Blo的IGS最终30 s钟差上
- MODELLED双向/TWSTFT(Sagnac)、GNSS共视、PPP;链路抖动→距离。参考基准(oracle,ExternalDataset):Sagnac量级对照权威的已发表值核对——N. Ashby,“Relativity in the GPS”,Living Reviews in Relativity 6:1(2003),Eq. 1.29:向东环绕赤道一周累积207.4 ns(2ωA_E/c²);kshana复现为207.386 ns。RTKLIB 2.4.3的geodist()(Takasu,BSD-2-Clause)独立地予以佐证,它带有相同的2Aω/c² 几何。复合的BIPM TWSTFT转发器/共视/
- MODELLED由第一性原理(k_eff·T²、QPN)得出的冷原子干涉加速度计。参考基准(oracle,ExternalDataset):已发表的CAI原始论文数值向量(Cheinet 2008传递函数;Peters/Freier灵敏度):k_eff·T² 完全吻合,散粒噪声ASD为单边下限,与每台已发表仪器相差在约2× 以内(实际器件的技术噪声高于量子下限)。这是一个范围界定,而非等同。0.30第2轮(已预先登记fcb9ac64),一项发现(仍为MODELLED):仅含QPN的旋转噪声对照Gauguet等的实测值
局限#
本次运行自身的报告所说的未建模或未经独立验证的内容:
- GNSS拒止下的时钟守时为MODELLED,而不是经独立验证:它对照同一代码库中另一个独立实现进行检查,独立于被测单元,但不具外部权威性。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- 星载时钟状态估计为MODELLED,而不是经独立验证:它对照同一代码库中另一个独立实现进行检查,独立于被测单元,但不具外部权威性。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- 时间传递误差预算为MODELLED,未经独立验证:某个子论断已有外部核对,但整个能力由模型计算的部分组合而成,因此该能力仍属“由模型计算得出”。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- 量子惯性传感器性能为MODELLED,未经独立验证:某个子论断已有外部核对,但整个能力由模型计算的部分组合而成,因此该能力仍属“由模型计算得出”。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- 量子惯性航位推算韧性为MODELLED,未经独立验证:它是对照本代码库内另一套独立实现检查的,该实现独立于被测单元,但不具外部权威性。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- 欺骗干扰检测为MODELLED,而不是经独立验证:其中一项子声明经过外部核对,但整项能力由模型计算的部分组合而成,因此该能力仍属于由模型计算得出一级。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
- 可复现性与软件保障为MODELLED,而不是经独立验证:其中一项子声明经过外部核对,但整项能力由模型计算的部分组合而成,因此该能力仍属于由模型计算得出一级。(验证矩阵(docs/MODELLED-RATIONALE.md))
另请参阅#
- 系列页面:惯性、融合与量子传感器
- 所有类型:KINDS.md
- 主题页面:INTEGRITY.md
- 主题页面:MACHINE-INPUTS.md