高保真量子传感器模型与地图匹配滤波器集成用于量子增强导航
量子物理
2025-08-12 v2 原子物理
摘要
利用量子传感器辅助导航需要在复杂动态环境中实现其运行，并将其集成到现有导航系统中。尽管平台动力学的交叉耦合通常以复杂方式降低量子测量，但导航滤波器需要设计来处理此类复杂的量子传感器数据。本文报告了基于原子干涉仪重力梯度计的高保真模型实现，并演示了其与地图匹配导航滤波器的集成。依靠我们模型在各种动态平台环境下的传感器行为模拟能力，我们展示了利用量子重力梯度测量进行地图匹配导航可实现稳定轨迹，并强调由于平台动力学引起的非高斯误差是地图匹配导航的关键挑战。我们推导出缓解这些误差的要求，例如保持传感器倾斜角度低于3.3度，以指导未来传感器开发优先级。本工作展示了端到端方法的价值，可支持未来整体导航系统的优化。除导航外，我们的原子干涉仪建模框架可能与当前从事量子重力计、梯度计和惯性传感器研究与创新的工作相关。
引用
@article{arxiv.2504.11119,
title = {Integration of a high-fidelity model of quantum sensors with a map-matching filter for quantum-enhanced navigation},
author = {Samuel Lellouch and Michael Holynski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.11119},
year = {2025}
}