Polybolos-Institute/polybolos-denied-comms-c2

# polybolos-denied-comms-c2 在其他所有通信都被干扰时仍能工作的 C2 系统。 ## 问题 世界上所有的 C2 平台在通信被拒绝的那一刻都会失效。 云优先架构？被干扰。 依赖网络的融合？陷入沉寂。 对延迟敏感的系统？彻底瘫痪。 空军对于存在争议的通信拒止环境没有任何解决方案。 直到现在。 ## 解决方案 在没有外部连接的情况下运行的确定性、边缘原生 C2 融合。 **不依赖云。** **无网络延迟。** **没有黑盒 ML。** **只有数学。** ## 性能 **在 5 个战斗场景下的 8,601 次测量** | 场景 | 测量数 | 延迟 | 吞吐量 | 状态 | |---|---|---|---|---| | 直线穿越 | 1,328 | 3.91 µs | 255,814 Hz | ✓ 已确认 | | 盘旋目标 | 2,647 | 3.57 µs | 280,000 Hz | ✓ 已确认 | | 逃避机动 | 1,983 | 3.51 µs | 284,895 Hz | ✓ 已确认 | | 快速拦截 | 877 | 3.52 µs | 283,880 Hz | ✓ 已确认 | | 低空目标 | 1,766 | 3.48 µs | 287,365 Hz | ✓ 已确认 | **汇总：** 3.60 µs/帧 | 277,884 Hz | 5/5 航迹已确认 ### 验证 - ✓ 延迟 < 50ms（实时预算）：**通过** (3.60 µs) - ✓ 吞吐量 >= 20 Hz（边缘可用）：**通过** (277,884 Hz) - ✓ 确定性（按位可复现）：**通过** - ✓ 航迹确认（生命周期）：**通过**（5/5 已确认） ## 为什么这在通信拒止环境中有效 1. **边缘原生架构** - 所有处理均在设备上进行。无云端往返。 2. **确定性数学** - 贝叶斯网络，而非 ML。可复现。可审计。可靠。 3. **亚毫秒级延迟** - 每个决策周期 3.6 µs。足以满足实时授权的需求。 4. **完整审计追踪** - 记录每一次融合更新。每一个决策均可解释。 5. **无外部依赖** - 仅使用本地传感器数据流工作。 ## 架构 ### 贝叶斯网络 遵循 Pearl (1988) 框架的透明、无环决策传播。 每一次信念更新都是可审计和可复现的。 ### 卡尔曼滤波 - **扩展卡尔曼滤波 (EKF)** - 非线性状态估计 - **无迹卡尔曼滤波 (UKF)** - 高度非线性变体 - 从残差中学习自适应噪声协方差 ### 数据关联 使用匈牙利算法实现最优的航迹与测量分配。 马氏距离门控可防止虚假关联。 ### 多传感器融合 - 雷达（距离、方位、速度、RCS） - 射频（RSSI、测向、发射器 ID） - 光学（像素坐标、置信度、热信号） 使用 Dempster-Shafer 组合规则解决传感器矛盾。 ### 航迹生命周期 - ** tentative ** - 新建航迹，需要确认 - **已确认** - 3 次及以上连续测量，全面跟踪 - **惯性推算** - 丢失测量，使用最后已知状态进行预测 - **已删除** - 错过的检测过多，航迹已移除 ## 构建 ``` cmake -S . -B build cmake --build build --config Release ctest --test-dir build -C Release --output-on-failure ./build/benchmarks/Release/fusion_benchmark_big ``` ## 测试 **19 个单元测试**，全部通过： - 卡尔曼滤波初始化、预测、更新 - 马氏距离门控与数据关联 - 航迹生命周期（确认、惯性推算、删除） - 场景生成与真值插值 - 确定性验证（多次运行间按位可复现） - 集成测试（带有合成多传感器数据的完整融合循环） 运行： ``` ctest --test-dir build -C Release --output-on-failure ``` ## 基准测试 运行完整的场景基准测试： ``` ./build/benchmarks/Release/fusion_benchmark_big ``` 输出结果显示了每个场景的延迟、吞吐量和航迹确认情况。 有关详细结果和解释，请参见 `docs/BENCHMARKS.md`。 ## 集成 - **兼容 ArduPilot/MAVLink** - 标准自动驾驶仪协议 - **兼容 QGC 的测量格式** - 地面控制站集成 - **标准卡尔曼 API** - 可直接替换现有 C2 架构 - **零专有依赖** - 纯 C++17，Eigen 线性代数 ## 这是什么 这是在存在争议的、通信拒止环境中运行的 C2 系统的确定性传感器融合基础。 ## 这不是什么 这**不**是一个完整的 C2 系统。它只是融合层。 有关决策授权和动态授权，请参见 COMMAND CORE（专有）。 有关战术显示和操作员界面，请参见 HOTL（专有）。 这是两者运行所依赖的**数学层**。 ## 学术来源 所有算法均已发表并经过同行评审： - Kalman, R.E. (1960) "A New Approach to Linear Filtering and Prediction" - Pearl, J. (1988) "Probabilistic Reasoning in Intelligent Systems" - Kuhn, H.W. (1955) "The Hungarian Method for the Assignment Problem" - Dempster, A.P. & Shafer, G. (1976) "A Mathematical Theory of Evidence" 由 AFRL 验证（Weintraub, Von Moll, Casbeer, Garcia, Pachter）。 ## 许可证 MIT。在此基础上构建。Fork 它。拥有它。 ## 联系方式 防务集成咨询：mark.brown@polybolos.org **通信拒止环境下 C2 的开源标准。**

标签：Bash脚本, 传感器融合, 拒止环境通信, 指挥控制系统, 目标跟踪, 贝叶斯网络, 边缘计算