constellation-design (druh scénáře)

Druh scénáře enginu v0.40.0, rodina Konstelace, pokrytí a geometrie. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života. Každé označení zde pochází z enginu nebo z verifikační matice; druh je MODELLED, pokud matice neuvádí jinak (jak se označení získává: oddíl Evidence v README).

Co dělá#

Návrh konstelací ve velkém měřítku: vzory Walker DELTA a Walker STAR v konvenci i: T/P/F (uzly rozložené přes 360 nebo 180 deg, rozestup v rovině 360P/T, fázový posun mezi rovinami 360F/T), explicitní seznamy prvků a vícevrstvé návrhy, několik konstelací v jednom běhu, kolem Země, Měsíce, Marsu nebo jakékoli jiné planety, Pluta či velkého měsíce s použitím konstant z modulu body (týchž, které používají druhy solar-system a body-pnt). PŘEDVOLBY ze zveřejněných nominálních prvků: gps-baseline a gps-expandable (24 slotů a šest předních/zadních rozšiřitelných dvojic z GPS Standard Positioning Service Performance Standard, 5. vydání 2020, Tables 3.2-1 až 3.2-3), galileo (Walker 24/3/1 ve výšce 29 599,801 km a 56 deg, Galileo Open Service Service Definition Document, vydání 1,1, Tables 1 a 23), beidou a beidou-meo (Walker 24/3/1 ve výšce 21 528 km a 55 deg plus tři geostacionární družice na 80, 110,5 a 140 deg E a tři skloněné geosynchronní družice na 55 deg, BeiDou Open Service Performance Standard 3,0, oddíl 4,1; fáze MEO a překřížení skloněné geosynchronní dráhy na 118 deg E jsou modelovány, protože je norma neuvádí) a glonass (24/3/1 ve výšce 19 100 km a 64,8 deg ze vzorce pro sloty z GLONASS Interface Control Document, vydání 5,1, oddíl 5,2). POKRYTÍ A ZHORŠENÍ PŘESNOSTI: nad mřížkou zeměpisné šířky a délky a vzorkovaným oknem s elevační maskou počet družic v dohledu, GDOP, PDOP, HDOP a VDOP v každé buňce, dostupnost (určení polohy s PDOP nejvýše na prahu, ve výchozím nastavení 6) v každé buňce, globálně (vážené plochou) a na nejhorším stanovišti, s jedněmi hodinami přijímače na konstelaci, pokud není clock = "common". Škáluje se na tisíce družic: viditelnost je skalární součin vůči polovičnímu úhlu pokrytí každé družice a družice se každou epochu řadí do pásů podle zeměpisné šířky podpoložky, takže řádek mřížky testuje jen ty, které mohou být v dohledu; zpráva uvádí počet ušetřených testů dvojic. JSON nese mapy mřížky a podvzorkované pozemní stopy jednotlivých družic. VALIDATED: generátor Walker proti Galileo OS SDD Table 23 a vzorci slotů z GLONASS ICD, předvolba GPS proti zveřejněnému sloupci rovníkového přechodu v SPS PS Table 3.2-1 a globální rozdělení HDOP základní konstelace GPS proti SPS PS Appendix B (medián 0,94, 95% 1,25, průměr 0,96, tolerance 0,03). MODELLED: dvoutělesové dráhy s volitelným sekulárním J2, kulové těleso, pouze geometrická viditelnost (žádný výkon signálu, zdraví družic ani terén) a relativní fáze mezi různými systémy, která není snímkem žádného skutečného data.

Jeden běh scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml se shrnuje takto: constellation-design: 5000 družic (LEO-PNT) kolem Země; dostupnost 99,22% (PDOP <= 3 při masce 20 deg), nejhorší stanoviště 0,00%, medián PDOP 1,11, průměrně 39,4 v dohledu; 648 bodů mřížky x 12 epoch (MODELLED)

Vstupy#

Ze schématu (kshana kinds --json):

• Povinná pole: žádná
• Volitelná pole: body, duration_s, step_s, mask_deg, pdop_threshold, grid_step_deg, lat_min_deg, lat_max_deg, lon_min_deg, lon_max_deg, clock, j2, track_points, max_tracks, constellation

Příklad scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml mimo jiné nastavuje:

Spusťte jej#

kshana scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml

Tento druh používají 3 přibalené scénáře; ostatní jsou v scenarios/.

Co poskytuje#

Skalární výsledky tohoto běhu s jednotkami, které engine uvádí:

Označení výsledku (z enginu): MODELLED - dvoutělesové keplerovské dráhy (volitelně se sekulárním J2) kolem kulového tělesa, geometrická viditelnost nad elevační maskou, zhoršení přesnosti ze všech družic v dohledu s jedněmi hodinami přijímače na konstelaci, pokud není clock = "common"; žádný výkon signálu, zdraví ani terén. Geometrie Walker a zveřejněné

Důkazy#

MODELLED 1 · VALIDATED 2: řádky verifikační matice, které tento druh uvádějí.

• VALIDATED Generátory druhu constellation-design: vzory Walker delta a star v konvenci T/P/F (rozestup uzlů 360/P nebo 180/P, rozestup v rovině 360·P/T, fázový posun mezi rovinami 360·F/T) a základní a rozšiřitelné 24slotové předvolby GPS, Gal
• VALIDATED Pokrytí enginem constellation-design na základní 24slotové předvolbě GPS za podmínek přílohy B normy GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) (jeden hvězdný den, 287 pětiminutových kroků, globální mřížka 4 x 4 deg s
• MODELLED Druh constellation-design nad rámec dvou pevně daných případů: explicitní a vícevrstvé návrhy, několik konstelací na běh s jedněmi hodinami přijímače na konstelaci, Země, Měsíc a Mars z konstant těles, předvolba BeiDou Testy: coverage_dop_gnss_lib_py_oracle.rs.

Řádky, které běh sám procvičil, s orákulem, které matice každému dává (veřejné zdroje jsou tam uvedeny):

• MODELLED Deterministické, hashované po scénářích, brány SBOM a zlatých výsledků mezi platformami. Orákulum (ExternalDataset): shoda SBOM s oficiálním schématem JSON CycloneDX 1,5 (+ platné identifikátory SPDX) — externí publikovaný standard, nula chyb validace přes celý graf závislostí; část o determinismu FoM / bajtové reprodukovatelnosti zůstává zafixovanou kontrolou vlastní konzistence, takže řádek zůstává MODELLED
• VALIDATED Generátory druhu constellation-design: vzory Walker delta a star v konvenci T/P/F (rozestup uzlů 360/P nebo 180/P, rozestup v rovině 360·P/T, fáz. Oracle (ExternalDataset): Zveřejněné dokumenty agentur: Galileo Open Service Service Definition Document, vydání 1,1 (European GNSS Service Centre), Tables 1 a 23, referenční konstelace k 2016-11-21 00:00 UTC; GLONASS Interface Control Document, vydání 5,1 (2008), oddíl 5,2, vzorec pro sloty udávající délku uzlu a argument šířky; GPS Standard Positioning Service Performance Standard, 5. vydání (duben 2020), Tables 3.2-1, 3.2-2 a
• VALIDATED Pokrytí enginem constellation-design na základní 24slotové předvolbě GPS za podmínek přílohy B normy GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) Appendix . Oracle (ExternalDataset): GPS SPS PS, 5. vydání (duben 2020), Appendix B, oddíly B.3.2.2 a B.3.2.3, zveřejněné globálně průměrné rozdělení HDOP plně obsazené základní 24slotové konstelace (medián 0,94, 90 % 1,16, 95 % 1,25, 98 % 1,37, průměr 0,96), Table 3.8-1 (dostupnost PDOP) a Table B.3-1 (souborový PDOP degradované konstelace, použit jen jako horní mez), plus ručně odvozený uzavřený tvar pro jednu epochu. VDOP a PD
• MODELLED Druh constellation-design nad rámec dvou pevně daných případů: explicitní a vícevrstvé návrhy, několik konstelací na běh s jedněmi hodinami přijímače na konste. Oracle (InternalConsistency): Vnitřní konzistence: hrubým výpočtem prohledaný elevační sken, ručně vypočtené redukce a redukce z orbit::dop a uzavřená geometrie Walker a geosynchronní. Dvoutělesové dráhy s volitelným sekulárním J2, kulové těleso s místní svislicí podél poloměru, pouze geometrická viditelnost (žádný výkon signálu, zdraví družic, terén ani rušení třetím tělesem) a relativní fáze mezi systémy převzatá z různých re

Omezení#

Co zpráva samotného běhu uvádí jako nemodelované nebo neověřené:

• MODELLED - dvoutělesové keplerovské dráhy (volitelně se sekulárním J2) kolem kulového tělesa, geometrická viditelnost nad elevační maskou, zhoršení přesnosti ze všech družic v dohledu s jedněmi hodinami přijímače na konstelaci, pokud není clock = "common"; žádný výkon signálu, zdraví ani terén. Geometrie Walker a zveřejněné předvolby jsou zkontrolovány proti tabulkám slotů Galileo OS SDD, GLONASS ICD a GPS SPS Performance Standard, a (výsledek label)
• MODELLED: dvoutělesové dráhy s volitelným sekulárním J2, kulové těleso, pouze geometrická viditelnost (žádný výkon signálu, zdraví ani terén) a relativní fáze mezi různými systémy, která není snímkem žádného skutečného data. (katalog druhů (kshana kinds --json))
• Na co běh odpovídá: družice v dohledu, PDOP/HDOP/VDOP/GDOP na buňku 10 deg a podíl času s PDOP nejvýše 3 nad maskou 20 deg za dvě hodiny. Slabým místem, které mapa ukazuje, jsou polární čepičky: žádná vrstva nesahá nad zeměpisnou šířku asi 82 deg, takže uživatel poblíž pólu vidí všechny družice na jedné straně oblohy a svislá geometrie se zhoršuje. MODELLED: ilustrativní návrh, dvoutělesové dráhy s J2, kul (komentář v souboru scénáře, řádky 17 až 21)
• Reprodukovatelnost a zajištění softwaru je MODELLED, nikoli ověřeno nezávislou referencí: dílčí tvrzení je externě zkontrolováno, ale celá schopnost skládá modelované části, takže schopnost zůstává vypočtená z modelu. (verifikační matice (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Mapy pokrytí a zhoršení přesnosti pro libovolné návrhy s více konstelacemi ve velkém měřítku kolem libovolného centrálního tělesa jsou MODELLED, nikoli ověřeny proti nezávislé vnější referenci: kontrolují se proti vlastní uzavřené / analytické identitě, což zachytí chyby přepisu a koeficientů, ale není to vnější orákulum. (verifikační matice (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Viz také#

• Stránka rodiny: Konstelace, pokrytí a geometrie
• Všechny druhy: KINDS.md
• Tematická stránka: LEO-PNT.md
• Tematická stránka: SOLAR-SYSTEM.md