leo-pass (druh scénáře)

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

Co dělá#

Přelet LEO a rozpočet spoje po pásmech pro LEO-PNT (určování polohy, navigace a času z nízké oběžné dráhy Země), nezávisle na systému: uživatel (pozemní, námořní, letecký nebo uvnitř budovy, statický nebo pohybující se) a jedna či více družic LEO z DESIGNED PASS (navržený průlet: kruhová dráha umístěná tak, aby uživatel viděl jeden přelet zvolené maximální elevace ve zvolený čas, případně heliosynchronní), explicitních PRVKŮ, TLE (dvouřádková sada prvků) přes SGP4 enginu, nebo WALKEROVY konstelace vytvořené kódem pro návrh konstelací (hlášeny nejvyšší přelety). Pásma pocházejí z pojmenované předvolby (obecné vícepásmové UHF/L/S/C, obecné pásmo C, Xona Pulsar X1/X5, Iridium STL, Starlink jako signál příležitosti pouze s Dopplerem, CentiSpace a volitelná předvolba Celeste IOD označená WORKSHOP) nebo se zapisují do scénáře; každá předvolba uvádí, zda její čísla jsou PUBLIC (s URL), REPRESENTATIVE nebo WORKSHOP. Pro každou družici, pásmo a epochu: elevace, azimut, vzdálenost, rychlost změny vzdálenosti a zrychlení vzdálenosti; ztráta šířením ve volném prostoru; EIRP a zisk diagramu družice (isoflux, gaussovský svazek nebo plochý); zisk uživatelské antény v závislosti na elevaci (plošná, polokulová nebo izotropní); plynné zeslabení (ITU-R P.676-10 Annex 2), zeslabení deštěm (koeficienty ITU-R P.838-3 a postup P.618-14 z intenzity a výšky deště), troposférická scintilace (ITU-R P.618-14 oddíl 2.4.1), ztráta pronikáním do budovy pro uživatele uvnitř (ITU-R P.2109-2), polarizační nesoulad, šumová teplota systému a C/N0 (poměr nosné k šumové hustotě); Doppler a rychlost Doppleru v uzavřeném tvaru z rychlosti změny vzdálenosti a zrychlení vzdálenosti, každý zkontrolovaný proti centrálním diferencím; ionosférické zpoždění prvního řádu 40,3 STEC/f^2 z šikmého TEC podle Klobucharu nebo z vertikálního TEC, přepočteného na část ionosféry pod družicí. Dvojice pásem dostávají bezionosférické koeficienty, zesílení šumu a kódový šum ve vrcholu přeletu. Družice MEO GNSS (předvolby Galileo nebo GPS) se vyhodnocují stejným modelem antény a šumu z přijímaných výkonů podle dokumentů rozhraní, takže zvonovitý přelet LEO a ploché nosné GNSS sdílejí jeden graf. Volitelná sekce [iot] udává dobu do prvního určení polohy, energii na určení a výdrž baterie v závislosti na střídě provozu pro uvedený rozpočet příkonu přijímače (MODELLED). Každá dvojice pásem také udává šikmý TEC, který její kombinace bez geometrie ve vrcholu obnoví, a sigma kódového šumu tohoto odhadu (sondování ionosféry). Volitelná sekce [spoofer] padělá signály deklarované polohy, která po nástupu skočí nebo je odtlačena od skutečné, a spouští dva monitory s uvedenými pravděpodobnostmi falešného poplachu a nezachycené události: konzistenci Dopplera a geometrie přeletu (změřené rychlosti změny vzdálenosti proti těm předpovězeným z drah a nezávislé předchozí polohy a rychlosti, zobecněný test chí-kvadrát metodou nejmenších čtverců přes okno, na kanálech GNSS, LEO a všech) a konzistenci mezi pásmy (krok od epochy k epoše modelem korigované kombinace bez geometrie každé dvojice pásem LEO), s hlášením statistik po epochách a kdy každý monitor detekuje (MODELLED). Komponenty VALIDATED: ztráta ve volném prostoru, koeficienty P.838-3 proti jeho tabulce 5, postupy P.618-14 pro déšť a scintilaci a ztráta pronikáním do budovy P.2109 proti validačním příkladům ITU-R Study Group 3, poměr skupinového zpoždění L1/L2 podle IS-GPS-200 a maximální Doppler statického uživatele na kruhové dráze proti arXiv 2509,19551 tabulce 1. MODELLED: EIRP, diagramy, Chapmanův podíl TEC pod družicí a celý přelet.

Jeden běh scenarios/leo-pass-iridium.toml se shrnuje takto: LEO pass link budget, air user at 50,00, -30.00; 1 LEO satellite(s), 900 s window Iridium-pass [iridium-stl PUBLIC]: 781 km, max elevation 65,0 deg at 444 s, 750 s above the mask STL 1621,000 MHz: C/N0 peak 80,5 dB-Hz median 71,3 dB-Hz; |Doppler| max 35,4 kHz; iono 7,53 m GNSS gps-baseline L1: 8 in view, C/N0 38,2 dB-Hz to 51,1 dB-Hz (median 46,2 dB-Hz) LEO STL peak 80,5 dB-Hz is 34,3 dB above the GNSS median; above the strongest GNSS carrier for 750 s

Vstupy#

Ze schématu (kshana kinds --json):

• Povinná pole: žádná
• Volitelná pole: epoch, duration_s, step_s, user, atmosphere, ionosphere, satellite, leo_constellation, gnss, iono_free_pairs, iot, spoofer, name, description, skyline

Příklad scenarios/leo-pass-iridium.toml mimo jiné nastavuje:

Spusťte jej#

kshana scenarios/leo-pass-iridium.toml

8 přibalených scénářů používá tento druh; ostatní jsou v scenarios/.

Co poskytuje#

Skalární výsledky tohoto běhu s jednotkami, které engine uvádí:

Štítek výsledku (enginu): MODELLED: geometrie přeletu LEO a rozpočet spoje po pásmech z uvedených EIRP a idealizovaných diagramů antén s členy šíření ITU-R; dílčí modely nesou vlastní štítky ve verifikační matici. Není to měření žádné družice.

Důkazy#

MODELLED 7 · VALIDATED 5: řádky verifikační matice, které tento druh uvádějí.

• VALIDATED Rovnice ITU-R (International Telecommunication Union, Radiocommunication Sector) P.838-3 (1) až (5): k_H, alpha_H, k_V, alpha_V z proložení křivek v tabulkách 1 až 4, (k, alpha) závislé na dráze a polarizaci a měrné zeslabení. Testy: leo_link_reference.rs.
• VALIDATED ITU-R P.618-14 oddíl 2.2.1.1 kroky 2 až 10 (šikmá a vodorovná dráha pod výškou deště, činitele vodorovné redukce a svislého přizpůsobení, A0.01 a jeho přepočet na 0,001 % až 5 % průměrného roku), s výškou deště (P.839) a Testy: leo_link_reference.rs.
• VALIDATED ITU-R P.618-14 oddíl 2.4.1 kroky 3 až 9 (referenční sigma z N_wet, efektivní délka dráhy, činitel středování antény, hloubka úniku pro 0,01 % až 50 % času), s N_wet zadaným nebo vypočteným z teploty, vlhkosti a tlaku pomocí Testy: leo_link_reference.rs.
• VALIDATED Rovnice ITU-R P.2109-2 Annex 1 (1) až (10) s tabulkou 1: ztráta, která není překročena s pravděpodobností P, pro tradiční a tepelně účinné budovy při elevaci dráhy u fasády, 80 MHz až 100 GHz; použito po pásmech a epochách. Testy: leo_link_reference.rs.
• a 8 dalších v matici.

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 ITU-R P.618-14 oddíl 2.4.1 kroky 3 až 9 (referenční sigma z N_wet, efektivní délka dráhy, činitel středování antény, hloubka úniku pro 0,01 % až 50 % času. Orákulum (ExternalDataset): Validační příklady ITU-R Study Group 3 (CG-3M3J-13-ValEx-Rev8.3.0) pro scintilaci P.618-14, s hodnotou N_wet podle P.453-14 pro každé místo z týchž příkladů; zapsáno v tests/fixtures/leo_link/p618_14_scintillation.csv s URL a datem stažení. Výraz pro vlhkostní refraktivitu z teploty a vlhkosti tento řádek nepokrývá
• VALIDATED Skupinové zpoždění 40,3 STEC/f^2 pro každé pásmo; bezionosférické koeficienty f1^2/(f1^2 - f2^2) a -f2^2/(f1^2 - f2^2) a zesílení šumu sqrt(a1^2 s1^2 + a2^. Orákulum (ExternalDataset): IS-GPS-200 oddíl 20.3.3.3.3.2, který uvádí poměr skupinového zpoždění L1/L2 gamma = (77/60)^2 plynoucí ze škálování prvního řádu 1/f^2, a Friisův přenosový vzorec (Proc. IRE, 1946). Ověřuje zákony škálování, nikoli šikmý TEC
• VALIDATED leo_link::geometry::max_static_user_range_rate: prohledání každé polohy na dráze a každého uživatele na obzoru družice na kruhové dráze, s rotací Země. Orákulum (ExternalDataset): Leclere, Marathe a Reid, Insights into Xona Pulsar LEO PNT: Constellation, Signals, and Receiver Design, ION GNSS+ 2025, arXiv 2509,19551, tabulka 1 (statický přijímač na kouli o poloměru 6371 km, rotace Země jediný další vliv): 37751,7 / 33628,5 / 31813,4 / 4018,4 Hz na L1. Pokrývá kruhové dvoutělesové dráhy
• MODELLED Druh leo-pass: družice z navrženého přeletu, z prvků, z TLE přes SGP4 nebo konstelace Walker z constellation-design; pro každé pásmo a epochu l. Orákulum (InternalConsistency): Uzavřené tvary a vlastní konzistence: identity rychlosti změny vzdálenosti a zrychlení vzdálenosti proti numerickým derivacím, isoflux zisk rušící nárůst vzdálenosti, učebnicové meze ztráty polarizací, kvalitativní pozorování LEO oproti GNSS (zvonovitý přelet trvající minuty a vrcholící o několik dB nad plochými nosnými GNSS 44-51 dB-Hz). EIRP a diagramy jsou publikované přijímané výkony převedené na EIRP nebo reprezentat

Omezení#

Co zpráva samotného běhu uvádí jako nemodelované nebo neověřené:

• MODELLED: geometrie přeletu LEO a rozpočet spoje po pásmech z uvedených EIRP a idealizovaných diagramů antén s členy šíření ITU-R; dílčí modely nesou vlastní štítky ve verifikační matici. Není to měření žádné družice. (výsledek label)
• Volitelná sekce [iot] udává dobu do prvního určení polohy, energii na určení a výdrž baterie v závislosti na střídě provozu pro uvedený rozpočet příkonu přijímače (MODELLED). (katalog druhů (kshana kinds --json))
• Volitelná sekce [spoofer] padělá signály deklarované polohy, která po nástupu skočí nebo je odtlačena od skutečné, a spouští dva monitory s uvedenými pravděpodobnostmi falešného poplachu a nezachycené události: konzistenci Dopplera a geometrie přeletu (změřené rychlosti změny vzdálenosti proti těm předpovězeným z drah a nezávislé předchozí polohy a rychlosti, zobecněný test chí-kvadrát metodou nejmenších čtverců přes okn (katalog druhů (kshana kinds --json))
• MODELLED: EIRP, diagramy, Chapmanův podíl TEC pod družicí a celý přelet. (katalog druhů (kshana kinds --json))
• MODELLED. Bodové svazky, rozvrh dávek a průběh signálu STL se nemodelují. (komentář v souboru scénáře, řádek 14)
• 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))
• Přelet LEO-PNT a jeho rozpočet spoje po pásmech oproti družicím MEO GNSS ve výhledu je MODELLED, nikoli ověřen proti nezávislé vnější referenci: zkontrolováno proti vlastní uzavřené / analytické identitě – zachytí chyby přepisu a koeficientů, ale není to externí orákulum. (verifikační matice (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Pojmenované předvolby systémů LEO-PNT s uvedenými zdroji a systémově nezávislý engine jsou MODELLED, nikoli ověřeny proti nezávislé vnější referenci: zkontrolováno proti vlastní uzavřené / analytické identitě – zachytí chyby přepisu a koeficientů, ale není to externí orákulum. (verifikační matice (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Viz také#

• Stránka rodiny: Navigace z nízké oběžné dráhy Země
• Všechny druhy: KINDS.md
• Tematická stránka: LEO-PNT.md
• Tematická stránka: LEO-PASS.md