leo-pvt (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#

Spojené určování polohy, navigace a času (PNT) ze střední oběžné dráhy Země (MEO) a nízké oběžné dráhy Země (LEO) pro LIBOVOLNÉ konstelace: každý [[system]] je předvolba GNSS druhu constellation-design, předvolba LEO (xona-pulsar, iridium-stl, starlink-sop, centispace, generic-c-band, model efemerid atomic-zero-clock nebo jiný soubor předvolby, každý ve vlastním souboru se zdroji označenými PUBLIC, WORKSHOP nebo ODVOZENÝ), slupky Walker nebo explicitní sady prvků, s nosnou, čipovou rychlostí, obálkou poměru nosné k šumové hustotě (C/N0) od masky elevace po zenit, chybou vzdálenosti signálu v kosmu (SISRE), sigmou Dopplera a modelem hodin (vlastní hodiny přijímače, takže se mezisystémový bias odhaduje, nebo známý vysílaný posun). Čtyři režimy. DOPPLER: dávkové určení polohy Gaussovou-Newtonovou metodou z rychlosti změny vzdálenosti s analytickými parciálními derivacemi, stavy driftu hodin a volitelně rychlosti a volitelným omezením výšky, s jednou nebo více družicemi, chyba v závislosti na délce okna, obálka Dopplera, rychlosti změny Dopplera a ryvu každého systému LEO a přesnost v podélném a příčném směru při jediném přeletu v závislosti na příčném posunu (příčná chyba neomezeně roste, když přelet míří nad hlavu; jediný přelet má také zrcadlové řešení přes pozemní stopu). Zde běží signál příležitosti pouze s Dopplerem (starlink-sop). JOINT: určení polohy z pseudovzdáleností metodou vážených nejmenších čtverců pro každou epochu pouze z GNSS, pouze z LEO a z obojího, sigmy pro každé měření z modelu tepelného šumu smyčky zpožděného závěsu při C/N0 plus SISRE (nebo pevná sigma, aby je mohl krmit model signálu), odhadnuté mezisystémové biasy a PDOP/HDOP/VDOP v závislosti na počtu přidaných družic LEO. POLAR: družice ve výhledu a DOP v závislosti na šířce pro GNSS, LEO a obojí. TIMING: přenos času do koordinovaného světového času (UTC) z družic LEO ve známé poloze dvoustavovým filtrem hodin, jehož procesní šum pochází z tříd oscilátorů enginu, v závislosti na C/N0 a oscilátoru, a výraz IS-GPS-200 pro převod systémového času na UTC; s [timing] trace = true hlásí každý řádek také svou časovou chybu a předpovězenou sigmu v každé epoše. VALIDATED: největší Doppler přeletu od zenitu k obzoru proti publikovaným údajům Iridium (až 36 kHz) a Xona Pulsar X1 (32 až 34 kHz). MODELLED: vše ostatní; DOP je zkontrolován proti ručně odvozenému případu, určení polohy proti jeho kovarianci a model Dopplera proti identitě zrychlení vzdálenosti.

Jeden běh scenarios/leo-pvt-fjord-skyline.toml se shrnuje takto: LEO PVT (joint) at 61,10, 6,60 over 1800 s GPS gnss 24 sats at 20182 km, 1575,42 MHz Galileo gnss 24 sats at 23222 km, 1575,42 MHz Pulsar X5 leo 258 sats at 1080 km, 1190,52 MHz LEO ranging satellite in view on 100,0% of epochs GNSS only availability 1,000, median PDOP 1,48, RMS 3D error 1,29 m LEO only availability 1,000, median PDOP 2,33, RMS 3D error 0,69 m fused availability 1,000, median PDOP 1,14, RMS 3D error 0,63 m

Vstupy#

Ze schématu (kshana kinds --json):

• Povinná pole: žádná
• Volitelná pole: mode, seed, duration_s, step_s, user, dll, doppler, joint, polar, timing, system, skyline

Příklad scenarios/leo-pvt-fjord-skyline.toml mimo jiné nastavuje:

Spusťte jej#

kshana scenarios/leo-pvt-fjord-skyline.toml

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

Co poskytuje#

Skalární výsledky tohoto běhu s jednotkami, které engine uvádí:

Štítek výsledku (enginu): MODELLED společné určení polohy z pseudovzdáleností metodou vážených nejmenších čtverců s jedněmi hodinami pro každý systém nebo se známým posunem; šum z modelu smyčky zpožděného závěsu při obálce C/N0 plus chyba vzdálenosti signálu v kosmu

Důkazy#

MODELLED 3 · VALIDATED 2: řádky verifikační matice, které tento druh uvádějí.

• VALIDATED Přesná rychlost změny vzdálenosti družice, jejíž poloha a rychlost vázané na Zemi pocházejí z dvoutělesové dráhy se sekulárním driftem J2 a rotací Země (leo_fusion::geom::EarthOrbit::state, rychlost je přesná časová derivace polohy), Testy: leo_doppler_reference.rs.
• MODELLED Dávkové určení polohy Gaussovou-Newtonovou metodou z rychlosti změny vzdálenosti s analytickými parciálními derivacemi (d rho_dot / d r = -(I - u u^T)(v_s - v_u)/rho, d/dv = -u, d/d drift = 1), volitelně konstantní rychlost uživatele, pseudoměření výšky pro uživatele na povrchu, tlumený s Testy: leo_fusion_scenarios.rs.
• MODELLED Určení polohy Gaussovou-Newtonovou metodou vážených nejmenších čtverců přes libovolnou směs systémů, jedny hodiny přijímače pro každý systém (mezisystémový bias odhadovaný spolu s polohou) nebo známý vysílaný posun na referenční časové stupnici; sigmy pro každé měření dodává Testy: leo_fusion_scenarios.rs.
• MODELLED Měření hodin z každé družice LEO ve výhledu ve známé poloze, kombinovaná váhami inverzního rozptylu z modelu šumu pseudovzdálenosti, filtrovaná dvoustavovým (fáze, frekvence) Kalmanovým filtrem, jehož procesní šum je třídy oscilátoru Testy: leo_fusion_scenarios.rs.
• a 1 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
• MODELLED Určení polohy Gaussovou-Newtonovou metodou vážených nejmenších čtverců přes libovolnou směs systémů, jedny hodiny přijímače pro každý systém (mezisystémový bias odhadovaný spolu s polohou) nebo známý . Orákulum (InternalConsistency): Ručně odvozený DOP čtyř družic (jedna družice v zenitu a tři na obzoru po 120 deg, jejichž normálová matice se dá invertovat ručně), strukturální identita, že systém s vlastními hodinami a jednou družicí nepřidá žádnou geometrii, obnovení polohy, hodin a biasu bez šumu a seedované chyby proti kovarianci. Pouze vnitřní kontroly; nesrovnáno s výstupem přijímače. 0,30 externí srovnání, zjištění
• MODELLED Systémově nezávislé vstupy: každý systém je tvořen slupkami Walker, explicitními prvky nebo předvolbou GNSS, signálem (nosná, čipová rychlost, šířka pásma, přijímaný výkon nebo rozsah C/N0. Orákulum (InternalConsistency): Přepis citovaných veřejných hodnot, zkontrolovaný na strukturu (každý veřejný zdroj má URL, vzory Walker se dělí beze zbytku, C/N0 z přijímaného výkonu nad kT při 290 K), nikoli proti externímu orákulu. Reprezentativní hodnoty jsou v každé předvolbě pojmenovány a jsou ilustrativní

Omezení#

Co zpráva samotného běhu uvádí jako nemodelované nebo neověřené:

• MODELLED společné určení polohy z pseudovzdáleností metodou vážených nejmenších čtverců s jedněmi hodinami pro každý systém nebo se známým posunem; šum z modelu smyčky zpožděného závěsu při obálce C/N0 plus chyba vzdálenosti signálu v kosmu (výsledek label)
• MODELLED: vše ostatní; DOP je zkontrolován proti ručně odvozenému případu, určení polohy proti jeho kovarianci a model Dopplera proti identitě zrychlení vzdálenosti. (katalog druhů (kshana kinds --json))
• Předvolba skyline je REPRESENTATIVE (původ v docs/SKYLINE.md a kshana skyline --preset fjord): řádově šířka a reliéf hlubokých západonorských fjordů, nikoli zaměření nějakého fjordu. Pouze přímá viditelnost: žádná difrakce, odraz ani příjem bez přímé viditelnosti. Pro srovnání s otevřenou oblohou odstraňte sekci [skyline]. MODELLED. (komentář v souboru scénáře, řádky 15 až 18)
• 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))
• Společné určení polohy z pseudovzdáleností GNSS a LEO s mezisystémovými biasy a chybovými modely pro každý signál je MODELLED, nikoli ověřeno 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 systémy LEO PNT jako volitelné datové předvolby, každý se svým zdrojem, 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-FUSION.md
• Tematická stránka: LEO-PNT.md