spectrum (druh scénáře)

Druh scénáře enginu v0.40.0, rodina Rušení, spoofing a spektrum. 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#

Model spektra v pásmu L a vodopád: celé pásmo L systémů GNSS jako jedna výkonová spektrální hustota (PSD), frekvence napříč, čas dolů, při skriptované časové ose rušičky. SIGNÁLY: GPS L1 C/A a L2C (BPSK(1)), Galileo E1 otevřená služba (MBOC(6,1,1/11) nebo BOC(1 1)), GPS L5 a Galileo E5a (BPSK(10)), každý na své nosné s minimálním přijímaným výkonem podle specifikace rozhraní (IS-GPS-200, IS-GPS-705, Galileo OS SIS ICD), pokud není přepsán; GLONASS, BeiDou a Galileo E6 se nemodelují. RUŠIČKY: tón nepřerušované vlny, plochý úzkopásmový šum, lineární pilovitý čirp a širokopásmový šum přizpůsobený vlastní modulaci pásma, každá se středem, šířkou pásma, přijímaným výkonem (přímo, nebo EIRP a vzdálenost přes ztrátu šířením ve volném prostoru druhu jamming) a časy zapnutí/vypnutí. Každá rušička je pro každé pásmo hodnocena svým koeficientem spektrální separace kappa přes šířku pásma přijímače a (C/N0)_eff = [1/(C/N0) + sum (J/S) kappa]^-1; pro jednu rušičku se to rovná rovnici odolnosti proti rušení druhu jamming s Q = 1/(R_c kappa) a zpráva nese tuto křížovou kontrolu (a vedle ní reprezentativní hodnotu Q druhu jamming). Šumový práh je k T_sys s T_sys = T_ant + 290 K (F - 1). Vodopád průměruje každou buňku přes její přihrádku a řádek (čirpy přesně, celé průběhy plus částečný; rušičky přepínající uprostřed řádku podle své střídy), takže časová osa C/N0 a obraz vycházejí ze stejných čísel; result.json nese mřížku blokově průměrovanou ve výkonu, C/N0 a J/S pro každé pásmo a řádek a pro každou rušičku a pásmo SSC, Q, J/S, J/S v pásmu a ustálené C/N0. Volitelné [iq]: model vykreslený jako komplexní IQ v jednom okamžiku, zapsaný do záznamu SigMF a načtený z něj zpět (cf32_le nebo ci16_le) a porovnaný s odhadem Welchovou metodou. Volitelné [recording] (nativní sestavení): Welchova PSD skutečného záznamu SigMF vedle modelu. VALIDATED: PSD signálů proti učebnicovým šířkám hlavního laloku (BPSK(n) 2n x 1,023 MHz od nuly k nule; laloky BOC(1 1) vystředěné na +/-1.023 MHz) a koeficienty spektrální separace proti jejich uzavřeným tvarům podle Parsevala a Q = 1 (CW) a 1,5 (přizpůsobená) podle Kaplana a Hegartyho. MODELLED: výkony rušiček, časová osa, šířky pásma vstupních obvodů, zacházení se spojitým spektrem (bez kódových čar) a absence AGC, blankingu a anténního diagramu.

Jeden běh scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml se shrnuje takto: scénář spectrum | 5 pásem | 3 rušičky | šumový práh -202.0 dBW/Hz | nejhorší pásmo gps-l1ca min. C/N0 3,2 dB-Hz (J/S 60,2 dB)

Vstupy#

Ze schématu (kshana kinds --json):

• Povinná pole: žádná
• Volitelná pole: seed, duration_s, step_s, receiver, grid, bands, jammers, iq, recording

Příklad scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml mimo jiné nastavuje:

Spusťte jej#

kshana scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml

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

Co poskytuje#

Skalární výsledky tohoto běhu s jednotkami, které engine uvádí:

Popisek výsledku (z enginu): MODELLED: výkonová spektrální hustota v pásmu L sestavená z uzavřených spekter signálů (VALIDATED proti učebnicovým šířkám hlavního laloku a koeficientům spektrální separace), spekter rušiček a šumového prahu kT, převedená na J/S a efektivní C/N0 koeficientem spektrální separace. Výkony rušiček, t

Důkazy#

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

• VALIDATED Výkonové spektrální hustoty s jednotkovou plochou GPS L1 C/A a L2C (BPSK(1)), GPS L5 a Galileo E5a (BPSK(10)), sinusového BOC(1 1) a Galileo E1 MBOC(6,1,1/11) (navsignal::Modulation::psd, s přidanou variantou MBOC), jejich numericky nalezené nuly a
• MODELLED Druh spectrum: mřížka frekvence po čase výkonové spektrální hustoty v pásmu L (tepelná podlaha k T_sys s T_sys = T_ant + 290 K (F - 1), signály při minimálních přijímaných výkonech podle specifikace rozhraní a nepřerušovaná vlna, úzkopás
• VALIDATED sigmf: čtení a zápis záznamů ve formátu Signal Metadata Format (JSON .sigmf-meta s jádrovými poli global, captures a annotations; surová data .sigmf-data jako cf32_le, ci16_le nebo ci8, celočíselné dekodéry sdílené s realdata::iqif::load_iq), vše na s
• MODELLED Druh spectrum rozšířený za pásmo L: pásma zadaná jako předvolený návrh signálu (vykreslený se všemi složkami, pásmově omezený na vysílací šířku pásma, C/N0 a J/S vztažené ke sledované složce) nebo jako vlastní nosná a modulace Testy: leo_signal_reference.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
• PARTNER Neposkytuje se: Kshana modeluje výkon signálu, nikoli nákladový hardware ani antény. Oracle (NoneKind): žádné: disciplína ve vlastnictví partnera, záměrně bez modulu a bez testu
• VALIDATED Výkonové spektrální hustoty s jednotkovou plochou GPS L1 C/A a L2C (BPSK(1)), GPS L5 a Galileo E5a (BPSK(10)), sinusového BOC(1 1) a Galileo E1 MBOC(6,1,1/11) (navsignal::M. Orákulum (ExternalDataset): Publikované učebnicové hodnoty: hlavní lalok BPSK(n) o šířce 2n x 1,023 MHz od nuly k nule a koeficienty odolnosti proti rušení Q = 1 pro úzkopásmovou (CW) rušičku a Q = 1,5 pro rušičku s rozprostřeným spektrem přizpůsobenou C/A (Kaplan & Hegarty, Understanding GPS/GNSS, 3. vyd., oddíl 9,4); hlavní laloky BOC(m,n) vystředěné na plus minus m x 1,023 MHz (Betz, Binary Offset Carrier Modulations for Radionavigation, NAVIGATION 48(4), 2001); the
• MODELLED Druh spectrum: mřížka frekvence po čase výkonové spektrální hustoty v pásmu L (tepelná podlaha k T_sys s T_sys = T_ant + 290 K (F - 1), signály při. Orákulum (InternalConsistency): Redukce na rovnici odolnosti proti rušení a rozpočet linky stávajícího druhu jamming (týž kód volaný se stejnými vstupy) a uzavřený tvar šumové podlahy k T0 F. Spektra signálů pod tím jsou ověřený řádek výše; výkony rušiček, časová osa a šířky pásma vstupních obvodů jsou vstupy scénáře, spektra jsou spojitá (bez čar rozprostíracího kódu) a na rušičku nepůsobí žádné automatické řízení zesílení, blanking ani anténní diagram
• VALIDATED sigmf: čtení a zápis záznamů ve formátu Signal Metadata Format (JSON .sigmf-meta s jádrovými poli global, captures a annotations; surová data .sigmf-data jako cf32_le, ci1. Orákulum (ExternalDataset): scipy 1.18.1 scipy.signal.welch (BSD-3-Clause) se stejným periodickým oknem Hann, překryvem, hustotním škálováním, bez odstranění trendu a dvoustranným průměrem: každý koš v rozmezí 1e-12 relativně (pozorováno 6.0e-14) přes 27 případů, s počty segmentů převzatými z vlastního spektrogramu scipy. sigmf-python 1.13.0 (LGPL-3.0, spuštěný jako nástroj) zapisuje pět záznamů třetích stran (cf32_le, ci16_le, ci8, dva záznamy s anotacemi, nenulový fir

Omezení#

Co zpráva samotného běhu uvádí jako nemodelované nebo neověřené:

• struktura čar rozprostíracího kódu (například čáry 1 kHz u C/A): tóny se hodnotí proti hladké obálce (výsledek not_modelled[0])
• automatické řízení zesílení, kvantizace, pulzní blanking a notch filtrování (výsledek not_modelled[1])
• diagram přijímací antény ve směru k rušičce nad rámec jedné hodnoty zisku (výsledek not_modelled[2])
• vnitrosystémová interference mnohonásobného přístupu mezi družicemi jednoho pásma (výsledek not_modelled[3])
• GLONASS G1/G2, BeiDou B1/B2 a Galileo E6 (výsledek not_modelled[4])
• emise navrženého signálu mimo jeho vysílací šířku pásma: jeho spektrum je tam zkráceno, takže žádná emise mimo pásmo nezasahuje sousední pásmo (výsledek not_modelled[5])
• vliv čirpu na smyčku při rychlostech rozmítání srovnatelných se šířkou pásma smyčky: jeho C/N0 používá spektrum průměrované po řádcích (výsledek not_modelled[6])
• MODELLED: výkonová spektrální hustota v pásmu L sestavená z uzavřených spekter signálů (VALIDATED proti učebnicovým šířkám hlavního laloku a koeficientům spektrální separace), spekter rušiček a šumového prahu kT, převedená na J/S a efektivní C/N0 koeficientem spektrální separace. Výkony rušiček, časová osa a šířky pásma vstupních obvodů jsou vstupy scénáře, nikoli měření. (výsledek label)

Viz také#

• Stránka rodiny: Rušení, spoofing a spektrum
• Všechny druhy: KINDS.md
• Tematická stránka: LEO-PNT.md
• Tematická stránka: LEO-SIGNAL.md