Strojový překlad, nekontrolovaný rodilým mluvčím. Referenční je anglická verze.

Oběžné dráhyUpravit na GitHubuZdroj: docs/LUNAR-INFRASTRUCTURE.md

Měsíční oběžná dráha a povrch jako navigační a geodetická infrastruktura

Druh scénáře lunar-infrastructure, pět studií vybíraných pomocí study. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ILLUSTRATIVE vstupy. Numerika je kontrolována nezávislými programy v numpy/scipy; nic se nesrovnává s měřením žádné lunární veličiny a nic zde není tvrzením o žádné misi ani systému. Bez vazby na žádnou agenturu a bez jejího schválení. Software pouze poradního charakteru, nikoli typově schválené zařízení. Kshana nic nevysílá a neovládá žádný hardware.

Návrhy, vstupy a prahy byly stanoveny v xval/lunar-infra/PREREGISTRATION.md (zapsáno před vyhodnocením jakékoli studie) a ve dvou zveřejněných dodatcích (PREREGISTRATION-amendment-1.md). Verdikt každého prahu je v xval/lunar-infra/RESULTS.md.

Studie Scénář Co počítá
od-consistency lunar-infrastructure-od-consistency.toml, ...-model-error.toml Palubní určování oběžné dráhy z GNSS Země na NRHO (nebo family = "elfo") proti nezávislému pozemnímu určování oběžné dráhy z dálky a rychlosti změny dálky ze tří stanic DSN; formální kovariance každého odhadu; Monte Carlo se seedem, zda obě kovariance vysvětlují svůj rozdíl (q, chí-kvadrát se 6 stupni volnosti); vložené nemodelované zrychlení
carrier-phase lunar-infrastructure-carrier-phase.toml (rychlý), xval/lunar-infra/scenarios/carrier-phase-scored.toml (hodnocený, asi osm minut) Společná dvojitě diferencovaná fáze nosné povrchové stanice a orbiteru; kovariance neceločíselných nejednoznačností; LAMBDA; úspěšnost z bootstrapu a Monte Carlo; sigma polohy s neceločíselnými a fixovanými nejednoznačnostmi
frame-coestimation lunar-infrastructure-frame-coestimation.toml Fisherova informace o 7parametrovém lunárním datu z měření vzdálenosti ze stanic na Zemi, s měřením vzdálenosti orbiter–povrchová stanice a bez něj; náhodné sady stanic se seedem
space-tie lunar-infrastructure-space-tie.toml GNSS, VLBI a laserové měření vzdálenosti na jedné kosmické lodi: Cramér–Raova preciznost mezitechnických posunů proti chybě místního spojení
geodesy-sensitivity lunar-infrastructure-geodesy-sensitivity.toml Informace o h2, k2, l2 a fyzické librace z laserového měření vzdálenosti, sledování orbiteru, gravimetru a povrchových hodin (konstanty sdílené s moduly lunárního času)
Konzistence palubního určování oběžné dráhy z GNSS Země na téměř přímočaré halo dráze s nezávislým pozemním určováním oběžné dráhy, ze skutečných běhů enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-od-consistency.toml a jeho variantě s chybou modelu (vždy 400 pokusů). Střední normalizovaný rozdíl q je 5,81 bez chyby modelu a 5,95 s vloženou chybou zrychlení 3e-10 m/s2, při očekávané hodnotě 6: obě řešení oběžné dráhy jsou konzistentní (práh C1 MET). Podíl pokusů nad bodem 95 % je 0,040 a 0,052; práh pro detekci vložené chyby byl alespoň 0,5, takže je NOT MET (C3): palubní řešení je známo asi na 352 m oproti 23 m u pozemního, takže se desetimetrový posun ukryje v jeho kovarianci. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života.Konzistence palubního určování oběžné dráhy z GNSS Země na téměř přímočaré halo dráze s nezávislým pozemním určováním oběžné dráhy, ze skutečných běhů enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-od-consistency.toml a jeho variantě s chybou modelu (vždy 400 pokusů). Střední normalizovaný rozdíl q je 5,81 bez chyby modelu a 5,95 s vloženou chybou zrychlení 3e-10 m/s2, při očekávané hodnotě 6: obě řešení oběžné dráhy jsou konzistentní (práh C1 MET). Podíl pokusů nad bodem 95 % je 0,040 a 0,052; práh pro detekci vložené chyby byl alespoň 0,5, takže je NOT MET (C3): palubní řešení je známo asi na 352 m oproti 23 m u pozemního, takže se desetimetrový posun ukryje v jeho kovarianci. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života. Fixace celočíselných nejednoznačností fáze nosné mezi lunárními povrchovými stanicemi a orbiterem, z uloženého výsledku hodnoceného běhu enginu v0.40.0 (tests/fixtures/lunar_infra/phase_full_run.json: 3 délky oblouků, vždy Monte Carlo o 400 losováních, zapsáno scénářem scenarios/carrier-phase-scored.toml). 1 den: úspěšnost 1,0 % (standardní chyba 0,5 %), 134 nejednoznačností, sigma polohy orbiteru 45,6 m bez fixace a 18,5 m s fixací; 2 dny: úspěšnost 0,5 % (standardní chyba 0,4 %), 259 nejednoznačností, sigma polohy orbiteru 21,5 m bez fixace a 8,7 m s fixací; 3 dny: úspěšnost 2,8 % (standardní chyba 0,8 %), 375 nejednoznačností, sigma polohy orbiteru 6,3 m bez fixace a 2,1 m s fixací. Celočíselné fixace není dosaženo: úspěšnost zůstává mezi 1 % a 3 % při 25 dBi a při předregistrovaných 12 dBi nelze úlohu sestavit. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života.Fixace celočíselných nejednoznačností fáze nosné mezi lunárními povrchovými stanicemi a orbiterem, z uloženého výsledku hodnoceného běhu enginu v0.40.0 (tests/fixtures/lunar_infra/phase_full_run.json: 3 délky oblouků, vždy Monte Carlo o 400 losováních, zapsáno scénářem scenarios/carrier-phase-scored.toml). 1 den: úspěšnost 1,0 % (standardní chyba 0,5 %), 134 nejednoznačností, sigma polohy orbiteru 45,6 m bez fixace a 18,5 m s fixací; 2 dny: úspěšnost 0,5 % (standardní chyba 0,4 %), 259 nejednoznačností, sigma polohy orbiteru 21,5 m bez fixace a 8,7 m s fixací; 3 dny: úspěšnost 2,8 % (standardní chyba 0,8 %), 375 nejednoznačností, sigma polohy orbiteru 6,3 m bez fixace a 2,1 m s fixací. Celočíselné fixace není dosaženo: úspěšnost zůstává mezi 1 % a 3 % při 25 dBi a při předregistrovaných 12 dBi nelze úlohu sestavit. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života. Preciznost sedmiparametrového lunárního data (tři posuny, měřítko a tři rotace) z měření vzdálenosti ze stanic na Zemi, s měřením vzdálenosti orbiter–povrchová stanice a bez něj, ze skutečného běhu enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-frame-coestimation.toml. Cramér–Raovo sigma posunů a rotací s odkazy orbiteru klesá (například t_z z 0,98 m na 0,046 m); nejmenší vlastní číslo informace roste 111násobně a stopa CRLB klesá na 1,0 % (práh F3 MET). Předpokládá se, že oběžná dráha je známa v lunárních osách a její chyba je zahrnuta do sigma vzdálenosti orbiteru 1 m. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života.Preciznost sedmiparametrového lunárního data (tři posuny, měřítko a tři rotace) z měření vzdálenosti ze stanic na Zemi, s měřením vzdálenosti orbiter–povrchová stanice a bez něj, ze skutečného běhu enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-frame-coestimation.toml. Cramér–Raovo sigma posunů a rotací s odkazy orbiteru klesá (například t_z z 0,98 m na 0,046 m); nejmenší vlastní číslo informace roste 111násobně a stopa CRLB klesá na 1,0 % (práh F3 MET). Předpokládá se, že oběžná dráha je známa v lunárních osách a její chyba je zahrnuta do sigma vzdálenosti orbiteru 1 m. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života. Preciznost posunů mezi laserovým měřením vzdálenosti, VLBI a polohami z GNSS jedné kosmické lodi proti chybě pozemního místního spojení, ze skutečného běhu enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-space-tie.toml (jeden oblouk o délce 6,56 dne, sigma technik GNSS 10 m, VLBI 1 m, laser 0,1 m). Při místním spojení od 1 mm do 1 m zůstává sigma posunu laser minus GNSS blízko 1,04 m, dokud spojení nedosáhne 1 m: je omezeno měřicím šumem technik, nikoli místním spojením. Dolní mez daná samotným spojením je odmocnina ze dvou krát jeho sigma. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života.Preciznost posunů mezi laserovým měřením vzdálenosti, VLBI a polohami z GNSS jedné kosmické lodi proti chybě pozemního místního spojení, ze skutečného běhu enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-space-tie.toml (jeden oblouk o délce 6,56 dne, sigma technik GNSS 10 m, VLBI 1 m, laser 0,1 m). Při místním spojení od 1 mm do 1 m zůstává sigma posunu laser minus GNSS blízko 1,04 m, dokud spojení nedosáhne 1 m: je omezeno měřicím šumem technik, nikoli místním spojením. Dolní mez daná samotným spojením je odmocnina ze dvou krát jeho sigma. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života. Která rodina pozorovatelných veličin je citlivá na lunární Loveova čísla h2, k2 a l2, ze skutečného běhu enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-geodesy-sensitivity.toml. Každá buňka je efektivní hodnota (RMS) parciální derivace pozorování dané rodiny podle parametru, ve vlastních jednotkách té rodiny (buňky se tedy porovnávají napříč řádkem, nikoli ve sloupci); pomlčka znamená, že rodina nemá žádnou citlivost. Laserové měření vzdálenosti: h2 7,6, k2 žádná, l2 9,8. Sledování orbiteru: h2 žádná, k2 0,00086, l2 žádná. Povrchový gravimetr: h2 2.9e+03, k2 4.3e+03, l2 žádná. Povrchové hodiny: h2 2.8e-17, k2 2.8e-17, l2 žádná. Se všemi čtyřmi rodinami je Cramér–Raovo sigma 0,36 % nominální hodnoty h2, 0,52 % hodnoty k2 a 1,16 % hodnoty l2. Přidání rodiny nikdy nesnížilo nejmenší vlastní číslo (28 z 28 přidání), ale stopa pseudoinverze nebyla větší jen v 16 z 28: tato polovina prahu G3 je NOT MET. Rodina orbiteru vidí integrál zrychlení k2 podél přímky pohledu, což je údaj z horního konce. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života.Která rodina pozorovatelných veličin je citlivá na lunární Loveova čísla h2, k2 a l2, ze skutečného běhu enginu v0.40.0 na scénáři scenarios/lunar-infrastructure-geodesy-sensitivity.toml. Každá buňka je efektivní hodnota (RMS) parciální derivace pozorování dané rodiny podle parametru, ve vlastních jednotkách té rodiny (buňky se tedy porovnávají napříč řádkem, nikoli ve sloupci); pomlčka znamená, že rodina nemá žádnou citlivost. Laserové měření vzdálenosti: h2 7,6, k2 žádná, l2 9,8. Sledování orbiteru: h2 žádná, k2 0,00086, l2 žádná. Povrchový gravimetr: h2 2.9e+03, k2 4.3e+03, l2 žádná. Povrchové hodiny: h2 2.8e-17, k2 2.8e-17, l2 žádná. Se všemi čtyřmi rodinami je Cramér–Raovo sigma 0,36 % nominální hodnoty h2, 0,52 % hodnoty k2 a 1,16 % hodnoty l2. Přidání rodiny nikdy nesnížilo nejmenší vlastní číslo (28 z 28 přidání), ale stopa pseudoinverze nebyla větší jen v 16 z 28: tato polovina prahu G3 je NOT MET. Rodina orbiteru vidí integrál zrychlení k2 podél přímky pohledu, což je údaj z horního konce. MODELLED: omezený model tří těles s uvedenými zjednodušeními a ilustrativními vstupy, nikoli měření žádné lunární veličiny. Pouze poradní charakter: výstup analýzy z výzkumného a inženýrského nástroje; nejde o typově schválené navigační zařízení ani o službu z oblasti bezpečnosti života.

Uvedená zjednodušení#

Země a Měsíc jako hmotné body na kruhové dráze, bez Slunce, bez lunárních gravitačních harmonik; rotační osa Země je normála dráhy; setrvačná soustava se v čase t = 0 rovná rotující soustavě; kulový Měsíc; synchronní lunární soustava (bez librace) kromě geodesy-sensitivity; oběžná dráha se v frame-coestimation považuje za známou v lunárních osách (její chyba je zahrnuta do sigma vzdálenosti orbiteru); rodina orbiteru v geodesy-sensitivity vidí integrál zrychlení k2 podél přímky pohledu po odstranění konstanty a lineárního trendu, což je údaj z horního konce.

Tvar zprávy#

Každá zpráva obsahuje kind, study, label, scenario_hash, pole studie a blok units (jednotku a třídu původu pro každé číselné pole). Žádné časové řady se nevypisují. Seznamy polí: blok units každé zprávy a docs/field-units-schema.json.

Zdroje#

k2 = 0,024116 +/- 0,000108 (Lemoine et al., Geophys. Res. Lett. 41(10), 3382-3389, 2014, doi 10.1002/2014GL060027), použito jako nominální hodnota. h2 a l2 jsou linearizační body, nikoli ověřené hodnoty. Souřadnice stanic DSN jsou hodnoty ITRF93 z komentářů jádra NAIF earthstns_fx; pásma přesnosti DSN byla převzata pouze ze shrnutí vyhledávání. Koncept vesmírného spojení vychází z veřejných popisů GRASP a ESA Genesis. Úplná tabulka s uvedením, jak byla jednotlivá hodnota převzata, je v předregistraci.

Výsledky stručně (viz RESULTS.md)#

Nesplněno a připnuto testy, které tvrdí nezdar: C3 (metrika vložené chyby se při 3e-10 m/s2 nespustí), polovina Q3 s bootstrapovanou mírou při 1e-9 a polovina G3 se stopou CRLB. Celočíselné fixace nejednoznačností není dosaženo při předregistrovaných vstupech. Nic není VALIDATED.