constellation-design (scenarietype)

Scenarietype i motoren v0.40.0, familie Konstellationer, dækning og geometri. Vejledende: analyseoutput fra et forsknings- og ingeniørværktøj, ikke typegodkendt navigationsudstyr og ikke en sikkerhedskritisk tjeneste (safety-of-life). Hver mærkat her er motorens eller verifikationsmatrixens; en type er MODELLED, medmindre matrixen siger andet (hvordan en mærkat opnås: README'ens afsnit Evidence).

Hvad det gør#

Konstellationsdesign i stor skala: Walker DELTA- og Walker STAR-mønstre i konventionen i: T/P/F (knuder fordelt over 360 eller 180 deg, afstand i planet 360P/T, faseforskydning mellem planer 360F/T), eksplicitte elementlister og designs med flere skaller, flere konstellationer i én kørsel, omkring Jorden, Månen, Mars eller enhver anden planet, Pluto eller større måne med konstanterne i body-modulet (de samme, som solsystem- og body-pnt-typerne bruger). FORUDINDSTILLINGER ud fra publicerede nominelle elementer: gps-baseline og gps-expandable (de 24 pladser og de seks forreste/bageste udvidelsespar i GPS Standard Positioning Service Performance Standard, 5th edition 2020, Tables 3.2-1 til 3.2-3), galileo (Walker 24/3/1 ved 29.599,801 km og 56 deg, Galileo Open Service Service Definition Document issue 1,1 Tables 1 og 23), beidou og beidou-meo (Walker 24/3/1 ved 21.528 km og 55 deg plus tre geostationære satellitter ved 80, 110,5 og 140 deg E og tre skrå geosynkrone satellitter ved 55 deg, BeiDou Open Service Performance Standard 3,0 section 4,1; MEO-fasen og den skrå geosynkrone krydsning ved 118 deg E er modelleret, fordi standarden ikke angiver dem) og glonass (24/3/1 ved 19.100 km og 64,8 deg ud fra slotformlen i GLONASS Interface Control Document edition 5,1 section 5,2). DÆKNING OG PRÆCISIONSUDVANDING: over et breddegrads-/længdegradsgitter og et samplet vindue med en elevationsmaske, antal satellitter i sigte, GDOP, PDOP, HDOP og VDOP pr. celle, tilgængeligheden (en positionsbestemmelse med PDOP ved eller under en tærskel, 6 som standard) pr. celle, globalt (arealvægtet) og på det værste sted, med ét modtagerur pr. konstellation, medmindre clock = "common". Den skalerer til tusindvis af satellitter: synlighed er et skalarprodukt mod hver satellits halve dækningsvinkel, og satellitter opdeles i bånd efter sub-satellitbredde hver epoke, så en gitterrække kun afprøver dem, der kan være i sigte; rapporten tæller de sparede par-tests. JSON'en indeholder gitterkortene og nedsamplede jordspor pr. satellit. VALIDATED: Walker-generatoren mod Galileo OS SDD Table 23 og GLONASS ICD's slotformel, GPS-forudindstillingen mod den publicerede kolonne for ækvatorkrydsning i SPS PS Table 3.2-1, og den globale HDOP-fordeling for GPS-baseline mod SPS PS Appendix B (median 0,94, 95% 1,25, middel 0,96, tolerance 0,03). MODELLED: tolegemebaner med valgfri sekulær J2, et kugleformet legeme, kun geometrisk synlighed (ingen signaleffekt, tilstand eller terræn), og den relative fase mellem forskellige systemer, som ikke er et øjebliksbillede af nogen reel dato.

Én kørsel af scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml opsummeres som: constellation-design: 5000 satellitter (LEO-PNT) omkring Jorden; tilgængelighed 99,22% (PDOP <= 3 ved 20 deg maske), værste sted 0,00%, median-PDOP 1,11, middel 39,4 i sigte; 648 gitterpunkter x 12 epoker (MODELLED)

Input#

Fra skemaet (kshana kinds --json):

• Påkrævede felter: ingen
• Valgfrie felter: 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

Eksemplet scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml angiver blandt andet:

Kør den#

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

3 medfølgende scenarier bruger denne type; de øvrige findes i scenarios/.

Hvad den giver#

De skalare resultater af den kørsel, med de enheder, motoren angiver:

Resultatmærkat (motorens egen): MODELLED - tolegemers keplerske baner (valgfri sekulær J2) omkring et kugleformet legeme, geometrisk synlighed over en elevationsmaske, alt-i-sigte-præcisionsudvanding med ét modtagerur pr. konstellation, medmindre clock = "common"; ingen signaleffekt, tilstand eller terræn. Walker-geometrien og de publicerede

Evidens#

MODELLED 1 · VALIDATED 2: rækkerne i verifikationsmatrixen, som nævner denne type.

• VALIDATED Generatorerne i typen constellation-design: Walker delta- og star-mønstre i T/P/F-konventionen (knudeafstand 360/P eller 180/P, afstand i planet 360·P/T, faseforskydning mellem planer 360·F/T), og GPS-baseline og udvidelig 24-slot, Gal
• VALIDATED Dækningsmotoren i typen constellation-design på GPS-baseline-forudindstillingen med 24 slots under betingelserne i GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) Appendix B (ét siderisk døgn, 287 femminuttersskridt, et globalt gitter på 4 x 4 deg med
• MODELLED Typen constellation-design ud over de to fastlåste tilfælde: eksplicitte udformninger og udformninger med flere skaller, flere konstellationer pr. kørsel med ét modtagerur pr. konstellation, Jorden, Månen og Mars ud fra legemekonstanterne, BeiDou-forudindstillingen. Tests: coverage_dop_gnss_lib_py_oracle.rs.

De rækker, som kørslen selv afprøvede, med den uafhængige reference, som matrixen giver hver (de offentlige kilder er nævnt dér):

• MODELLED Deterministisk, scenarie-hashet, SBOM + gates med golden-filer på tværs af platforme. Uafhængig reference (ExternalDataset): SBOM'ens validering mod det officielle CycloneDX 1,5 JSON-skema (+ gyldige SPDX-identifikatorer) — en ekstern publiceret standard, nul valideringsfejl over hele afhængighedsgrafen; den del, der gælder FoM-determinisme / byte-reproducerbarhed, er fortsat et fastlåst selvkonsistenstjek, så rækken forbliver MODELLED
• VALIDATED Generatorerne i typen constellation-design: Walker delta- og star-mønstre i T/P/F-konventionen (knudeafstand 360/P eller 180/P, afstand i planet 360·P/T, int. Uafhængig reference (ExternalDataset): Publicerede agenturdokumenter: Galileo Open Service Service Definition Document issue 1,1 (European GNSS Service Centre) Tables 1 og 23, referencekonstellationen pr. 2016-11-21 00:00 UTC; GLONASS Interface Control Document edition 5,1 (2008) section 5,2, slotformlen for knudelængdegrad og breddegradsargument; GPS Standard Positioning Service Performance Standard 5th edition (April 2020) Tables 3.2-1, 3.2-2 og
• VALIDATED Dækningsmotoren i typen constellation-design på GPS-baseline-forudindstillingen med 24 slots under GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) Appendix . Uafhængig reference (ExternalDataset): GPS SPS PS 5th edition (April 2020) Appendix B sections B.3.2.2 og B.3.2.3, den publicerede globale gennemsnitlige HDOP-fordeling for den fuldt besatte baseline-konstellation med 24 slots (median 0,94, 90 % 1,16, 95 % 1,25, 98 % 1,37, middel 0,96), Table 3.8-1 (PDOP-tilgængelighed) og Table B.3-1 (ensemble-PDOP for en forringet konstellation, kun brugt som øvre grænse), plus en håndudledt lukket form for én epoke. VDOP og PD
• MODELLED Typen constellation-design ud over de to fastlåste tilfælde: eksplicitte designs og designs med flere skaller, flere konstellationer pr. kørsel med ét modtagerur pr. konste. Uafhængig reference (InternalConsistency): Intern konsistens: den brute-force-baserede elevationsscanning, de håndberegnede reduktioner og orbit::dop-reduktionerne samt den lukkede Walker- og geosynkrone geometri. Tolegemebaner med valgfri sekulær J2, et kugleformet legeme med den lokale lodrette langs radius, kun geometrisk synlighed (ingen signaleffekt, satellittilstand, terræn eller tredjelegemeforstyrrelse), og den relative fase mellem systemer taget fra forskellige re

Begrænsninger#

Hvad kørslens egen rapport siger ikke er modelleret eller ikke er valideret:

• MODELLED - tolegemers keplerske baner (valgfri sekulær J2) omkring et kugleformet legeme, geometrisk synlighed over en elevationsmaske, alt-i-sigte-præcisionsudvanding med ét modtagerur pr. konstellation, medmindre clock = "common"; ingen signaleffekt, tilstand eller terræn. Walker-geometrien og de publicerede forudindstillinger er kontrolleret mod slottabellerne i Galileo OS SDD, GLONASS ICD og GPS SPS Performance Standard, a (resultat label)
• MODELLED: tolegemebaner med valgfri sekulær J2, et kugleformet legeme, kun geometrisk synlighed (ingen signaleffekt, tilstand eller terræn), og den relative fase mellem forskellige systemer, som ikke er et øjebliksbillede af nogen reel dato. (typekatalog (kshana kinds --json))
• Hvad kørslen svarer på: satellitter i sigte, PDOP/HDOP/VDOP/GDOP pr. celle på 10 deg og andelen af tiden med PDOP ved eller under 3 over en maske på 20 deg over to timer. Det svage punkt, kortet viser, er polarkalotterne: ingen skal når op over cirka 82 deg breddegrad, så en bruger nær en pol ser alle satellitter på den ene side af himlen, og den lodrette geometri forringes. MODELLED: et illustrativt design, tolegemebaner med J2, et kugl (kommentar i scenariefilen, linje 17 til 21)
• Reproducerbarhed og softwarekvalitetssikring er MODELLED, ikke valideret: en delpåstand kontrolleres eksternt, men hele funktionen sammensættes af modellerede dele, så funktionen forbliver modelleret. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Dækningskort og kort over præcisionsudvanding for vilkårlige multikonstellationsdesigns i stor skala, omkring ethvert centrallegeme er MODELLED, ikke valideret: kontrolleret mod sin egen lukkede/analytiske identitet — fanger transskriptions- og koefficientfejl, men er ikke en ekstern uafhængig reference. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Se også#

• Familieside: Konstellationer, dækning og geometri
• Alle typer: KINDS.md
• Emneside: LEO-PNT.md
• Emneside: SOLAR-SYSTEM.md