leo-signal (scenarietype)

Scenarietype i motoren v0.40.0, familie Navigation i lav jordbane. 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: afsnittet Evidens i README).

Hvad det gør#

LEO-PNT-signaludformninger: parametriserede positionerings-, navigations- og tidssynkroniseringssignaler (PNT) i lav jordbane (LEO) for ethvert system, bånd og enhver struktur. Et SIGNAL er et bånd (centerfrekvens, sendebåndbredde, ITU-allokering RNSS/RDSS/MSS/EESS/non-RNSS/other) og komponenter (akkvisition, data, pilot; enhver delmængde), hver med en modulation (BPSK(n) med brøk-n, BOC(m,n), MBOC(6.1,p) eller et fladt OFDM-lignende bånd), en effektandel, valgfrie FDMA-underbærebølgeforskydninger, en kodelængde og en datahastighed. Signalerne kommer fra indbyggede offentlige forudindstillingsfiler (xona-pulsar, iridium-stl, starlink-soo, centispace, generic-c-band, generic-bands; hver med sin kilde-URL og hver ikke-offentliggjort værdi mærket REPRESENTATIVE) eller skrives direkte i scenariet. PR. SIGNAL: den båndbegrænsede effektspektrale tæthed og den andel af hver komponents effekt, som sendebåndet slipper igennem (BPSK-lukket form ved siden af den numeriske værdi), RMS-båndbredden (Gabor), den termiske støjjitter i delay-lock-loopens kodesporing mod C/N0 og early-late-afstand ud fra den båndbegrænsede kohærente (eller ikke-kohærente) early-late-formel af Betz & Kolodziejski 2009 med dens lærebogsform for ubegrænset bånd og dens Gabor-grænse for forsvindende afstand, afstandsnøjagtigheden i meter, akkvisitionens søgerum (Doppler-intervaller ud fra banens maksimale Doppler plus oscillator- og brugerled, gange kodeintervaller), detektionssandsynlighed efter kvadratisk lov og den gennemsnitlige serielle og kodeparallelle akkvisitionstid, signalets spektrale separationskoefficient mod GPS L1 C/A, Galileo E1, GPS L5, Galileo E5a, E5b og E5 AltBOC og for hver af dem mod signalet med C/N0-forringelsen, samt den CW-, bredbånds- og tilpassede J/S, som den sporede komponent tåler, fra spektrumtypens egen SSC-maskineri. EN BÅNDAFVEJNING: førsteordens ionosfærisk forsinkelse (40,3 TEC/f^2), fripladstab, afstandsnøjagtighed ved samme C/N0 og ved samme EIRP samt tolerance over for jammere. Valgfrie FORMKONTROLLER holder en udformnings spektrum op mod en beskrevet måling (MODELLED konsistens). VALIDATED: BPSK-effekten i båndet (90,3 % i hovedloben) og de lukkede former for Gabor-båndbredde, den båndbegrænsede jitter, der reduceres til lærebogens kohærente early-late-form og til dens Gabor-grænse, den forskudte BPSK's spektrale separationskoefficient mod dens lukkede form efter Parseval, AltBOC-spektrets enhedsareal og den maksimale LEO-Doppler mod de offentliggjorte værdier for Xona Pulsar (32-34 kHz) og Iridium (36 kHz). MODELLED: hver udformning, effektfordeling, C/N0- og jammerniveau; EFQPSK-, CSK- og OFDM-spektre er tilnærmede.

Én kørsel af scenarios/leo-band-trade.toml opsummeres som: scenarie leo-signal | 5 signaler | støjgulv -202.0 dBW/Hz | fineste afstandsbestemmelse generic-c-wide 0,022 m ved 45,0 dB-Hz

Input#

Fra skemaet (kshana kinds --json):

• Påkrævede felter: ingen
• Valgfrie felter: presets, signals, receiver, acquisition, compatibility, trade, shape_checks, psd_points

Eksemplet scenarios/leo-band-trade.toml sætter blandt andet:

Kør den#

kshana scenarios/leo-band-trade.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: parametriserede signaludformninger til positionering, navigation og tidssynkronisering (PNT) fra lav jordbane (LEO), båndbegrænset til deres sendebåndbredde. De lukkede former nedenunder er VALIDATED (BPSK-effekt i båndet og Gabor-båndbredde, den båndbegrænsede early-late-kodesporingsjitter, der reduceres til textboo

Evidens#

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

• VALIDATED navsignal: sinusintegralet (sine_integral), BPSK-R-andelen af effekten inden for et dobbeltsidet bånd i lukket form (bpsk_power_in_band_closed_form), den båndbegrænsede BPSK-Gabor-båndbredde i lukket form (bpsk_gabor_bandwidth_closed_form_hz
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: den største satellit-Doppler ved en overflyvning lige over hovedet ved elevationsmasken for en cirkulær bane, v R_E cos(el) / (R_E + h) gange f / c, ud fra hver forudindstillings egen bærebølge og banehøjde; typen leo-signal tilføjer o
• MODELLED Typen leo-signal: parametriserede signaludformninger (bånd, sendebåndbredde, ITU-allokering; akkvisitions-, data- og pilotkomponenter med BPSK(n), BOC(m,n), MBOC eller flade spektre, effektandele, FDMA-underbærebølger, kodelængder og datahastigheder. Tests: leo_signal_reference.rs.
• MODELLED Typen spectrum udvidet ud over L-båndet: bånd angivet som en forudindstillet signaludformning (tegnet med hver komponent, båndbegrænset til sendebåndbredden, C/N0 og J/S henført til den sporede komponent) eller som en brugerdefineret bærebølge og modulation. Tests: leo_signal_reference.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 navsignal: sinusintegralet (sine_integral), BPSK-R-andelen af effekt inden for et dobbeltsidet bånd i lukket form (bpsk_power_in_band_closed_form), det bånd-. Uafhængig reference (ExternalDataset): Eksternt fastlagt: 90,3 procent hovedlobeeffekt, den kohærente early-late-jitter ved det angivne driftspunkt, sinusintegralets tabelværdier og BPSK's selvspektrale separationskoefficient 2/(3 R_c) ved nul offset. Kun interne krydskontroller, ikke ekstern validering: den båndbegrænsede BPSK Gabor-båndbredde i lukket form og dens asymptote samt den offsettede BPSK-spektrale separationskoefficient ved offsets forskellige fra nul, begge
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: den største satellit-Doppler ved en overflyvning lige over hovedet ved elevationsmasken for en cirkulær bane, v R_E cos(el) / (R_E + h) gange f / c,. Uafhængig reference (ExternalDataset): Offentliggjorte værdier: Xona Pulsar X1 maksimal Doppler 32 til 34 kHz (Leclère, Marathe & Reid, ION GNSS+ 2025, https://arxiv.org/abs/2509.19551); Iridium-Doppler op til +/-36 kHz (Resilient Navigation and Timing Foundation, Recent PNT Improvements and Test Results Based on Low Earth Orbit Satellites). Jordens rotation er udeladt, hvilket flytter værdien med op til omkring 2,3 kHz; begge offentliggjorte værdier nås uden den.
• MODELLED Typen leo-signal: parametriserede signaludformninger (bånd, sendebåndbredde, ITU-allokering; erhvervelses-, data- og pilotkomponenter med BPSK(n), BOC(m,n), MB. Uafhængig reference (InternalConsistency): De validerede lukkede former fra de to rækker ovenfor, identiteten for falsk alarm i kvadratloven P_d(snr = 0) = P_fa og Holmes' gennemsnitlige erhvervelsestid samt reduktion til spektrumtypens egen SSC-kæde (den samme Jammer::ssc-kode). Udformningerne selv er input: forudindstillinger mærket REPRESENTATIVE eller WORKSHOP er ikke offentliggjorte specifikationer, forbedrede Feher QPSK-, kodeskift- og OFDM-spektre er tilnærmet, og formen

Begrænsninger#

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

• de præcise spektre for enhanced Feher QPSK, code shift keying og OFDM: en BPSK-envelope med rektangulære chips eller et fladt bånd træder i stedet, som hver forudindstilling angiver (resultat not_modelled[0])
• spredekodernes linjestruktur og krydskorrelationen mellem koder ved multipel adgang (resultat not_modelled[1])
• sende- og modtagefiltrene ud over en ideel mursten-væg ved sendebåndbredden: ingen udstråling uden for båndet, ingen filtergruppeforsinkelse (resultat not_modelled[2])
• flervejsudbredelse, modtagerens kvantisering og automatisk forstærkningsstyring (resultat not_modelled[3])
• Jordens rotation i Doppler-grænsen (op til omkring 0,46 km/s afstandshastighed ved ækvator) (resultat not_modelled[4])
• ionosfærisk forsinkelse ud over første orden og fordelingen af elektronindholdet over og under en LEO-satellit: den skrå TEC er et input (resultat not_modelled[5])
• atmosfære-, regn- og polarisationstab: kun fripladstabet sammenlignes (regn har betydning i C-bånd) (resultat not_modelled[6])
• akkvisition ud over et enkelt integrationsvindue med en falskalarmstraf: ingen verifikationslogik med flere vinduer, en ensartet kodefase-apriori, det værst tænkelige tilfælde af straddling (resultat not_modelled[7])

Se også#

• Familieside: Navigation i lav jordbane
• Alle typer: KINDS.md
• Emneside: LEO-PNT.md
• Emneside: LEO-PASS.md