ntn-positioning (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#

Positionsbestemmelse ud fra en 5G-downlink i et ikke-terrestrisk netværk (NTN) i S-båndet for den mobile satellittjeneste (MSS) (3GPP-bånd n256, downlink 2170 til 2200 MHz; standardbærebølge 2172,5 MHz): Cramér-Rao-grænsen (CRB) for ankomsttid, c / (2 pi beta sqrt(2 (C/N0) T)), hvor beta er den effektive (Gabor-)båndbredde for det flade OFDM-spektrum (B/sqrt(12)), og for Doppler af en kompleks tone, sqrt(3 / (2 pi^2 (C/N0) T^3)), for hvert signal (som standard en New Radio-kanal på 5 MHz med 4,5 MHz optaget og en smalbåndskanal på 200 kHz med 180 kHz optaget); derefter, over en vilkårlig LEO-konstellation, positionsbestemmelser ud fra downlinks ankomsttid med et ukendt modtagerur (med seed, hvor grænsen plus en synkroniseringsfejl i netværket er sigma), deres PDOP og formelle 3D-sigma samt en positionsbestemmelse med Doppler fra én satellit over det længste overflyv med højden holdt fast. MODELLED: trinnet fra båndbredde til grænse er den lærebogsagtige lukkede form, kontrolleret mod numerisk integration af de flade og båndbegrænsede BPSK-spektre (intern konsistens, ingen offentliggjort gennemregnet værdi fastlagt), og positionsnøjagtigheden er en grænse på en kanal uden flervejsudbredelse med en angivet synkroniseringsfejl, ikke et opnået resultat.

Én kørsel af scenarios/ntn-5g-positioning.toml opsummeres som: 5G NTN-positionsbestemmelse ved 2172,5 MHz, C/N0 38 til 50 dB-Hz, 324 satellitter (10,0 i sigte) NR 5 MHz: 4500 kHz, CRB-afstand 0,26 til 1,03 m; median af formel 3D 2,09 m, RMS-fejl 2,01 m NB 200 kHz: 180 kHz, CRB-afstand 6,49 til 25,85 m; median af formel 3D 25,94 m, RMS-fejl 26,73 m Doppler-overflyv med én satellit: 53 prøver over 520 s, horisontal fejl 1,9 m

Input#

Fra skemaet (kshana kinds --json):

• Påkrævede felter: ingen
• Valgfrie felter: seed, carrier_hz, signal, integration_s, doppler_integration_s, cn0_dbhz, sync_error_m, user, duration_s, step_s, system

Eksemplet scenarios/ntn-5g-positioning.toml angiver blandt andet:

Kør den#

kshana scenarios/ntn-5g-positioning.toml

Hvad den giver#

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

Resultatetiket (motorens egen): MODELLED positionsbestemmelse ud fra Cramér-Rao-grænser: trinnet fra båndbredde til grænse er en lærebogsagtig lukket form (kontrolleret mod numerisk integration, ikke mod en offentliggjort gennemregnet værdi); nøjagtigheden er en grænse på en kanal uden flervejsudbredelse med en angivet synkroniseringsfejl, ikke et opnået resultat

Evidens#

VALIDATED: rækkerne i verifikationsmatrixen, som nævner denne type.

• VALIDATED Cramér-Rao-grænsen for ankomsttid ud fra den effektive (Gabor-)båndbredde, c/(2 pi beta sqrt(2 (C/N0) T)), for et fladt OFDM-spektrum (beta = B/sqrt(12)), et båndbegrænset BPSK-spektrum (lukket form for tælleren) eller et vilkårligt spektrum ved kvadr Tests: leo_fusion_scenarios.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 Cramér-Rao-grænsen for ankomsttid ud fra den effektive (Gabor-)båndbredde, c/(2 pi beta sqrt(2 (C/N0) T)), for et fladt OFDM-spektrum (beta = B/sqrt(12). Uafhængig reference (ExternalDataset): offentliggjorte gennemregnede værdier (P1): Bachl, Lei og Nabeel, arXiv:2608,10270 (2026), grænser for en enkelt SSB i NR NTN gengivet ud fra 3GPP TS 38,211-SSB-kortet gennem Kshanas egne numeriske funktioner (W_rms 1,9616 mod 1,96 MHz, sigma_t 38,755 mod 39 us, sigma_f 100.79/87.28 mod 101/87 Hz, sigma_rho 0.5970/0.5831 mod 0.60/0.58 m, hver inden for en halv enhed af det trykte sidste ciffer); Betz 2001 Table 1 effektive båndbredder for BPSK-R (1.128/3.477 mod

Begrænsninger#

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

• MODELLED positionsbestemmelse ud fra Cramér-Rao-grænser: trinnet fra båndbredde til grænse er en lærebogsagtig lukket form (kontrolleret mod numerisk integration, ikke mod en offentliggjort gennemregnet værdi); nøjagtigheden er en grænse på en kanal uden flervejsudbredelse med en angivet synkroniseringsfejl, ikke et opnået resultat (resultat label)
• MODELLED: trinnet fra båndbredde til grænse er den lærebogsagtige lukkede form, kontrolleret mod numerisk integration af de flade og båndbegrænsede BPSK-spektre (intern konsistens, ingen offentliggjort gennemregnet værdi fastlagt), og positionsnøjagtigheden er en grænse på en kanal uden flervejsudbredelse med en angivet synkroniseringsfejl, ikke et opnået resultat. (typekatalog (kshana kinds --json))
• Trinnet fra båndbredde til grænse er en lærebogsagtig lukket form; positionsnøjagtigheden er MODELLED (en grænse på en kanal uden flervejsudbredelse, ikke et opnået resultat). (kommentar i scenariefilen, linje 12 til 13)
• 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))

Se også#

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