optical-atmosphere (scenarietype)

Scenarietype i motoren v0.40.0, familie Optisk PNT. 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#

MODELLED optisk PNT gennem atmosfæren: for en optisk forbindelse og et sæt jordstationer med angivne skyklimaer rapporterer den tabet i klar luft som funktion af bølgelængde og elevation (Kims sigtbarhedslov plus Rayleigh), turbulenstilstanden efter Hufnagel-Valley (Rytov-varians, scintillationsindeks, gamma-gamma-parametre, aperturmiddelværdi), den vejrbestemte tilgængelighed mod linkmargenen (skyers optiske dybde ud fra et lognormalt klima for flydende vand, geometrisk-optisk ekstinktion, uafhængig turbulensfading), den linkmargen, der skal til for målene for tilgængelighed, fordelingen af afbrudsvarigheder, væksten i tidssynkroniserings- og afstandsfejl for hvert afbrud gennem urets holdover-model, afstandskorreleret tilgængelighed med stedsdiversitet og tænkte gevinster ved forbedringsteknikker (bølgelængde, modtageapertur, scintillationsreduktion med adaptiv optik, ekstra margen). VALIDATED som implementering af de angivne formler mod et uafhængigt mpmath-orakel: Rytov-varians, scintillationsindeks, sandsynlighed for gamma-gamma-fading, faktor for aperturmiddelværdi, skyers og klar lufts optiske dybde. MODELLED: alle input om vejr, teknikker og ur samt antagelserne om uafhængighed og copula; ingen målt tilgængelighedsregistrering er sammenlignet. Vejledende analyse, ikke et certificeret tilgængeligheds- eller navigationsprodukt.

Én kørsel af scenarios/optical-atmosphere-network.toml opsummeres som: optical-atmosphere: 1550 nm ved 30 grader elevation, margen 19,2 dB før atmosfæren; bedste sted southern 74,66 %; netværk med 3 steder 92,72 % uafhængigt / 91,62 % korreleret vejr (MODELLED, vejledende)

Input#

Fra skemaet (kshana kinds --json):

• Påkrævede felter: ingen
• Valgfrie felter: wavelength_nm, elevation_deg, availability_targets_pct, link, atmosphere, site, network, technique, clock, timeseries

Eksemplet scenarios/optical-atmosphere-network.toml angiver blandt andet:

Kør den#

kshana scenarios/optical-atmosphere-network.toml

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

Hvad den giver#

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

Resultatetiket (motorens egen): MODELLED — optisk PNT gennem atmosfæren: ekstinktion i klar luft (Kims sigtbarhedslov + Rayleigh), skyers optiske dybde ud fra et angivet klima for flydende vand (mængde efter P.840, geometrisk-optisk ekstinktion), turbulens efter Hufnagel-Valley med gamma-gamma-fading og aperturmiddelværdi, tilgængelighed mod

Evidens#

MODELLED: rækkerne i verifikationsmatrixen, der nævner denne type.

• MODELLED Hufnagel-Valley Cn2 integreret langs en skrå sti for Rytov-variansen for plan- og kugleformede bølger (uplink og downlink), Andrews-Phillips' scintillationsindeks og gamma-gamma-parametre, sandsynligheden for gamma-gamma-fading og fadingmargenen, Tests: optical_atmosphere_reference.rs.
• MODELLED Tilgængelighed af en optisk forbindelse mod en angivet linkmargen ud fra et lognormalt klima for skyers flydende vand (mængde efter ITU-R P.840, geometrisk-optisk ekstinktion) og den uafhængige gamma-gamma-turbulensfading, den linkmargen, der skal til for mål Tests: optical_atmosphere_identities.rs.
• MODELLED Fordelingen af afbrudsvarigheder for et optisk sted koblet til den lukkede form for coast-variansen i urets holdover-model: fejl i tidssynkronisering og afstand ved angivne afbrudskvantiler, holdover til en tærskel for tidssynkronisering, andelen af afbrud og Tests: optical_atmosphere_identities.rs.
• MODELLED En valgfri tabel [timeseries] (varighed, trin, seed) får typen optical-atmosphere til også at skrive en seedet realisering af den angivne stedsmodel over tid for hvert sted: skyepisoder (klare perioder eksponentielle, skyafbrud lognormale Tests: optical_atmosphere_timeseries.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
• MODELLED Hufnagel-Valley Cn2 integreret langs en skrå sti for Rytov-variansen for plan- og kugleformede bølger (uplink og downlink), Andrews-Phillips' scintillationsind. Uafhængig reference (ExternalDataset): Beregningerne sammenlignes med et uafhængigt program (xval/optical-atmosphere/oracle.py, mpmath 1.4.1 med 30 cifre, tanh-sinh-kvadratur over den oprindelige højdevariabel og gamma-gamma-tætheder med Bessel-K), der ikke deler kode med Kshana, under tærskler fastsat på forhånd, før der fandtes nogen implementering (xval/optical-atmosphere/PREREGISTRATION.md). HVORFOR MODELLED: dette orakel beregner de samme offentliggjorte formler, så det kontrollerer im
• MODELLED Tilgængelighed af en optisk forbindelse mod en angivet linkmargen ud fra et lognormalt klima for skyers flydende vand (mængde efter ITU-R P.840, geometrisk-optisk ekstinktion) og . Uafhængig reference (InternalConsistency): intern konsistens: grænser i lukket form og monotoni i diversitetsmodellen, den lukkede form for skyloftet og de lognormale identiteter for afbrud. INGEN ekstern uafhængig reference påstås, og ingen er sammenlignet: ingen målt tilgængelighed for optiske jordstationer og ingen registrering af skyfri sigtelinje bruges. HVORFOR MODELLED: skyklimaet (sandsynlighed for skyer, median og spredning af søjlen af flydende vand, afbrudsvarigheder),
• MODELLED Fordelingen af afbrudsvarigheder for et optisk sted koblet til den lukkede form for coast-variansen i urets holdover-model: fejl i tidssynkronisering og afstand ved angivne afbr. Uafhængig reference (InternalConsistency): intern konsistens med holdover-modulet, bit for bit; INGEN ekstern uafhængig reference påstås. Klassernes PSD'er er de syntetiserede gulve ved lang tau, som holdover-modulet allerede bærer, så tallene arver dets angivne forbehold om, at holdover til en stram tærskel styres af det antagne gulv for rød støj og ikke af den citerede Allan-deviation. Afbrudsvarighederne er en lognormal model med angivne parametre, ikke en målt c

Begrænsninger#

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

• MODELLED — optisk PNT gennem atmosfæren: ekstinktion i klar luft (Kims sigtbarhedslov + Rayleigh), skyers optiske dybde ud fra et angivet klima for flydende vand (mængde efter P.840, geometrisk-optisk ekstinktion), turbulens efter Hufnagel-Valley med gamma-gamma-fading og aperturmiddelværdi, tilgængelighed mod linkmargenen, afbrudsvarigheder koblet til urets holdover og afstandskorreleret stedsdiversitet. Beregningerne er kontrolleret (resultat label)
• MODELLED optisk PNT gennem atmosfæren: for en optisk forbindelse og et sæt jordstationer med angivne skyklimaer rapporterer den tabet i klar luft som funktion af bølgelængde og elevation (Kims sigtbarhedslov plus Rayleigh), turbulenstilstanden efter Hufnagel-Valley (Rytov-varians, scintillationsindeks, gamma-gamma-parametre, aperturmiddelværdi), den vejrbestemte tilgængelighed mod linkmargenen (skyers optiske dybde ud (typekatalog (kshana kinds --json))
• MODELLED: alle input om vejr, teknikker og ur samt antagelserne om uafhængighed og copula; ingen målt tilgængelighedsregistrering er sammenlignet. (typekatalog (kshana kinds --json))
• Optisk PNT gennem atmosfæren: tre ILLUSTRATIVE jordstationer (et skyeligere nordligt sted, et middelmådigt centralt sted og et klarere sydligt sted), der ser en optisk LEO-terminal ved 30 graders elevation ved 1550 nm. Skyklimaerne er angivne input, ikke målinger og ikke værdier fra noget datasæt, så al tilgængelighed nedenfor er MODELLED. Kørslen rapporterer for hvert sted tabet i klar luft, turbulenstilstanden efter Hufnagel-Valley, t (kommentar i scenariefilen, linje 1 til 8)
• Én seedet realisering af hvert steds forbindelse over tid (MODELLED; et træk fra modellen ovenfor, ikke klimaet). Hvis den mangler, skrives ingen serie, og resultatet er dokumentet 0,37. (kommentar i scenariefilen, linje 78 til 79)
• 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))
• Numerik for atmosfæren langs en optisk skrå sti: Rytov-varians, scintillation, sandsynlighed for gamma-gamma-fading, aperturmiddelværdi, skyers og klar lufts optiske dybde er MODELLED, ikke valideret: et delkrav er kontrolleret eksternt, men hele funktionen sammensætter modellerede dele, så funktionen forbliver modelleret. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Vejrbestemt tilgængelighed for optiske jordstationer og afstandskorreleret stedsdiversitet er MODELLED, ikke valideret: kontrolleret mod dens egen identitet i lukket/analytisk form — det fanger transskriptions- og koefficientfejl, men er ikke en ekstern uafhængig reference. (verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Se også#

• Familieside: Optisk PNT
• Alle typer: KINDS.md
• Emneside: OPTICAL-ATMOSPHERE.md