Maschinelle Übersetzung, nicht von einem Muttersprachler geprüft. Englisch ist die maßgebliche Fassung.

Seiten zu den SzenariotypenAuf GitHub bearbeitenQuelle: docs/kinds/by-kind/orbit.md

orbit (Szenarioart)

Szenarioart der Engine v0.40.0, Familie Konstellationen, Abdeckung und Geometrie. Beratend: Analyseausgabe eines Forschungs- und Entwicklungswerkzeugs, keine typzugelassene Navigationsausrüstung und kein Dienst für die Sicherheit von Menschenleben. Jede Bezeichnung hier stammt von der Engine oder der Verifikationsmatrix; eine Art ist MODELLED, sofern die Matrix nichts anderes sagt (wie eine Bezeichnung verdient wird: der Abschnitt Evidence der README).

Was es tut#

GNSS-Verfügbarkeit + DOP aus einer Bahnkonstellation (Walker / TLE / RINEX).

Ein Lauf von scenarios/orbit-rinex.toml fasst sich zusammen als: Szenario bffc887db977 | 77/361 Samples GNSS-nominal | bester PDOP 2,53 Pos 2.53m | Quanten-Holdover 0s p95 6.49e-5ns Integrität 1,000 Sicherheit n/a (kein Angriff) | klassisches Holdover 0s p95 25.0ns Integrität 1,000 Sicherheit n/a (kein Angriff)

Eingaben#

Aus dem Schema (kshana kinds --json):

  • Erforderliche Felder: seed, threshold_ns, mask_deg, time, user|user_site, constellation, clock_quantum, clock_classical
  • Optionale Felder: sigma_uere_m, constellations, epoch, export_sp3, export_omm, export_oem, skyline

Das Beispiel scenarios/orbit-rinex.toml setzt unter anderem:

Feld Wert Einheit
clock_classical.id csac-sa45s Text
clock_classical.provenance Microchip SA.45s / SA65 Chip-Scale-Atomuhr, sigma_y(1s) Text
clock_classical.q_rw 1.0000e-28 1/s
clock_classical.q_wf 9.0000e-20 s^2/s
clock_classical.y0 1.0000e-11 1
clock_quantum.id optical-sr-lattice Text
clock_quantum.provenance Optische Strontium-Gitteruhr, weltraumtaugliches Ziel sigma_y Text
clock_quantum.q_rw 1.0000e-40 1/s
clock_quantum.q_wf 1.0000e-30 s^2/s
clock_quantum.y0 1.0000e-15 1
constellation.rinex 3,04 N: GNSS NAV DATA G: GPS Text
kind orbit Text

Ausführen#

kshana scenarios/orbit-rinex.toml

7 mitgelieferte Szenarien verwenden diese Szenarioart; die übrigen stehen in scenarios/.

Was es liefert#

Die skalaren Ergebnisse dieses Laufs, mit den Einheiten, die die Engine angibt:

Ergebnis Wert Einheit
classical.filter_health.consistent true Flag
classical.filter_health.nees_chi2_lower_95 1.540167 1
classical.filter_health.nees_chi2_upper_95 2.518928 1
classical.filter_health.nees_mean 1.963599 1
classical.filter_health.nis_chi2_lower_95 0.975649 1
classical.filter_health.nis_chi2_upper_95 1.024647 1
classical.filter_health.nis_mean 1.000119 1
classical.fom.availability 0.645429 1
classical.fom.holdover_s 0 s
classical.fom.integrity 1 1
Das Diagramm, das die Engine für scenarios/orbit-rinex.toml schreibt, Szenarioart orbit

Nachweise#

MODELLED 4 · VALIDATED 4: die Zeilen der Verifikationsmatrix, die diese Art nennen.

  • VALIDATED Erddrehung aus einem zweiteiligen UT1-Julianischen Datum auf dem Bahnpfad, sodass die erdfeste Position die Mikrosekunde behält, die ein Datum aus einem einzelnen f64 verliert (etwa 3e-9 rad nahe 2020): jd2::gmst82 (IAU-1982-GMST, die TEME-Konvention, auf den zwei Teilen), cio:
  • VALIDATED GDOP/PDOP/HDOP/VDOP/TDOP aus der Sichtlinien-Geometrie über Q=(HᵀH)⁻¹ mit einer lokalen ENU-Aufteilung Tests: dop_reference.rs.
  • MODELLED dop_error_mc::run_geometry und check: eine Monte-Carlo-Simulation mit Seed (N = 20.000 Epochen pro Geometrie, sigma = 1,5 m, ChaCha8-Seed 36 + i) des iterierten Kleinste-Quadrate-Fixes der Engine (pvt::solve_spp, Einheitsgewichte, aus der wahren Position gelöst) auf Tests: uere_dop_monte_carlo.rs.
  • VALIDATED skyline + frames::look_angles + geometry::sky_geometry: der geodätische (WGS-84) Azimut und die Elevation eines Satelliten von einem Bodenstandort, eine Azimut/Elevation-Maskentabelle, linear in Azimut interpoliert mit Umbruch bei 360 deg, die sichtbare Menge el Tests: skyline_orekit_oracle.rs.
  • und 4 weitere in der Matrix.

Die Zeilen, die der Lauf selbst ausgeübt hat, mit der unabhängigen Referenz, die die Matrix jeder gibt (die öffentlichen Quellen sind dort genannt):

  • VALIDATED Allan-/modifizierte/Hadamard-Abweichung + Potenzgesetz-Rauschidentifikation mit χ²-Konfidenzintervallen. Unabhängige Referenz (ExternalDataset): NIST SP 1065 (Riley) / Stable32-Referenzabweichungen auf NBS14
  • VALIDATED GDOP/PDOP/HDOP/VDOP/TDOP aus der Sichtliniengeometrie über Q=(HᵀH)⁻¹ mit einer lokalen ENU-Aufteilung. Unabhängige Referenz (ExternalDataset): gnss_lib_py 1.0.4 (Stanford NAV Lab) DOP — unabhängige Bibliothek, auf 1e-6 relativ getroffen
  • MODELLED Geschlossene Formel für das Wachstum des Auslauffehlers + Holdover bis zum Schwellenwert; Quantenuhr-Klassen. Unabhängige Referenz (ReferenceImpl): Mehrschritt-Kovarianzrekursion von clock_state (Gegenprüfung innerhalb derselben Codebasis); der zugrunde liegende Kern für Auslaufvarianz und Holdover-Inversion ist extern gegen scipy validiert (siehe „Clock-holdover coast-variance & threshold inversion“). Die Holdover-Werte je Klasse mit Rotrauschboden bleiben MODELLED
  • MODELLED 3-Zustands-Van-Loan-Kalman-Uhr (Phase/Frequenz/Drift), Joseph-stabilisiert. Unabhängige Referenz (ReferenceImpl): filterpy 1.4.5 KalmanFilter (R. Labbe, MIT), mit F über scipy.linalg.expm und Q über die Van-Loan-1978-Blockmatrix – eine unabhängige Referenzimplementierung, die die vollständige Filtertrajektorie von kshana reproduziert. Konsistenz über Implementierungen hinweg: Die Uhrenphysik / Allan-Kalibrierung ist nicht extern validiert, daher bleibt dies MODELLED. 0,30 externer Vergleich, ein Befund (bleibt MODELLED): auf IGS-Final-30-s-Uhren von 11 GPS Blo
  • MODELLED Uhrengestütztes χ², RAIM, AGC, SQM, fusioniert zu einer Sicherheits-Gütezahl je Epoche. Unabhängige Referenz (ExternalDataset): TEXBAT-Szenarioparameter (Humphreys 2012) – Charakterisierung, keine festgelegten Vektoren. 0,30 externer Vergleich, ein Befund (bleibt MODELLED): bei JammerTest 2024 (Bleik; GPL-3.0-Daten) lösten die Monitore auf Beobachtungsebene (uhrengestütztes Chi-Quadrat, RAIM, Lösungsausfall) innerhalb von 10 s bei keinem der 8 auswertbaren veröffentlichten Spoofing-Einsätze Alarm aus (wo das Fenster vor dem Einsatz sauber war, kam der erste Alarm 10,2 bis 39 s nach dem pu

Einschränkungen#

Was der eigene Bericht des Laufs als nicht modelliert oder nicht validiert nennt:

  • GNSS-gesperrter Uhren-Holdover ist MODELLED, nicht validiert: gegen eine separate Implementierung in derselben Codebasis geprüft – unabhängig von der geprüften Einheit, aber extern nicht maßgeblich. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Die Zustandsschätzung der Bordzeit-Uhr ist MODELLED, nicht validiert: gegen eine separate Implementierung in derselben Codebasis geprüft – unabhängig von der geprüften Einheit, aber extern nicht maßgeblich. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Spoofing-Erkennung ist MODELLED, nicht validiert: eine Teilaussage ist extern geprüft, aber die gesamte Fähigkeit setzt sich aus modellierten Teilen zusammen, daher bleibt die Fähigkeit modelliert. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
  • Reproduzierbarkeit und Software-Assurance ist MODELLED, nicht validiert: Eine Teilbehauptung ist extern geprüft, aber die gesamte Fähigkeit setzt sich aus modellierten Teilen zusammen, daher bleibt die Fähigkeit modelliert. (Verifikationsmatrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Siehe auch#