• Harjuta minutit, mil GNSS vaikib
• Mis on uut versioonis 0,40, Mis on uut versioonis 0,39, Mis on uut versioonis 0,38 ja 0,38 põhjalikult: jammertesti hindamine, vastuvõtja enda lipud, masinsisendid, ajastus ja holdover, standardipaketid, LunaNet AFS, laborist tagasi ringlus, kshana-bench, vaatluskeskus, eksportijad, optiline, kosmosekasutaja navigatsioon ja Kuu infrastruktuur
• Kshana Studio ja iga Studio leht
• Võimekused: valdkondade tabel, iga stsenaariumi liik perekonna kaupa, iga käsk, iga liides
• Kuidas käitus töötab, Missioonid
• Tõendid: register (ledger), võimekuse valdkonnad
• Paigaldus, Arhitektuur (ja diagrammid), tehisintellekti assistent
• Väljaanded, Uuringud, Viita, Litsents
• Teatmik: kasutus, stsenaariumi vorming, väljund, repositooriumi paigutus, KKK, tõrkeotsing, versioonihaldus, teekaart, panustamine, dokumentatsioon

Neist mis tahes saab käitada käsuga kshana example <scenario> > s.toml && kshana s.toml: stsenaariumid on l-band-waterfall-jamming, constellation-multi-gnss-coverage, solar-system-tour ja leo-pass-iridium.

Kõik neli on väljamõeldud andmed ja nõuandvad: need näitavad tarkvara vormingut ja käitumist, mitte seda, kuidas ükski vastuvõtja või süsteem häire korral toimib. Esimest käitatakse käsuga kshana receiver-trust examples/maritime-trust/session.toml, teist käsuga kshana route-exposure kataloogi examples/interference-map/ näidistel, kolmandat käsuga kshana nmea-scenario scenarios/training/coastal-drag-off.toml --out drag.nmea (ainult koolituskasutuseks: mitte kunagi anda reaalajas navigatsiooniseadmele) ja neljandat nagu failis docs/EVIDENCE-PACKS.md.

Järgneb täielik valdkondade kaupa detail; võimekuste küpsusregistri (ledger) kohta vt docs/CAPABILITY.md ja docs/VALIDATION.md.

Iga võimekus on kättesaadav Rusti API-na, käitatava stsenaariumi kind kaudu või mõlemana. Küpsust võimekuse kohta — valideeritud, käitatav või teek — jälgitakse failis docs/CAPABILITY.md. Masinkontrollitud kontrollimaatriks (src/verification.rs) esitab nõue → moodul → test → sõltumatu etalon → staatus ristviite, ühiktestitud ausaduse invariantidega, mis lubavad valideeritud silti ainult siis, kui seda toetab sõltumatu väline etalon — ning mis kirjutavad üles riistvara/PA (toote kvaliteedi tagamise) võimekused, mida Kshana tahtlikult ei paku.

Tulemused#

Iga stsenaarium võrdleb kvantandurit selle klassikalise vastega ~1,8 h GNSS-i katkestuse jooksul. Arvud on reprodutseeritavad (scenario + seed + version).

_{Mida kvantandurid annavad, kui GNSS-i enam pole — clock-holdover · algväärtus 42 · joonistatud mootoriga 0.40.0 ja iga ülaltoodud arvu kontrollib uuesti praeguse mootori vastu iga ehitusega tests/published_figures_still_reproduce.rs · SVG}

Eelis on katkestusest ja vibratsioonist sõltuv, selgesõnalise tasakaalupunktiga, kus klassikaline võidab — näidatud ausalt üle tehnoloogilise valmiduse redeli (optiliste kellade arvud on maapealse demonstraatori eesmärgid; ükski strontsiumi optiline kell ei ole lennanud):

_{Kvant- vs klassikalise vastupidavuse ristumine — kella holdover-i TRL-redel (üleval) · inertsiaalse eelise kaart tasakaalupunkti kontuuriga (all). Uuesti genereeritav käsuga cargo run --release --bin crossover_study.}

Surnud arvestuse asukohaviga GNSS-i katkestuse ajal: kvantandur (sinine) püsib lame spetsifikatsiooni lähedal; klassikaline andur (punane) hajub kümnete kilomeetriteni. Genereerinud Kshana failist scenarios/imu-deadreckoning.toml.

Kroonijuveel näitab liitmise teesi: optiline satelliitidevaheline aja edastamine hoiab isegi klassikalise kella lukus, eraldades inertsiaalse anduri klassikalise komplekti nõrga lüli — st kvantinertsiaalne + optiline ajastus koos.

Kella holdover GNSS-i katkestuse ajal: optiline kell (sinine) püsib kogu aja hoidmise vältel 20 ns spetsifikatsiooni piires; kiibimõõtmetega kell (punane) ületab selle poole peal. Kshana genereeris selle failist scenarios/clock-holdover.toml.

Veel üks stsenaarium, orbit-gnss-challenged.toml, tuletab GNSS-i kättesaadavuse orbiidigeomeetriast, mitte käsitsi kirjutatud akendest: GNSS-i kihi sees olev kosmoseaparaat levitatakse GPS-i taolise Walkeri konstellatsiooni suhtes ning nähtavate satelliitide arv (otsenähtavus, Maa varjatus, kõrgusmask) määrab iga sammu fiksi oleku. Ööpäeva jooksul on kasutaja fiksiga vaid ~59% ajast; kvantkell hoiab 5 ns ajalahendit läbi iga katkestuse (kättesaadavus 1.0), kiibimõõtmetega kell ainult ~0.83.

Ajaviga ööpäeva jooksul, kui GNSS-i kättesaadavus on tuletatud orbiidigeomeetriast: nähtavate satelliitide arv (otsenähtavus, Maa varjatus, kõrgusmask) määrab iga sammu fiksi oleku, seega peab kell iga lünga üle hoidma — optiline kell püsib 5 ns spetsifikatsiooni piires, kiibimõõtmetega kell ületab selle. Kshana genereeris selle failist scenarios/orbit-gnss-challenged.toml.

Konstellatsiooni võib anda ka päris kaherealiste elemendikomplektidena (TLE). Täielik TLE (rida 1 + rida 2) levitatakse täieliku SGP4/SDP4 mudeliga — sealhulgas atmosfäärilise takistuse ning kaugkosmose Kuu-Päikese ja 12 h / 24 h resonantsliikmetega, mis on olulised ~12 h GNSS-i orbiitidel — ja see on valideeritud ametlike AIAA 2006-6753 vektorite vastu halvimal juhul ≈ 4 mm täpsusega. scenarios/orbit-sgp4-gps.toml sisaldab tegevusel oleva GPS-i konstellatsiooni tegelikku Celestraki gps-ops hetktõmmist (2021-07-28, 30 satelliiti) ja nõuab kehtivaid TLE kontrollsummasid — kaherealised elemendikomplektid on avaandmed USA kosmosejõudude / 18th Space Defense Squadroni kataloogist, mida levitab Celestrak (dr T. S. Kelso, celestrak.org); värskendatakse käsuga scripts/fetch_tles.sh. Ainult rea 2 plokk säilitab analüütilise kahe keha levitamise (scenarios/orbit-real-tle.toml); neid kahte vormi võib ühes konstellatsioonis segada. Konstellatsiooni võib samamoodi ehitada RINEX-3 GPS-i edastatud efemeriidide kirjetest — vorming, mida vastuvõtja dekodeerib —, mida levitatakse IS-GPS-200 kasutaja algoritmiga ja mis läbivad sama geomeetria (scenarios/orbit-rinex.toml).

Mis see on ja mis mitte#

See on: deterministlik, vähe sõltuvusi vajav mootor, mis hõlmab kogu PNT virna — orbiidigeomeetria, inertsiaalnavigatsioon, GNSS/INS liitmine, terviklikkus, kellad ja ajastus. See käivitab stsenaariumi (sageli GNSS-i katkestuse), arendab kalibreeritud andurite veamudeleid läbi sobiva hindaja ning hindab tulemust tegevusnäitajate vastu — väljastades reprodutseeritava JSON-i (JavaScript Object Notation) tulemuse ja SVG-diagrammi, Rusti teegist, käsurealiidesest (CLI), Pythoni laiendusest, brauserisisesest WebAssembly moodulist, tehisintellekti agentidele mõeldud Model Context Protocoli (MCP) serverist või JetBrainsi IDE (integreeritud arenduskeskkonna) pistikprogrammist.

See ei ole: lennuriistvara, kvantkasuliku koormuse kavand, täielik GNSS-i signaalivastuvõtja, raadiosagedus- (RF) signaalisimulaator ega riistvara-ahelas-stend ega sertifitseeritud lennunduse toode — ning see ei asenda MATLAB/Simulinkit, STK-d (Systems Tool Kit) ega Orekiti; see asub nende kõrval ja vahetab nendega faile. Kvantriistvara täpsus tuleb avaldatud veamudelitest, mitte sellest tööriistast. Iga võimekuse üksikasjalik küpsus on dokumenteeritud failis docs/CAPABILITY.md.

See ei ole (veel): täielik aatominterferomeetria füüsikamootor (enamik kvantandureid kasutab avaldatud Alani/müra-eelarve koefitsiente; CAI (külmaatom-interferomeetri) kiirendusmõõturil on esimeste printsiipide kiht — Mach–Zehnderi faas, projektsioonimüra, kontrasti vähenemine ja vibratsioonisidestus, lisaks Coriolise ja valgusnihke süstemaatilised vead —, kuid lainefrondi süstemaatilised vead ja vöötmitmetähenduslikkuse lahendamine jäävad P2 teekaardi kihiks (teekaardi faas 2, kvantfüüsika kiht), vt ROADMAP.md ja docs/QUANTUM-MODELS.md); sertifitseeritud või riistvaraline GNSS-i vastuvõtja (see lahendab ühepunkti PVT (asukoht, kiirus ja aeg) asukohafiksi päris RINEX-i (Receiver Independent Exchange Format) koodivaatlustest — valideeritud päris IGS-i (International GNSS Service) andmetega — ja selle IQ kiht (kshana iq, alates 0.31.0) hõivab ja jälgib salvestatud või genereeritud baasribasagedusega valimeid tarkvaras, analüüsivastuvõtjana: see ei juhi raadioriistvara ega edasta, ei ole sertifitseeritud vastuvõtja ega tee kandelaine faasiga positsioneerimist (RTK või PPP)); ega täielik missioonikavandamise komplekt (selles on Lamberti / porkchopi / manöövri / orbiidi määramise ehituskivid, kuid see on tulemuslikkuse simulatsioonikiht GMAT-i (General Mission Analysis Tool)/Orekiti kohal, mitte asendaja). Selle ulatuse omaksvõtmine on tahtlik. Kui on vaja esimeste printsiipide külmaatom-interferomeetri veaeelarveid (nt CARIOQA-PMP-klassi — Cold Atom Rubidium Interferometry in Orbit for Quantum Accelerometry, Pathfinder Mission Preparation — või X-37B-stiilis valideerimist), vaata P2 teekaarti ja võta ühendust koostööks.

Valideerimine, reprodutseeritavus ja ausus#

• Iga müraliige on kalibreeritud avaldatud, viidatud väärtusele ja valideeritud standardse seose vastu (kellade puhul Alani hälve; inertsiaalsete puhul Grovesi asukoha hindamise veakasv; aja edastamise puhul ajastuse→kaugusmõõtmise teisendus). Iga liikme staatust jälgitakse failis docs/VALIDATION.md kui validated või not modeled — midagi ei esitata valideeritud kujul, mis seda ei ole.
• Reprodutseeritav ülesehituse tõttu: scenario + seed + engine version → identical bits. scripts/check-reproducible.sh jõustab seda; kvant- ja klassikalised käivitused kasutavad sõltumatuid algväärtusi (seed), nii et nende müra on korreleerimata.
• Küpsus on öeldud ausalt: optilise kella ja optilise lingi arvud on sihtmärgid / maapealse demonstraatori tulemused, mitte lennanud.

Tõendussilt igal näitajal#

Iga jooksu kirjutatud näitaja ja tabel ütleb, kui palju seda usaldada ja millistele registrireadele see toetub. Tulemuse JSON-il on võti evidence, diagrammi SVG-l joon graafiku all (ja element <metadata id="kshana-evidence">) ning CSV-tabelil ees # evidence: kommentaarirea(d) (loetakse võtmega comment='#'). See nimetab taseme, VALIDATED, MODELLED või PARTNER, ning nende kontrollimaatriksi ridade tunnused (VM- ja kaheksa kuueteistkümnendnumbrit), mida jooks kasutas. Tase on nende ridade nõrgeim, nii et jooks, mis toetub ühele modelleeritud reale, on märgitud MODELLED, ükskõik kui palju valideeritud ridu selle kõrval on; silt ei saa kunagi väita rohkem kui register. Read, olekud ja tunnused loetakse maatriksist, mitte ei kirjutata käsitsi (docs/VERIFICATION-MATRIX.md, docs/SCHEMA.md), ja tests/evidence_labels_doc_sync.rs ebaõnnestub, kui näitajal pole silti või silt ei ühti maatriksiga.

Valideerimine ühe pilguga#

Iga rida jõustatakse CI-s nimega testiga. See tabel on valitud esiletõstete kogum; kogu masinkontrollitud maatriks on 401 rida — 176 VALIDATED, 221 MODELLED, 4 PARTNER (src/verification.rs), kogu tõendusmaterjal (ja see, mis on ausalt öeldes veel valideerimata) on failis docs/VALIDATION.md ja iga väljalaske artefaktis kshana-validation-summary.html (genereeritud käsuga cargo run --bin validation_report, SLSA-atesteeritud — Supply-chain Levels for Software Artifacts).

Veerg Staatus ütleb tõendi liigi, vastavalt ülal olevale valideerimisredelile: VALIDATED = kontrollitud sõltumatu välise sõltumatu etaloni vastu (päris andmed, sõltumatu teek või avaldatud etalonvektorid); MODELLED = kontrollitud analüütilise tõe või simulatsiooni sisemise kooskõla vastu (sõltumatut välist andmestikku pole). VALIDATED kirjeldab kontrollimise meetodit, mitte läbimist/kukkumist — aus möödalask päris välise etaloni vastu jääb sildiks VALIDATED, samas kui võrdlus, mida ükski maatriksirida sõltumatuks etaloniks ei nimeta (ülal olev LRO — Lunar Reconnaissance Orbiter — sobitus), on näidatud kui MODELLED. CI read on protsessikaitsed, mitte kvaliteedinäitajad. Mõned päris andmete saared (mõõdetud tseesiumkell, Stable32 PHASE.DAT ning OPS-SAT/ICGEM kontrollid, kus toorsisenditel puudub levitamisluba) on andmetega piiratud: test prindib vahelejätu teate ja jääb roheliseks, kui sisend puudub, ning avalikud etalonarvud on kinnitatud kataloogi tests/fixtures/. Toorsisendid saab taasluua vastava skriptiga scripts/fetch_*.sh.

_{Kuidas võimekus oma sildi teenib — CI-s jõustatud invariant: ei ole välist sõltumatut etaloni ⇒ ei saa olla valideeritud · SVG}

_{Üleval: iga valideeritud rida on konstruktsiooni järgi toetatud välise andmestikuga. All: SGP4 kattub ametliku etaloniga igas režiimis (halvim 4,12 mm). SVG · SVG}

_{176 valideeritud · 221 modelleeritud · 4 partneri oma — SVG}

import json, kshana

toml = open("clock-holdover.toml").read()
result = json.loads(kshana.run(toml))
print(kshana.version(), result["quantum"]["fom"]["holdover_s"], result["classical"]["fom"]["holdover_s"])
# 0.40.0 6600.0 2610.0

Lisaks käsule run pakub moodul run_full (JSON, SVG ja üherealine kokkuvõte korraga), run_typed, validate_toml, list_kinds / scenario_kinds ja error_kind; vt docs/PYTHON_API.md.

npm-pakett on kogu mootor, kompileeritud WebAssemblyks. Node.js-is anna binaarfail käsule initSync; brauseris laeb selle await init() (vt README.npm.md).

import { readFileSync } from "node:fs";
import { createRequire } from "node:module";
import { initSync, run, summary, version } from "kshana";

const wasm = createRequire(import.meta.url).resolve("kshana/kshana_bg.wasm");
initSync({ module: readFileSync(wasm) });

const toml = readFileSync("clock-holdover.toml", "utf8");
const result = JSON.parse(run(toml));
console.log(version(), result.quantum.fom.holdover_s, result.classical.fom.holdover_s);
// 0.40.0 6600 2610
console.log(summary(toml));

Üks mootor, palju sissepääsu. Üks Rusti tuum (kshana) käivitab iga stsenaariumi, kättesaadav CLI, Pythoni laienduse, brauserisisese WebAssembly mooduli, tehisintellekti agentidele mõeldud MCP serveri ja JetBrainsi IDE pistikprogrammi kaudu — kõik koonduvad ühele api::run_toml jaotusele. Sees ühenduvad andurikomplektid ühise veamudeli liidesega; nende kõrval asuvad tugisüsteemi kiht (IAU 2006/2000A pretsessioon–nutatsioon ja CIO-põhine GCRS↔ITRS redutseerimine), astrodünaamika/numbriline kiht (analüütiline SGP4/SDP4 ja numbriline Cowelli levitaja oma EGM2008/häiringute jõumudeliga, manöövri kavandamine ja orbiidi määramine), terviklikkuse/GNSS kiht (RAIM/ARAIM, SBAS, mõõtmisdomeen, segamine, tsislunaarne), liitmise / alt-PNT kiht (GNSS/INS hindajad ning gravitatsiooni/maastiku/magnet-kaardiga sobitajad), kaugkosmose ja Kuu kiht (radiomeetriline Marsi PNT ja Kuu PNT komplekt, mille tõendustase iga osa kohta on maatriksis — LTC aeg, VLBI, ühine OD+kell, tugisüsteemi realiseerimine, teenindusmaht, diferentsiaal-PNT, koostalitlus), missioonianalüüsi kiht (start / sisenemine / katvus / suunamine / läbilend / sidelingi eelarved ja kosmoseilmakeskkond) ning avatud vastupidavuse ja masinõppe uuringukiht (RPCF vastupidavuse hindamine, RF-häirete optimismilõhe ja kvantvõimekusega PNT demonstraator), mille reprodutseeritavad artefaktid sõidavad valideeritud tuumade peal.

Kaks iseseisvat, tööruumist välja jäetud kasti asuvad tuuma kõrval — mcp/kshana-mcp (MCP server, ehitatud 2024. väljaande rmcp SDK-le) ja xval/anise-frames (ANISE/SPICE tugisüsteemi ristkontroll, mis toob kaasa MPL-2.0 (Mozilla Public License 2,0) sõltuvusi) — hoitud avaldatud kasti sõltuvusgraafist, Cargo.lock-ist, litsentsivärav ja MSRV (minimaalne toetatud Rusti versioon) ehitusest juure Cargo.toml exclude loendi abil. JetBrainsi pistikprogramm (ide/jetbrains) on eraldi Kotlini projekt. Täieliku diagrammide komplekti vt docs/ARCHITECTURE.md.

Renderdatud diagrammid (mootori vool, moodulikaart, levitamine) asuvad failis docs/ARCHITECTURE.md.

Stsenaariumid ja aruanded

Eksport ja koostalitlus

Vastuvõtja ja laeva usaldus

GNSS IQ (töökataloogi failid; HTTP-režiimis välja lülitatud)

Compliance-kaardistus

Benchmark

Millele Kshana Pro tugineb. Iga Pro osa töötab avatud mootori põhjal ja jätab selle muutmata:

• Kavandi optimeerija, määramatuse uuring ja missioonitoimik käivitavad avatud mootori stsenaariume mootori avaliku liidese kaudu ja arvutavad iga arvu käivituste tulemustest. Iga väljund säilitab tõendustaseme VALIDATED, MODELLED või PARTNER, mille avatud mootor iga näitaja jaoks andis, mitte kunagi kõrgemat.
• Kella digitaalsed kaksikud kasutavad avatud mootori kellamudelit ja selle Alani hälbe hindajat: kaksik kalibreeritakse seadme avaldatud Alani eelarvele, seejärel kontrollitakse kaksiku Alani hälvet avatud hindajaga hinnates.
• Kompromissiuuringud käivitavad iga arhitektuurivaliku avatud mootori stsenaariumina muutmata kujul ja järjestavad valikud iga käivituse tulemusest loetud kvaliteedinäitaja järgi.
• Kampaania jälgimine loeb oma näitajad paketi stsenaariumide avatud mootori käivituste tulemustest ja võrdleb neid eelmise läbinud käivitusega.
• Spektri kooseksisteerimine loeb iga füüsikalise arvu avatud mootori liikide leo-signal ja constellation-design käivitustest ning lisab ainult nähtavate satelliitide summa ja plaanide järjestuse.
• Kohapealne tööteenus käivitab avatud ja Pro stsenaariume sama mootoriga ning salvestab iga tulemuse nii, nagu käivitus selle tagastas.
• Tõendipaketid salvestavad iga käivituse kohta stsenaariumi räsi, mille avatud mootor oma tulemusele sisse templib, nii et paketis oleva näitaja saab reprodutseerida selle stsenaariumi uuesti käivitades.
• Süsteemitehnika ja programmitööriistad. Kshana Pro mudelipõhise süsteemitehnika (MBSE) ja programmitööriistad kontrollivad programmi nõudeid avatud mootori käivituste vastu: need impordivad nõuded komaeraldusega väärtustena (CSV) või Requirements Interchange Formati (ReqIF) dokumenteeritud alamhulgana või Systems Modeling Language versiooni 2 (SysML v2) tekstina, hindavad iga vastuvõtukriteeriumi koos selle ühikuga käivituse kirjutatud väärtuste vastu ning toodavad kontrolli ristviite maatriksi (VCRM), SysML v2 mudeli, muudatuse mõju aruande ja võrguühenduseta tõendipaketi. See ei käivita ega arvuta midagi uuesti ning loeb ainult seda, mida avatud mootor avaldab: iga käivituse result.json (väljad, mida kriteerium nimetab, nende ühikud, reprodutseeritavuse tempel stsenaariumi räsist, algväärtusest, mootori versioonist ja skeemi versioonist ning käivituse silt ja näitajate tasemed), selle report.json (liik, reprodutseeritavuse kirje ja võimekuse sildid), stsenaariumifail (selle räsi, liik, algväärtus ja parameetrid), väljaühikute skeem (iga välja ühik, päritolu ja tõendustase) ning kontrollmaatriks (iga võimekuse silt VALIDATED, MODELLED või PARTNER).

Tugi ja professionaalsed teenused#

Kshana on tasuta ja avatud lähtekoodiga AGPL-3.0 all ning seda arendab ja haldab professionaalselt Ashforde® OÜ (Eesti). Avatud mootor on täielik ja iseseisvalt kasutatav. Organisatsioonidele, kes vajavad rohkemat, pakub Ashforde® OÜ:

• Kommertstugi ja integreerimine — Kshana põimimine tellija tööriistaahelasse, kohandatud stsenaariumid ja prioriteetsed parandused.
• Kohandatud andurimudelid — kalibreeritud tellija riistvarale, sealhulgas ekspordipiirangutega vastupidavusmudelid, mida hoitakse privaatses pealisehituses.
• Kshana Pro — omandiõigusega mudelipõhise süsteemitehnika (MBSE) ja programmitööriistad, mis kontrollivad programmi nõudeid avatud mootori käivituste vastu ning toodavad kontrolli ristviite maatriksi (VCRM), Systems Modeling Language versiooni 2 (SysML v2) mudeli, muudatuse mõju aruande ja võrguühenduseta tõendipaketi. See ei käivita midagi uuesti ning loeb ainult mootori avaldatud väljundeid: iga käivituse result.json ja report.json, stsenaariumifaili, väljaühikute skeemi ja kontrollmaatriksi silte (täielik loend on jaotises Editions).
• Kshana Pro kavandi, määramatuse ja missiooni tööriistad — kavandiruumi Pareto front, määramatus ja tundlikkus tuhandete käivituste üle ning ühe käsuga missioonitoimik koos kontrollmaatriksi ja PDF-iga; vt docs/PRO.md.
• Kshana Pro kampaania jälgimine, spektri kooseksisteerimine ja tööteenus — torujuhe, mis kukub, kui jälgitav näitaja halveneb, signaaliplaanid, mida testitakse avatud satelliitnavigatsioonisignaalide vastu mõlemas suunas, ning kohapealne tööjärjekord räsiahelaga tarnekirjete registriga (ledger); vt docs/PRO.md.
• Koolitus ja nõustamine kvant-/klassikalise PNT tulemuslikkuse analüüsi alal.

See on avatud tuuma mudel: mootor on ja jääb avatud litsentsiga; jätkusuutlik äri on ekspertiis, tugi ja omandiõigusega laiendused — mitte litsentsitasud. Kontakt contact@ashforde.org · ashforde.org.

Paigaldamine ja ehitamine#

Nõuab Rusti tööriistaahelat (≥ 1,88, Cargo.tomli rust-version; arendatud versioonil 1,93).

git clone https://github.com/ashfordeOU/kshana
cd kshana
cargo build --release
cargo test          # all tests pass

Kasutus#

Käivita mis tahes stsenaarium; CLI jaotab stsenaariumi välja kind järgi ning kirjutab selle kõrvale <scenario>.result.json, <scenario>.chart.svg, <scenario>.report.html ja <scenario>.report.json — lisaks <scenario>.table.csv neile liikidele, mis avaldavad tabeli. Aruanne (HyperText Markup Language (HTML) leht ja sama sisuga JSON-dokument) sisaldab juhikokkuvõtet, iga sisendit koos selle ühikuga, tulemusi ja diagramme, kampaania pühkimis-, Monte Carlo- või ahelatabeleid, sündmuste ajajoont, igale käivituses kasutatud võimekusele sildi VALIDATED / MODELLED / PARTNER ja allika, mida ei ole modelleeritud, ning reprodutseeritavuse kirje (mootori versioon, Secure Hash Algorithm 256-bit (SHA-256) räsid, algväärtus, platvorm ja täpne käsk). See prinditakse brauserist puhtaks PDF (Portable Document Format) failiks A4 või Letter paberile; mootor ise PDF-i ei kirjuta. Vt docs/REPORTS.md.

cargo run -- scenarios/clock-holdover.toml
cargo run -- scenarios/imu-deadreckoning.toml
cargo run -- scenarios/timetransfer.toml
cargo run -- scenarios/hybrid-pnt.toml
cargo run -- scenarios/orbit-gnss-challenged.toml
cargo run -- scenarios/orbit-sgp4-gps.toml
cargo run -- scenarios/orbit-rinex.toml
cargo run -- scenarios/integrity-raim.toml

# Export a propagated constellation to an SP3-c precise-ephemeris file:
cargo run -- scenarios/orbit-sgp4-gps.toml --export-sp3 gps.sp3

# Export the constellation's mean elements to a CCSDS OMM catalogue (one OMM
# message per TLE-defined satellite, with its real NORAD id / COSPAR designator):
cargo run -- scenarios/orbit-sgp4-gps.toml --export-omm gps.omm

# Export the velocity-carrying state to a CCSDS OEM 2.0 ephemeris (GMAT/Orekit/STK):
cargo run -- scenarios/orbit-sgp4-gps.toml --export-oem gps.oem

# Export the geometry for a globe, a map or a mission-analysis tool: CZML, KML,
# GeoJSON, STK .e, or SigMF for the spectrum kind (every format that applies):
cargo run -- scenarios/jamming-demo.toml --export all

--export <czml|kml|geojson|stk|sigmf|all|list> kirjutab stsenaariumi kõrvale CZML-i (Cesium Language), KML-i (Keyhole Markup Language), GeoJSON-i (Request for Comments 7946), Ansys STK (Systems Tool Kit) .e efemeriidid ja SigMF (Signal Metadata Format) salvestised ning --import-route <route.geojson> söödab GeoJSON-i joone teekonda lendavatesse liikidesse. Iga vorming valideeritakse selle avaldatud spetsifikatsiooni vastu ning stsenaarium, millele vorming ei kehti, ütleb põhjuse: vt docs/INTEROP.md.

Muud CLI režiimid — stsenaariumi lintimine, päris Maa orientatsiooniandmete sööt või terve komplekti käivitamine:

# Lint a scenario without running it (checks the kind + required fields):
cargo run -- --validate scenarios/integrity-raim.toml

# Feed a real IERS Earth-orientation file (finals2000A) for frame precision:
cargo run -- scenarios/orbit-sgp4-gps.toml --eop tests/fixtures/agency/eop/finals2000A_2022001.txt

# Run a SUITE of scenarios into one aggregated, stamped study artifact
# (writes <suite>.study.json + <suite>.study.html next to the manifest):
cargo run -- --study scenarios/quantum-pnt-demonstrator.suite.toml

# Animate a run's time series: an animated SVG, a self-contained HTML player, and a
# numbered SVG frame sequence with manifest.json (see docs/ANIMATION.md):
cargo run -- scenarios/campaign-jam-spoof-holdover-integrity.toml --animate all

Animatsiooni eksport. --animate svg|html|frames|all kirjutab <scenario>.animation.svg (Cascading Style Sheets (CSS) võtmekaadrid, skripti pole), <scenario>.animation.html (esita, peata, kerimine, kiirus ja sünkroonitud paneelid, ilma välise varata) ja <scenario>.frames/ (frame_0000.svg, … ning manifest.json kaadrisageduse ja kestusega). Kampaania esitab oma faasid ja alarmid, spektrikäivitus oma juga; teema järgib prefers-color-scheme ja prefers-reduced-motion näitab valmis pilti. See renderdab käivituse enda valimeid, baidideni identselt uuesti käivitamisel, ega lisa tõendust. Vt docs/ANIMATION.md.

Komplekti manifest on väike TOML (Tom's Obvious, Minimal Language) fail — title ja stsenaariumiteede massiiv scenarios = [ … ] —, mida mootor käivitab ükshaaval, voltides iga tulemuse (koos selle siltidega MODELLED / VALIDATED) üheks isekirjeldavaks uuringuartefaktiks. Vt scenarios/quantum-pnt-demonstrator.suite.toml.

Koostalitluse roll. Kshana on tulemuslikkuse simulatsiooni kiht, mis asub järeltöötlusvahendite kõrval, mitte nende asendaja: selle RINEX väljundi saab anda asukohalahendi jaoks RTKLIB-ile või gLAB-ile ning selle SP3 väljundit saab kasutada täpse orbiidi tootena sellistele tööriistadele nagu Ginan — Kshana vastab küsimusele millist vastupidavust antud PNT arhitektuur annab, enne päris signaalide olemasolu, vormingutes, mida need tööriistad juba sisse loevad (--export-sp3, või export_sp3 = true orbit stsenaariumis, kirjutab <scenario>.sp3). Sama orbiiti saab avaldada standardirajal olevate CCSDS OMM keskmiste elementidena (--export-omm, või export_omm = true, kirjutab <scenario>.omm) — üks OMM 502,0 KVN (võti = väärtus tähistus) sõnum TLE-ga määratud satelliidi kohta, mis kannab iga objekti päris NORAD (North American Aerospace Defense Command) katalooginumbrit, COSPAR (Committee on Space Research) rahvusvahelist tähist ja epohhi, mis tahes OMM-i tundvale tarbijale mitte kohandatud kaherealise elemendikomplekti asemel.

Näidisväljund (kella holdover — pane tähele, kuidas aruandes esitatakse terviklikkuse ja turvalisuse kvaliteedinäitajad):

scenario 5ba83a232b94 | quantum holdover 6600s p95 1.20e-4ns integrity 1.000 security n/a (no attack) | classical holdover 2610s p95 19.7ns integrity 1.000 security n/a (no attack)
wrote scenarios/clock-holdover.result.json, scenarios/clock-holdover.chart.svg, scenarios/clock-holdover.report.html, and scenarios/clock-holdover.report.json

Optilise kella 95. protsentiili (p95) ajaviga on 1.20e-4 ns: kokkuvõte prindib väikesed väärtused tüvenumbritega, mitte ei ümarda neid väärtuseks 0.0. security on siin n/a (no attack), sest see stsenaarium ei seadista rünnakut, seega pole midagi tuvastada. JSON-tulemus kannab siiski iga kella analüütilist spuufimise tuvastatavuse piiri failis fom.security (0,997 optilisel kellal, 0,000 kiibimõõtmetega aatomkellal, mille enda müra seirenäitusel ületab 20 ns spetsifikatsiooni), ja selle figure_tiers plokk märgib selle arvu applicable: false. Stsenaariumi liik spoof hindab tuvastamist sissepandud rünnaku vastu. figure_tiers annab ka igale esitatud näitajale selle kontrolli taseme — VALIDATED (kontrollitud välise sõltumatu etaloni vastu) või MODELLED — ja kontrollmaatriksi rea, millest tase loetakse. Orbiidistsenaarium annab lisaks geomeetriaploki — fiksiga valimite osa ning parim/mediaan asukoha täpsuse halvenemise tegur (PDOP) ja asukoha täpsus — kella tulemuse kõrval.

Loe neid kahte arvu hoolikalt. security on analüütiline spuufimise tuvastatavuse piir, tuletatud iga kella stabiilsusest — see on tähenduslik ainult seadistatud spuufimisstsenaariumi puhul ja ei ole mitme satelliidiga RAIM-detektor. integrity on siin filtri sisemine kooskõla (katkestusvalimite osa selle enda k-sigma piiri sees), mitte lennunduse HPL/VPL terviklikkuse näitaja. Vt docs/INTEGRITY.md.

Tõelise vastuvõtja autonoomse terviklikkuse jaoks käivitab stsenaariumi liik integrity (scenarios/integrity-raim.toml) päris hetktõmmise ja lahendite eraldamise (ARAIM-stiilis) RAIM-i levitatud konstellatsiooni geomeetria üle: see arvutab epohhi kohta horisontaalsed/vertikaalsed kaitsetasemed (HPL/VPL) ja esitab nende epohhide osa, mis täidavad seadistatud häireläved, koos Stanfordi terviklikkusdiagrammiga vea-vs-PL (kaitsetase) klassifitseerimiseks.

Reprodutseeritavad uuringuartefaktid

Neli avatud uuringut genereerivad igaüks ühest käsust baidideterministliku artefakti (fikseeritud algväärtus) — arvud kvant-vs-klassikalise ristumise, RF-häirete optimismilõhe, PNT vastupidavuse hindamise ja ajastuse kaitsetaseme uuringute taga:

# Quantum-vs-classical resilience crossover map (writes paper/crossover/*.json):
cargo run --release --bin crossover_study -- paper/crossover

# RF-impairment optimism-gap study (13-detector panel, scaling laws, LOO predictor):
cargo run --release --example optimism_study -- paper-artifacts/optimism-study.json

# Framework-aligned PNT-resilience scoring + decision-instability study:
cargo run --release --example resilience_report -- paper-artifacts/resilience-study.json

# Conditional Timing Protection Level, calibrated on a real recorded spoof:
cargo run --release --example tpl_jammertest

Iga artefakt salvestab oma mootori versiooni, algväärtused ja konfiguratsiooni räsi ning kannab ausat silti MODELLED/VALIDATED. Päris andmete sondid (*_probe) käivitavad sama torujuhet kohapeal antud salvestiste üle; hoidlas andmestikke ei tarnita. RF-häirete optimismilõhe uuring on kirjas eeltrükis arXiv:2606,22054 ja tingimuslik ajastuse kaitsetase (tpl_jammertest ülal) eeltrükis arXiv:2606,24210 (vt Tsiteeri).

Avaldatud Kuu PNT uuringute (arXiv:2607,06212 pinnamajaka DOP, arXiv:2607,02566 VLBI vaadeldavus ja arXiv:2610,23871 tsislunaarse kaare pikkuse vaadeldavus) geomeetria, täpsuse halvenemise teguri, reaalajas tugisüsteemi / Maa orientatsiooniparameetrite (EOP) ennustamise, kauge retrograadse orbiidi ja RF-kaugusmõõtmise väiteid on sõltumatult ristkontrollitud failis tests/validate_p*.rs eraldi etalonide vastu (scipy.special.j1, sõltumatu NumPy (HᵀH)⁻¹ DOP-lahend, sama IERS-i finals2000A ridade NumPy uuesti parsimine ning NASA/JPL kolme keha perioodiliste orbiitide andmebaas). Need on täiendavad regressioonikontrollid modelleeritud Kuu komplekti üle; need ei muuda masinkontrollitud maatriksi arvu.

Stsenaariumi vorming#

Stsenaariumid on deklaratiivne TOML. Ülemise taseme kind valib paketi — kokku viiskümmend (clock on vaikimisi, kui see on ära jäetud): inertial, timetransfer, hybrid, hybrid-ukf, fusion, gnss-ins, orbit, ephemeris, gnss-sim, integrity, lunar-integrity, lunar-time-offset, spoof, spoof-detect, jamming, sweep, sweep-nd, gravity-map, terrain-nav, terrain-slam, combined-altpnt, pvt, mars-pnt, impairment-eval (masinõppe RF-häirete tuvastuse hindamise katsestend — märgendatud sünteetiline korpus + detektorist sõltumatu ROC/AUC raamistik + jaotusesisene/-väline optimismilõhe), quantum-trade (kvant-vs-klassikaline PNT kompromiss koos mõõdetud ADEV sissetoomisega + GNSS-ita vastupidavuse ümbris; MODELLED), space-weather (päikese-/geomagnetilised indeksid + Jacchia-71 eksosfääri temperatuur + aktiivsusest juhitud termosfääri tihedus staatilise atmosfääri kohal; MODELLED), oem-interop (CCSDS OEM impordi/ringkäigu sild GMAT/Orekit/STK efemeriididele; MODELLED), missioonianalüüsi trio launch-window (kahe keha stardiazimuut / tasandi muutus / võimalused), reentry (Allen-Eggersi ballistilise sisenemise koridor), eo-coverage (EO triibu / GSD / juurdepääsu / uuesti külastuse geomeetria), space-packet (CCSDS 133,0 TM/TC — telemeetria/telekäsklus — Space Packeti kaadrid — täpne bitipaigutus, ringkäiguga kontrollitud) ja attitude-budget (3-DOF gravitatsioonigradiendi pöördemoment + RSS suunamisvea eelarve), passes (maajaama tõusu/loojumise läbilennu ennustus — AOS/TCA/LOS, maksimaalne kõrgus, juurdepääs) ja link-budget (ühesuunaline CCSDS/DSN sidelingi võrrand — FSPL / Eb·N₀ / varu / sulgumine); telecom-timing (holdoveri ajaviga, MTIE ja TDEV kontrollitud ITU-T maskide vastu); spectrum (kogu GNSS-i L-riba ühe võimsusspektri tihedusena: sageduse-aja juga skriptitud pidevlaine-, kitsaribalise, siristava või sobitatud müra segaja ajajoone all, riba kohta segaja ja signaali suhe ning efektiivne kandja ja müra tihedus spektraalse eraldumise koefitsiendist ning Signal Metadata Format (SigMF) salvestise sisend ja väljund Welchi spektrihinnangutega; signaalispektrid VALIDATED õpikuväärtuste vastu, segaja stsenaarium MODELLED; vt docs/SPECTRUM.md; sama liik joonistab UHF, S ja C riba paneelid kavandatud madala Maa orbiidi signaalidega); leo-signal (madala Maa orbiidi positsioneerimise, navigatsiooni ja aja signaalikujundused mis tahes süsteemile: ribapiiratud spektrid, koodijälgimise värin ja kaugusmõõtmise täpsus, hõivamise otsing ja aeg, spektraalne eraldumine GPS-i ja Galileo suhtes, segajataluvus ning UHF-st C-ribani kompromiss, avalikest eelseadistustest nagu Xona Pulsar, Iridium, Starlink ja CentiSpace või sisseehitatud kujundustest; kinnised vormid ja LEO Doppler VALIDATED, kujundused MODELLED; vt docs/LEO-SIGNAL.md); solar-system (Päike, planeedid, Pluuto, Kuu ja seitse suuremat kuud ühel epohhil — asukohad, konstandid, valguse käiguajad ja orbiidirajad; planeetide asukohad VALIDATED JPL Horizonsi vastu) ja body-pnt (positsioneerimine ümber mis tahes nende kehade kohaliku navigatsioonikonstellatsiooni ja kaugkosmose lingiga Maalt; MODELLED); campaign (olemasolevad liigid, mis on kokku seatud aheldatud missiooni ajajooneks, kus olek antakse faaside vahel edasi, parameetrite pühkimine, algväärtusega Monte Carlo ansambel või mitu stsenaariumi ühe jagatud tingimuse all; MODELLED, vt docs/CAMPAIGNS.md); constellation-design (Walkeri delta- ja tähemustrid, elementide loendid ning mitme kihiga kujundused GPS-i, Galileo, BeiDou ja GLONASS-i eelseadistustega ning katvus ja täpsuse halvenemise tegur laius-/pikkuskraadi ruudustikul; generaator ja GPS-i globaalne DOP VALIDATED avaldatud teenindusdokumentide vastu, vt docs/CONSTELLATION-DESIGN.md); leo-pass (madala Maa orbiidi (LEO) positsioneerimise, navigatsiooni ja aja (PNT) satelliidi läbilend ja selle sidelingi eelarve riba kaupa, mis tahes konstellatsioonist ja mis tahes signaalikujundusest: vaatenurgad, Doppler ja Doppleri kiirus, ITU-R vihma-, gaasi-, tuikamis- ja hoonesse sisenemise kadu, kandja ja müra tihedus nähtavate MEO GNSS satelliitide suhtes, esimese järgu ionosfäär ja ionosfäärivabad paarid ning madala energiaga fiksi eelarve, ionosfääri sondeerimine igast ribapaarist ning spuufimise monitorid Doppleri ja läbilennu geomeetria kooskõla ning ribadevahelise kooskõla järgi; ITU-R liikmed ja staatilise kasutaja Doppleri ümbris VALIDATED, läbilend MODELLED, vt docs/LEO-PASS.md); leo-navmsg (madala Maa orbiidi (LEO) PNT satelliidi edastatav efemeriidi- ja kellasõnum mis tahes orbiidi ja kandja jaoks: sobitaja integreeritud tõeorbiidilt Galileo Kepleri komplektile, see komplekt koos piki-, ristsuunalise ja radiaalse korrektsiooni polünoomidega, Liu jt 2025 22-parameetriline mudel või ATOMIC nullkella ECEF polünoom; signaal kosmoses kaugusvea (SISRE) versus sobituse intervall ja uuendusperiood, keskläbilennu uuenduse pidevuse kontroll, Kshana enda dokumenteeritud binaarkaader koos CRC-24Q tsüklilise kontrollsumma ja kvantimiseelarvega ning RINEX-4-stiilis plokk, mis on märgitud Kshana laiendusena; SISRE kaalud, Galileo kasutaja algoritm ja CRC-24Q VALIDATED, sobitused MODELLED; valikulised eelseadistused Xona Pulsarile, Iridiumile, Starlinkile, CentiSpace'ile, esindavale C-riba süsteemile, ATOMIC-ule ja Celeste IOD-ile; vt docs/LEO-NAVMSG.md); liidetud MEO + LEO PNT trio leo-pvt (Doppleri positsioneerimine madala Maa orbiidi (LEO) kaugusmuudust, ühised GNSS + LEO pseudovahemaa fiksid süsteemidevaheliste nihete ja DOP-iga LEO satelliitide arvu suhtes, polaar- ja Arktika katvus ning LEO aja edastamine UTC-le — mis tahes konstellatsiooni üle, valikuliste eelseadistustega nagu Xona Pulsar, Iridium ja Starlink oportunistlikud signaalid; LEO Doppleri ümbris VALIDATED avaldatud Iridiumi ja Xona arvude vastu), leo-ppp (täpne punktpositsioneerimine koondumisega ainult GNSS-iga ja LEO täiendusega, võrreldud Li jt 2019-ga) ja ntn-positioning (5G mitte-maapealse võrgu positsioneerimine signaali ribalaiuse Cramér-Rao piirist), peale selle ümbrise MODELLED, vt docs/LEO-PNT-FUSION.md; leo-pnt-chain (üks LEO-PNT süsteem otsast lõpuni: leo-signal kujundus, mida kannab leo-pass riba, läbilennu C/N0 ja navigatsioonisõnumi signaal kosmoses kaugusviga antakse edasi liidetud leo-pvt fiksile ja leo-ppp koondumisele, iga üleandmine loetletud; MODELLED, vt docs/LEO-PNT.md, mis on ka kõigi LEO-PNT liikide ja stsenaariumide ülevaade, sealhulgas vastupidavuse kampaaniad, üks stsenaarium katse fookusvaldkonna kohta ja üks lõppkasutaja vertikaali kohta); Kuu PNT komplekt lunar-vlbi, lunar-joint-od-clock, lunar-frame-realisation, moonlight-service-volume, lunar-differential-pnt, lunar-interop-export; kvantvõimekusega PNT demonstraator quantum-time-transfer, quantum-gnss-free-nav, quantum-anomaly-detect; ning signaaliturbe, tsislunaarsed ja kihilise vastupidavuse uurimisliigid lunar-attack-surface, realtime-frame-eop, lunar-time-budget, hybrid-optical-rf, cislunar-observability, conflict-resilience — missioonianalüüsi trio ja need hilisemad liigid kõik MODELLED (igaühel valideeritud kinnise kujuga tuum; vt maatriksit). Ühised väljad: seed, [time] ruudustik, [gnss] kättesaadavuse ajajoon (katkestuse juht) ja andurite plokid provenance stringidega, mis viitavad iga arvu allikale. Näide (kell):

seed = 42
threshold_ns = 20.0
[time]
step_s = 10.0
duration_s = 7200.0
[gnss]
windows = [
  { t0 = 0.0,   t1 = 600.0,  state = "nominal" },  # 10 min GNSS sync
  { t0 = 600.0, t1 = 7200.0, state = "denied"  },  # ~1.8 h outage
]
[clock_quantum]
id = "optical-sr-lattice"
provenance = "Strontium optical lattice clock, space-oriented goal sigma_y(1s)=1e-15 (arXiv:1503.08457)"
y0 = 5.0e-17
q_wf = 1.0e-30   # white FM:  q_wf = sigma_y(1s)^2
q_rw = 0.0       # random-walk FM
drift = 0.0      # linear aging (per second)
[clock_classical]
id = "csac-sa45s"
provenance = "Microchip SA65 / SA.45s CSAC datasheet sigma_y(1s)=3e-10"
y0 = 5.0e-10
q_wf = 9.0e-20
q_rw = 0.0
drift = 0.0

Valikulised väljad (puudumisel välja lülitatud): kell võib lisada flicker_floor (1/f FM — sagedusmodulatsioon — Alani põhi); inertsiaalandur võib lisada gyro_bias ja q_arw (güroskoobi nihe ja nurga juhuslik käik) ning bias_instability ja q_aa (Alani nihke püsivuse põhi ja kiirenduse juhuslik käik) — koos ühetelje (1-DOF) kiirendusmõõturi veaeelarve (VRW/ARW — kiiruse/nurga juhuslik käik — ja nihke püsivus). See on veaeelarve, mida tarnitav inertial stsenaariumide pakett käivitab. Eraldi kannab teek nüüd kontrollitud 3-telge strapdown-navigaatorit (src/inertial/{attitude,mechanization,imu_errors}.rs): kvaternioon-asend koning/sculling kompensatsiooniga, täielik NED mehhaniseerimine (Maa pöörlemise ja transpordikiiruse liikmed, WGS-84 Somigliana gravitatsioon) ja deterministlik IMU veamudel, milles skaalategur, nihe, g-tundlikkus, kvantimine ja kiiruse rampi on modelleeritud (IEEE Std 952-1997, IEEE güroskoobi spetsifikatsiooni ja katsemenetluse standard, §A.2; Groves 2013 §4,3). See 3-telje tee on nüüd ühendatud käivitatavasse lõdvalt seotud GNSS/INS paketti (kind = "gnss-ins"): 15-olekuline veaoleku EKF distsiplineerib strapdown-lahendit mürarikaste fiksside vastu, kui GNSS on olemas, seejärel libiseb katkestusest läbi, esitades liidetud horisontaalse vea avatud ahelaga vaba-INS-i libisemise vastu. Saadaval on ka tihedalt seotud pseudovahemaa uuendus (see moodustab innovatsiooni kaugusdomeenis, seega jätkab see parandamist alla nelja satelliidiga). Kella holdover stsenaarium võib lisada runs (> 1), et käivitada Monte Carlo ansambel — iga kvaliteedinäitaja esitatakse siis keskmisena koos 5.–95. protsentiili hajuvusega ja diagramm varjutab vea usaldusriba (vt scenarios/clock-ensemble.toml).

Stsenaarium fusion (samad plokid mis hybrid) käivitab kaks sõltumatut Kalmani hindajat — ühe kella oleku ja teise asukoha oleku jaoks —, mida distsiplineerib GNSS ja abistab optiline aja edastamine, ning esitab kombineeritud holdoveri kvaliteedinäitaja. Need kaks plokki ei jaga ristkovariatsiooni: see on virnastatud paar veaeelarveid, mitte tõeliselt seotud kella+asukoha ühisfilter (plokkidevaheline kovariatsioon on teekaardi punkt). Vt scenarios/fusion-pnt.toml.

Stsenaarium spoof süstib aja spuufimise — üks nelja [attack.shape] liigi hulgast (linear_ramp, step_jump, meaconing, replay; paljas rate_ns_per_s aktsepteeritakse endiselt lineaarse rambina) — ja käivitab iga kella spuufimise detektori. Detektor on kahepoolne χ²₁ energia / Neyman–Pearsoni test kellaga abistatud monitori statistikul: lävi seatakse sihtvalehäire eelarvest target_pfa ja tuvastamata jäänud sündmuse tõenäosus P_md esitatakse nii kinnisel kujul kui ka Monte Carlo meetodil (mc_runs katset hüpoteesi kohta — need kaks on kooskõlas mõne ×1/√N täpsusega). Turvalisuse kvaliteedinäitaja on 1 − P_md operatiivselt kahjuliku (spetsifikatsiooni) suuruse korral, nii et vaikne kell, mis tabab spetsifikatsiooni suuruse spuufimise, saab ≈ 1 ja mürarikas kell, mis selle sageli kahe silma vahele jätab, saab madalama (vt scenarios/spoof-attack.toml, scenarios/spoof-meaconing.toml).

Stsenaarium gnss-sim on mõõtmisdomeeni simulatsioon: iga nähtava satelliidi jaoks sünteesib see pseudovahemaa ρ = geometric range + c·δt_rx − c·δt_sv + I + T + noise + multipath ja L1 Doppleri, kasutades Klobucharit (ühesageduslik ionosfäär, [iono], IS-GPS-200 §20.3.3.5.2.5) ja Saastamoineni zeniiditroposfääri, mis on projitseeritud Niell (1996) kaardistusfunktsiooniga ([tropo]). Jääkid toidavad hetktõmmise RAIM-i epohhi kohta HPL/VPL jaoks ning iga satelliidi pseudovahemaa, Doppler, C/N₀ ja iono/tropo paranduste väljastatakse JSON-i gnss_measurements massiivis. See on ettepoole suunatud simulaator (see genereerib mõõtmised teadaolevast tõest), mitte vastuvõtja/lahendaja — nullmüraga käivitus reprodutseerib geomeetria pluss parandused alla millimeetri (vt scenarios/gnss-sim-raim.toml).

Stsenaarium jamming modelleerib RF-häiret kui sidelingi eelarvet: [jammer] (ECEF asukoht, saatja power_dbw, tüüp) tõstab segaja ja signaali suhet [receiver], mis jälgib Walkeri [constellation]. Geomeetriast (vabaruumi levikadu ja suuna kaupa vastuvõtuantenni võimendus) arvutab see iga satelliidi J/S, efektiivse C/N₀ standardse segamisvastase võrrandi kaudu (hajutuse töötlemisvõimendus × spektraalse eraldumise tegur Q; Kaplan ja Hegarty §9,4) ja märgib lukukaotuse allpool seadistatavat jälgimisläve — esitades näitaja availability_under_jamming. 10 W laiaribaline segaja 1 km kaugusel keelab vastuvõtja täielikult (J/S ≈ 72 dB); sama segaja 100 km kaugusel ainult halvendab linke (vt scenarios/jamming-demo.toml).

Stsenaarium sweep käivitab kompromissiuuringu: see varieerib üht parameter (threshold_ns, duration_s, quantum_q_wf või classical_q_wf) väärtusest start väärtuseni stop üle steps punkti lin või log scale peal, salvestab mõlema kella jaoks metric (nt holdover_s) ja joonistab kaks kõverat. Baasstsenaarium läheb sektsiooni [base] (vt scenarios/sweep-clock-stability.toml).

Stsenaarium sweep-nd üldistab seda mis tahes paketile ja mis tahes arvule telgedele: see varieerib [base] stsenaariumi (mis tahes kind) punktidega eraldatud TOML-i võtmeid [[axes]] Descartes'i korrutise üle, käivitab iga ruudustiku sõlme uuesti ja salvestab metrics, antud punktidega JSON-i teedena tulemusse (nt classical.fom.holdover_s). See töötab iga paketiga, sest see tegutseb TOML-i/tulemuse piiril; natiivsed käivitused hindavad ruudustikku paralleelselt (lisasõltuvust pole, wasm langeb tagasi järjestikusele) ning väljund on deterministlik ja reajärjestatud (vt scenarios/sweep-nd-inertial.toml).

Stsenaarium orbit tuletab [gnss] ajajoone geomeetriast, selle asemel et seda käsitsi kirjutada — anna [user] orbiit, [constellation], kõrgus mask_deg ja kaks kella plokki. See esitab ka asukoha täpsuse satelliitide geomeetriast; valikuline sigma_uere_m (1-sigma kasutajaekvivalentne kaugusviga, vaikimisi 1 m) skaleerib asukoha täpsuse halvenemise teguri asukoha sigmaks. Kasutaja orbiiti võib teha ekstsentriliseks väärtustega eccentricity ja argp_deg ning j2 = true lisab Maa lapikusest tuleneva sekulaarse triivi (vt scenarios/orbit-molniya.toml). Konstellatsioon võib selle asemel olla päris: anna [constellation] tle plokk kaherealisi elemendikomplekte ja satelliidid parsitakse sellest (vt scenarios/orbit-real-tle.toml). Lisa üks või mitu [[constellations]] plokki mitme GNSS-i jaoks (nt GPS + Galileo; vt scenarios/orbit-multignss.toml):

kind = "orbit"
seed = 7
threshold_ns = 5.0
mask_deg = 10.0
sigma_uere_m = 1.0           # optional; position sigma = position-DOP * this
[time]
step_s = 60.0
duration_s = 86400.0
[user]                       # spacecraft (altitude in km, angles in deg)
altitude_km = 8000.0
inclination_deg = 0.0
[constellation]              # Walker-delta GNSS (GPS-like)
altitude_km = 20180.0
inclination_deg = 55.0
planes = 6
sats_per_plane = 4
phasing_f = 1.0
[clock_quantum]  # ... as above
[clock_classical]  # ... as above

GPS-ita alt-PNT liigid navigeerivad ilma igasuguse GNSS-ita, sobitades mõõdetud välja jada kaardiga osakestefiltri abil. Stsenaarium gravity-map lennutab rajal läbi sfäärilise harmoonilise gravitatsiooni anomaalia välja ja taastab selle külmaatom-gravimeetri näidust (scenarios/gps-denied-gravity-nav.toml); stsenaarium terrain-nav teeb sama SRTM kõrgus-DEM-i vastu (TERCOM/SITAN, scenarios/terrain-nav.toml); ning stsenaarium combined-altpnt liidab gravitatsiooni + IGRF magnet- + maastiku ühes filtris (scenarios/combined-altpnt.toml).

Stsenaarium lunar-integrity hindab tsislunaarset PNT-d: see käivitab Kuu lõunapooluse ARAIM kaitsetaseme läbimise LunaNeti/LNIS releekomplekti vastu ja esitab ausalt terviklikkuse lõhe — ~30 m Kuu σ_URE tõstab kaitsetaseme kaugelt üle 50 m häirepiiri, seega on teenus lennunduse terviklikkuse reeglite järgi kättesaamatu (scenarios/lunanet-araim.toml).

Stsenaarium lunar-time-offset esitab relativistliku Maa–Kuu kella käigu — Kuu koordinaataja skaala (LTC/TCL) aluse. Esimeste printsiipide post-Newtoni samasus liidab omapotentsiaali erinevuse (IAU L_G geoidi potentsiaal miinus Kuu pinna omapotentsiaal) ja Kuu kineetilise (teise järgu Doppleri) liikme sekulaarseks käiguks ≈ 57 µs/päevas, esitatuna koos avaldatud 56–59 µs/päevas ribaga; see annab ka kogunenud LTC−TT nihke horisondi kohta ja pöördvariatsiooni ansambli (Kuu paberkell). MODELLED — põhinäitaja on etalonist sõltuv (Maa geoid vs Kuu selenoid, keskmistamisaken), mistõttu esitatakse riba, mitte ühtegi sertifitseeritud arvu (scenarios/lunar-time-offset.toml).

Vt scenarios/, kus on iga liigi kohta vähemalt üks läbitöötatud näide (92 liiki, 193 stsenaariumifaili (.toml) + 1 komplekti manifest — mitmel liigil on rohkem kui üks näide). Mitte igal liigil pole selle järgi nimetatud faili: lunar-integrity → scenarios/lunanet-araim.toml ja gravity-map → scenarios/gps-denied-gravity-nav.toml on kaks mitmest sellisest. Käivitatavate liikide loendi saab igal ajal käsuga cargo run -- --validate <file> vigade kaudu, Pythoni list_kinds() või MCP tööriistaga list_scenario_kinds.

Väljund#

Tulemusartefakt on versioonitud, isekirjeldav JSON: sammu kaupa ajarida, hinnatud kvaliteedinäitajad, aktiivsed mudelispetsifikatsioonid (koos päritoluga), algväärtus, stsenaariumi räsi — et mis tahes diagrammi saaks failist reprodutseerida — ja iga kella kohta adev_curve ([{tau_s, adev, n_samples, noise, edf, ci_lo, ci_hi}]): kattuv Alani hälve üle oktaavvahega keskmistamisaegade — standardne viis kella stabiilsust lugeda — nüüd koos müratüübispetsiifilise 95% usaldusribaga punkti kohta (kirje astmeseaduse tüüp tuvastatakse selle modifitseeritud Alani kaldest ja χ² intervall kasutab sobivat NIST SP 1065 efektiivset vabadusastet). Brauseri mänguväljak renderdab selle log-log diagrammina „Clock stability (ADEV)“. (MDEV, TDEV ja HDEV on saadaval teegi hindajatena; eksporditud tulemuskõver on kattuv ADEV.) Iga väli koos ühikute ja allikaviitega on dokumenteeritud failis docs/SCHEMA.md.

Iga diagramm on isekirjeldav. Brauseri mänguväljak, CLI *.chart.svg eksport ja HTML (HyperText Markup Language) tulemuskaart templivad kõik iga diagrammipildi jalusega, mis kõlab Kshana v<version> · scenario <hash> · kshana.dev. scenario <hash> on käivituse stsenaariumi räsi esimesed 12 kuueteistkümnendmärki — SHA-256 (256-bitine Secure Hash Algorithm) räsi kanoonilise stsenaariumi definitsiooni (algväärtus, läved, mudeli parameetrid, GNSS-i aknad, …) üle; terviklikkuse ja Kuu aruanded, millel oma räsi pole, kasutavad varuks stsenaariumi lähteteksti SHA-256-t. See on sama sõrmejälg, mis on näidatud üherealises kokkuvõttes ja tulemuse JSON-is, nii et salvestatud või kleebitud diagramm kannab alati oma versiooni, täpset stsenaariumi, mis selle tekitas (bitthaaval reprodutseerimiseks), ja allikat — muuda mis tahes sisendit ja räsi muutub.

Kvaliteedinäitajad järgivad standardseid operatiivseid PNT kvaliteedinäitajaid:

Need terminid on uued? Igaüks on lihtsas keeles defineeritud sõnastikus.

Hoidla struktuur#

kshana/
├── src/                                       # the kshana core crate (library + CLI)
│   ├── api.rs · main.rs · lib.rs              # typed dispatch (92 kinds) + CLI + crate root
│   ├── python.rs · wasm.rs                    # optional PyO3 / wasm-bindgen bindings
│   ├── types.rs · scenario.rs · allan.rs      # shared core (time grid, GNSS timeline, Allan)
│   │
│   ├── models.rs · estimator.rs · kalman.rs   # Pack 1 — clock holdover + integrity
│   ├── security.rs · detection.rs · spoof.rs · spoof_monitors.rs  # spoof detection
│   ├── filter_health.rs · fom.rs · fom_label.rs · report.rs · chart.rs · run.rs  # health · FoM scoring + labelling · output
│   ├── suite.rs · study.rs                     # scenario suites + aggregated multi-scenario study artifacts (`--study`)
│   ├── inertial/                              # Pack 2 — strapdown INS (attitude · mechanization · imu_errors · quantum_imu)
│   ├── timetransfer.rs · timetransfer_adv.rs · timegeo.rs  # Pack 3 — TWSTFT/CV/PPP/optical, Sagnac
│   ├── hybrid.rs · ensemble.rs · sweep.rs     # Pack 4 — fused PNT, Monte-Carlo, trade sweeps
│   │
│   ├── timescales.rs · jd2.rs · ephem.rs      # time systems, two-part JD, Sun/Moon ephemeris
│   ├── precession.rs · nutation.rs · cio.rs   # IAU 2006/2000A precession-nutation + CIO GCRS↔ITRS
│   ├── frames.rs · *_data.rs                  # TEME↔ECEF + generated nutation/CIO/EGM2008/IGRF tables
│   │
│   ├── orbit.rs · sgp4.rs · tle.rs · walker.rs   # geometry, SGP4/SDP4, TLE, Walker design
│   ├── propagator.rs · forces.rs · gravity_sh.rs · integrator.rs  # Cowell + perturbations (EGM2008 d/o70, GR) + RK4/DOPRI
│   ├── maneuver.rs · batch_ls.rs · orbit_determination.rs  # burns/Lambert/porkchop, Gauss-Newton, OD
│   ├── cr3bp.rs · lunar.rs · lunar_frame.rs · lunar_od.rs  # Earth–Moon CR3BP + halo/NRHO STM corrector, cislunar/LunaNet ARAIM, MCI↔MCMF, lunar OD
│   ├── lunar_time.rs · lunar_vlbi.rs · lunar_combination.rs · lunar_frame_realise.rs · lunar_service.rs · lunar_dpnt.rs · lunar_interop.rs  # tiers per piece in the matrix lunar PNT suite — LTC time · geodetic VLBI · joint OD+clock · frame realisation · Moonlight service-volume · differential PNT · LunaNet/IOAG interop export
│   ├── body.rs · mars_frame.rs · ephem_provider.rs · radiometric.rs · ccsds_tdm.rs  # deep-space: multi-body · Mars frame · ephemeris seam · radiometric obs + CCSDS-TDM
│   ├── deepspace_od.rs · clock_state.rs · mars_atmos.rs · mars_pnt.rs · linkbudget.rs · gse_sim.rs  # SRIF OD · onboard clock · Mars drag · relay-PNT · link budget · GSE sim
│   │
│   ├── fusion/                                # GNSS/INS — EKF · UKF · tightly_coupled(17) · coupled · closed_loop
│   ├── raim.rs · sbas.rs                      # RAIM/ARAIM HPL/VPL, SBAS DO-229E PLs + L1/L5 iono-free
│   ├── gnss_sim.rs · ionex.rs · pvt.rs · jamming.rs  # measurement domain · ionosphere maps · single-point positioning · jamming
│   ├── navsignal.rs                            # nav-signal PSD (BPSK-R/BOC) · spectral-separation → anti-jam Q · DLL code-tracking jitter · multipath envelope
│   ├── gravimeter.rs · igrf.rs · mapmatch.rs · particle_filter.rs · altpnt/  # gravity/magnetic/terrain alt-PNT
│   ├── rinex.rs · rinex_obs.rs · glonass.rs · sp3.rs · oem.rs · omm.rs · permalink.rs  # interop formats
│   ├── launch.rs · reentry.rs · eo_payload.rs · attitude_budget.rs · passes.rs · space_packet.rs  # mission-analysis budgets + CCSDS Space Packet
│   ├── space_weather.rs · holdover.rs · tpl.rs   # space-weather environment · GNSS-denied clock-holdover calculator · conditional Timing Protection Level (under spoofing)
│   ├── resilience/                              # framework-aligned PNT-resilience scoring + decision-instability study (RPCF · Dirichlet · Kendall-τ · diversity collapse · assurance report)
│   ├── impairment_eval.rs · impairment_study.rs · impairment_ml.rs · eval_stats.rs  # Machine-learning RF-impairment eval testbed · optimism-gap study · LR/MLP detectors · bootstrap/DeLong/Spearman stats
│   ├── sdr.rs · realdata/                       # software-defined-receiver front end (IQ/IF → E/P/L taps → SQM) + real-data ingest adapters (RINEX · UBX · GnssLogger · JammerTest · Yunnan · SatGrid)
│   ├── crossover.rs · quantum_trade.rs · frugal.rs · integrity_impact.rs  # quantum-vs-classical crossover map · PNT trade · cost-per-coverage ROI · integrity impact
│   ├── quantum_devices.rs · quantum_faults.rs · quantum_nav_od.rs · qtrade.rs · timetransfer_chain.rs · representativeness.rs  # Quantum-Enabled PNT demonstrator — device error models · fault catalogue · GNSS-free quantum OD · unified trade harness · quantum time-transfer chain · representativeness / gaps-to-flight ledger
│   ├── interchange.rs · verification.rs          # KIF artifact envelope · machine-checked verification matrix
│   └── bin/crossover_study.rs · bin/validation_report.rs  # crossover-study artifact generator · release validation-summary HTML
│
├── mcp/kshana-mcp/        # standalone, workspace-EXCLUDED crate — the MCP server (+ Dockerfile, server.json)
├── ide/jetbrains/         # standalone Kotlin/Gradle IntelliJ-Platform plugin
├── xval/                  # standalone, workspace-EXCLUDED external cross-checks: anise-{frames,lunar-od,mars-od,service-geometry} (Rust ANISE/SPICE DE440) + orekit-passes (Java Orekit)
│
├── examples/            # reproducible study generators: tpl_jammertest · resilience_report · optimism_study + real-data probes (jammertest_probe · yunnan_probe · satgrid_probe · texbat_probe · ingest_realdata)
├── paper-artifacts/     # byte-deterministic study artifacts, regenerable from examples/ (optimism-study.json · resilience-study.json); raw datasets stay out
├── scenarios/            # one cited .toml per kind + geometry-driven + GPS-denied
├── scripts/              # reproducibility + repo-hygiene + SBOM guards
├── docs/                 # CONCEPTS, ARCHITECTURE, CAPABILITY, VALIDATION, PROVENANCE, GLOSSARY, …
├── web/                  # the WebAssembly playground + kshana.dev site
├── tools/                # table generators (EGM2008 · IGRF · nutation · CIO) + fetch_tles.sh
├── .github/workflows/    # ci · release · publish · wheels · pages · mcp-publish · jetbrains-plugin · frame-xval
├── pyproject.toml        # Python packaging (maturin)
├── CHANGELOG.md          # Keep a Changelog + SemVer
└── CITATION.cff · ROADMAP.md · CONTRIBUTING.md · SECURITY.md

FAQ#

Kas selle kasutamiseks on vaja kvantfüüsikat mõista? Ei. Kui käsurida tööle saab, saab Kshana tööle. Alusta lihtsa keele sissejuhatusest; terminid leiab sõnastikust.

Kas see on kvantriistvara kavand või lennutarkvara? Ei. See on tulemuslikkuse simulaator. Kvantriistvara täpsus tuleb avaldatud veamudelitest, mitte sellest tööriistast. Vt Mis see on ja mis mitte.

Kas kvanttulemused on realistlikud või turundus? Iga parameeter on viidatud andmelehele või artiklile, iga mudel on valideeritud õpikuseose vastu ning küpsus on ausalt märgitud failis VALIDATION.md — sealhulgas see, et ükski strontsiumi optiline kell pole lennanud. Mootor on neutraalne: kvant ja klassikaline on sama kood erinevate avaldatud arvudega.

Kas kahe käivituse kokkulangevusse saab usaldada? Jah — käivitused on deterministlikud: scenario + seed + engine version → bit-identical output, jõustatud skriptiga scripts/check-reproducible.sh.

Kas seda saab kasutada Pythonist või brauseris? Jah — vt Install: Pythoni ja WebAssembly näited on selle all. Mõlemad kutsuvad sama mootorit.

Kuidas modelleerida oma andurit? Kirjuta stsenaarium .toml anduri avaldatud arvudega väljadesse provenance. Vt Scenario format ja näiteid kataloogis scenarios/.

Kas see on kommertskasutuseks tasuta? Jah — AGPL-3.0 all, sealhulgas kommertskeskkonnas, kui järgitakse AGPL-i copyleft-nõuet (eelkõige: kui Kshanat muudetakse ja pakutakse võrgu kaudu, tuleb neile kasutajatele pakkuda muudetud lähtekoodi). Kui see ei sobi — nt Kshana põimimiseks omandiõigusega tootesse või suletud võrguteenuse käitamiseks —, on Ashforde® OÜ-lt saadaval kommertslitsents; vt LICENSING.md ja Support.

Tõrkeotsing#

cargo build ebaõnnestub vanal tööriistaahelal. Kshana vajab Rusti ≥ 1,88. Uuenda käsuga rustup update.

Pythoni laienduse ehitamine ei suuda macOS-is linkida (Undefined symbols … _Py…). Pythoni laiendus lahendab oma sümbolid laadimise ajal. maturin seab õige linkeri lipu automaatselt — kasuta maturin develop --features python mitte paljast cargo build.

Pythoni ehitus kurdab, et interpretaator on uuem, kui PyO3 teab. Sea PYO3_USE_ABI3_FORWARD_COMPATIBILITY=1 (abi3 wheelid on CPythoni versioonide vahel edasiühilduvad).

WebAssembly ehitus ei leia sihtmärki. Paigalda see üks kord käsuga rustup target add wasm32-unknown-unknown, seejärel wasm-pack build --target web -- --features wasm.

Kuhu mu väljund läks? Iga käivitus kirjutab <scenario>.result.json, <scenario>.chart.svg, <scenario>.report.html ja <scenario>.report.json sisendi .toml kõrvale ning ka <scenario>.table.csv neile liikidele, mis avaldavad tabeli. Need kõik on kujunduse poolest git-ignoreeritud.

Versioonimine ja väljalasked#

Kshana järgib semantilist versioonimist. Kuni 1.0-ni võib avalik stsenaariumi/tulemuse skeem endiselt muutuda; lõhkuvad muudatused on selgelt välja toodud failis CHANGELOG.md. Iga tulemus on reprodutseeritav failist scenario + seed + engine version.

Iga vX.Y.Z silt avaldab kõik kanalid automaatselt, ühes järjekorras — täielik testikomplekt käivitatakse esmalt sildistatud kommitil, midagi ei avaldata enne selle läbimist ning seejärel kontrollib torujuhe, et iga register tõesti serveerib uut versiooni (docs/RELEASING.md). Kanalid:

MCP serveri kasti / kujutise / registri versioon järgib mootorit (see komplekteerib teegi); JetBrainsi pistikprogramm versioneeritakse sõltumatult (see kutsub paigaldatud kshana binaarfaili).

Teekaart#

Faasidega teekaarti vt ROADMAP.md, väljalaskeajalugu CHANGELOG.md ja võimekuse kaupa teekaarti docs/CAPABILITY.md. Prioriteetide järjekord on: esmalt ajastuse ja holdoveri tõendid kriitilise taristu jaoks (telekommunikatsiooni maskid, pikem holdover vananemise ja flicker-müraga, mõõdetud kellaandmete sissetoomine); teiseks neutraalne kvant-vs-klassikaline kompromissimeetod (tulemused märgitud MODELLED, kuni partneri mõõdetud andmed need edutavad); ning Kuu / tsislunaarne ja kaugkosmose navigatsioon hoitakse alles, mitte ei laiendata juhtivana. ITRF-täpne tugisüsteemi redutseerimine on nüüd tarnitud — täielik CIO-põhine IAU 2006/2000A GCRS↔ITRS ahel (poolusliikumine + sekundi murdosa nutatsioon), valideeritud bitthaaval SOFA/ERFA vastu ja sõltumatult ristkontrollitud ANISE (puhas Rusti SPICE) vastu ≤ 3,6 m GNSS-i orbiidil. Lähiajal on tihedalt seotud kandelaine faasi liitmine ning lõdvalt/tihedalt seotud GNSS/INS navigaatori tõstmine rohkematesse pakettidesse; kaugkosmose / Marsi radiomeetrilise navigatsiooni mootor jõudis versiooni v0.17.0 (simulatsiooniga valideeritud). Kvantfüüsika kiht on P2 punkt: CAI kiirendusmõõtur on nüüd simuleeritud esimestest printsiipidest (Mach–Zehnderi faas, projektsioonimüra, kontrasti vähenemine, vibratsioonisidestus), samal ajal kui kella/aja edastamise andureid juhivad endiselt avaldatud Alani/müra-eelarve koefitsiendid. GMST-põhine TEME↔ECEF, IERS-i liikumissekundi ajasüsteemid (UTC/TAI/TT/UT1), SGP4/SDP4 orbiidi levitamine (v0.7.0, valideeritud AIAA 2006-6753 vektorite vastu) ja käivitatav gnss-ins liitmispakett on kõik tarnitud ning inertsiaalne kiirus on allavoolu avatud. Aktiivne stohhastiline aja spuufimise detektor (Neyman–Pearsoni / χ²₁ energia test Monte Carlo P_fa/P_md ja Turvalisuse kvaliteedinäitajaga 1−P_md), sidelingi eelarvega segamismudel (J/S → efektiivne C/N₀ → lukukaotus), mitme konstellatsiooni kättesaadavus, ühetelje (1-DOF) IMU veaeelarve, kaks sõltumatut (kell + asukoht) Kalmani hindajat, mis esitatakse kombineeritud kvaliteedinäitajana, päris konstellatsiooni geomeetria TLE-dest, HTML tulemuskaardi aruanne, geomeetriast tuletatud GNSS-i kättesaadavus ja täpsuse halvenemise tegur ekstsentrilisusega ja J2 triiviga Kepleri orbiitidelt, Monte Carlo usaldusribad, kompromissiuuringu parameetripühkimised, brauserisisene WebAssembly mänguväljak ning valikulised Pythoni (PyO3) ja WebAssembly (wasm-bindgen) sidumised on jõudnud haru main.

Panustamine#

Vt CONTRIBUTING.md. Lühidalt: testid läbivad (cargo test), kaks kaitseskripti läbivad, Conventional Commits ja CHANGELOG.md [Unreleased] kirje iga kasutajale nähtava muudatuse kohta. Osalemist reguleerib meie käitumisjuhend. Turvaprobleemist teatamiseks vt turvapoliitikat — haavatavuste jaoks palun mitte avada avalikku teemat.

Dokumentatsioon#

Põhiviited#

Valideerimise etalonid ja standardid — välised autoriteedid, millele Kshana kontrollid on ankurdatud:

• Vallado, Crawford, Hujsak ja Kelso — Revisiting Spacetrack Report #3 (AIAA 2006-6753; testandmed): SGP4/SDP4 kontrollkomplekt, millele Kshana vastab 4,12 mm täpsusega, ja töönäited tugisüsteemidest, mille vastu TEME→ITRF ahelat kontrollitakse.
• IAU SOFA / ERFA — etalonaja ja tugisüsteemi rutiinid, mille vastu IAU 2000A nutatsiooni ja CIO GCRS↔ITRS redutseerimist valideeritakse bitthaaval.
• Petit ja Luzum (toim) — IERS Conventions (2010), IERS TN (Technical Note) 36 (Maa orientatsiooni, poolusliikumise ja tugisüsteemi standardid).
• Riley — Handbook of Frequency Stability Analysis, NIST SP 1065 (Alani hälbe seosed ja NBS14 etalonrida; NBS = endine USA riiklik standardibüroo).
• Pedregosa jt — scikit-learn: Machine Learning in Python, JMLR 12 (2011): etalon ROC/AUC, segimaatriksi ja täpsuse/saagise/F1 teostused, millele RF-häirete hindamise katsestend täpselt vastab (tests/eval_metrics_reference.rs).
• Virtanen jt — SciPy 1,0, Nature Methods 17 (2020): optimize.nnls, stats.chi2 ja linalg.expm — etalonrutiinid, mille vastu kvantkompromissi mõõdetud ADEV NNLS sobitust, χ² kooskõlaribasid ja van-Loani kella protsessimüra kovariatsiooni valideeritakse (tests/scipy_reference.rs).
• Knowles, Kanhere, Neamati ja Gao — gnss_lib_py, SoftwareX 27 (2024): kasutatud nii avatud varasema tehnikana (vt allpool Comparison & open prior art) kui ka sõltumatu DOP etalonina, millele GDOP/PDOP/HDOP/VDOP/TDOP arvutus vastab 1e-6 täpsusega (tests/dop_reference.rs).
• Montenbruck ja Gill — Satellite Orbits: Models, Methods and Applications (Springer): jõumudelid agentuuride täppisefemeriididele sobitatud jõumudeli sobituse taga.
• Howell — Three-dimensional, periodic, halo orbits, Celestial Mechanics 32(1) (1984), doi:10.1007/BF01358403; Zimovan-Spreen, Howell ja Davis — Near rectilinear halo orbits and nearby higher-period dynamical structures, Astrodynamics 6 (2022), doi:10.1007/s42064-021-0125-x (halo/NRHO perekonnad, mida CR3BP diferentsiaalparandaja reprodutseerib).

Seadme- ja meetodifüüsika — viidatud allikad andurimudelite taga:

• Origlia, Schiller, Bongs jt — arXiv:1503,08457 (strontsiumi optiline võre-kell, kosmosele suunatud eesmärk).
• Oelker jt, Nature Photonics (2019) — doi:10.1038/s41566-019-0493-4 (laboratoorne Sr kell, 4,8×10⁻¹⁷).
• Templier jt, Science Advances (2022) — arXiv:2209,13209 (hübriidse kvantkiirendusmõõturi kolmik).
• Groves, Principles of GNSS, Inertial, and Multisensor Integrated Navigation — IEEE AESS (Aerospace and Electronic Systems Society) õpetus (University College London Discovery hoidla) (asukoha hindamise veakasv liikumisandmetest).
• Giorgetta jt, Nature Photonics 7, 434 (2013) — arXiv:1211,4902; Deschênes jt, Phys. Rev. X 6, 021016 (2016) — APS (American Physical Society) (optiline kahesuunaline aja-sageduse edastamine; optiline satelliitidevaheline link modelleerib oma mittevastastikkuse eelarve nende järgi).
• Betz — Binary Offset Carrier Modulations for Radionavigation, NAVIGATION 48(4) (2001), doi:10.1002/j.2161-4296.2001.tb00247.x (BOC modulatsiooni ja spektraalse eraldumise teooria faili src/navsignal.rs taga).
• Kaplan ja Hegarty (toim) — Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications (3. trükk, Artech House, 2017): segamisvastane efektiivse C/N₀ võrrand ja early–late DLL koodijälgimise termilise müra värin, mida navigatsioonisignaali ja segamise mudelid kasutavad.

Võrdlus ja avatud varasem tehnika — tööriistad ja ülevaated, mille suhtes Kshana on positsioneeritud:

• Humphreys jt — TEXBAT (Texas Spoofing Test Battery; ION — Institute of Navigation — GNSS 2012): spuufimise testipatarei parameetrid, mille vastu mitmekihilist detektorit iseloomustatakse.
• González jt — NaveGo (2017): avatud, valideeritud inertsiaalnavigatsiooni veaprofiilid, mida kasutatakse klassikalise lähtetasemena.
• Iiyama, Casadesús Vila ja Gao — LuPNT (ION GNSS+ 2023, Stanford NavLab): avatud Kuu PNT simulaator.
• Knowles, Kanhere, Neamati ja Gao — gnss_lib_py, SoftwareX 27 (2024), doi:10.1016/j.softx.2024.101811: avatud GNSS-i andmeanalüüs.
• Li, Zaminpardaz, Kealy ja Greentree — Quantum sensors for enhanced positioning and navigation: a comprehensive review, GPS Solutions 30(1):62 (2026), doi:10.1007/s10291-026-02030-y.
• Bertone jt — Earth and Space Science 8(6) (2021), doi:10.1029/2020EA001454: GRAIL redutseeritud dünaamika OD, empiirilise kiirenduse põhi, mida LRO sobitus reprodutseerib.