Masintõlge, mida emakeelne kõneleja pole üle vaadanud. Võrdlusallikaks on ingliskeelne versioon.

OrbiididMuuda GitHubisAllikas: docs/SSV.md

GNSS väljaspool konstellatsiooni: liik gnss-ssv

Ainult nõuandev. Modelleeritud tulemused esitatud sisenditest ja simuleeritud tegelikkusest; mitte sertifikaat, lennukõlbulik näitaja ega teenusemahu väide ühegi süsteemi kohta. Kshana ei edasta midagi.

Liik gnss-ssv vastab: kui palju GNSS signaale saab kasutada kosmoselaev, mis asub GNSS orbiitide kohal, ümber või kaugel nendest väljas, kui tugevad need on, kui hea on geomeetria ja mida saab pardafilter nendega teha? Sellel on kolm režiimi, mille valib see, millise tabeli stsenaarium sisaldab: [shell], [trajectory] või [navigation] (valikulise [formation]-ga).

Olek: MODELLED. Kättesaadavuse pühkimisi võrreldakse ICG Space Service Volume brošüüriga eelregistreerimise all; vt mida võrdlus näitab, enne kui toetuda ühelegi arvule.

Avalikud allikad#

  • The Interoperable Global Navigation Satellite Systems Space Service Volume, United Nations Office for Outer Space Affairs, ST/SPACE/75 (1 november 2018), koostanud International Committee on GNSS (ICG), Working Group B: meetod (lisa B), iga konstellatsiooni orbiidielemendid (lisa C), saatmise kiirgusnurgad ja võimsused (tabelid B2, B6, B8, 4,2), kasutaja antennid (tabel B10) ja avaldatud kättesaadavuse tabelid. See on ise simulatsioon. Toob alla xval/gnss-ssv/fetch.sh (kinnitatud SHA-256), kunagi ei kaasata hoidlasse.
  • U.S. Coast Guard Navigation Center, GPS Block IIR ja IIR-M antennipaneeli mustrid (Marquis, 2014): mõõdetud L1 paneelimustrid, mida kasutatakse ainult parameetrilise asendaja hindamiseks (lävi S7). Toodud alla, kunagi ei kaasata hoidlasse, mustriandmeid ei kirjutata sisse.
  • Mudeli konstandid (gravitatsioon, Maa pöörlemine, vabaruumi kadu, müra tihedus) on standardsed; Gallagheri plasmasfääri tiheduse seadus, Chapmani kiht ja raadiorefraktsiooni profiil on avaldatud kujud, mida kasutatakse esitatud lihtsate parameetritega (vt src/ssv/limb.rs).

Kesta režiim: brošüüri globaalne mõõdik#

[shell] paneb kasutaja sfäärile (vaikimisi 36 000 km kõrgus nadiiri poole suunatud poolsfäärilise antenniga, ülemine SSV; või 8 000 km omnidirektsionaalse antenniga, alumine SSV) 2,562-punktilisele ikosfäärivõrgule ja loendab 14 päeva jooksul 1-minutiliste sammudega (kasutaja, epohh) paaride osa vähemalt ühe ja vähemalt nelja signaaliga, konstellatsiooni ja kombineeritult, ning halvima kasutaja pikima katkestuse. Pühkimine kasutab suletud kujuga nähtavusvahemikku kesknurgas (kiirekoonus, Maa blokeering 6378 km sfääri pluss 50 km, kasutaja poolsfäär ja raadiokauguse piir) ja töötab väljalaske-ehituses sekunditega; omaduspõhine test kontrollib seda üldise geomeetrilise predikaadi vastu.

Signaali kättesaadavus kasutajale 36000 km kõrgusel olevas sfääris poolkerakujulise antenniga, mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-shell.toml (vähendatud käitus: 162 kasutajat, 3 päeva, 10 min sammud), 20 dB-Hz läve juures. Iga konstellatsiooni ja riba kohta kaks tulpa: (kasutaja, epohh) paaride osa vähemalt ühe ja vähemalt nelja signaaliga. Kombineeritult, L1: 99,4 % vähemalt üks, 73,2 % vähemalt neli, pikim katkestus alla nelja signaali 160 min. Kombineeritult, L5: 100,0 % vähemalt üks, 99,9 % vähemalt neli, pikim katkestus alla nelja signaali 20 min. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Vähendatud suurus ei ole brošüüri võrdlus. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.Signaali kättesaadavus kasutajale 36000 km kõrgusel olevas sfääris poolkerakujulise antenniga, mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-shell.toml (vähendatud käitus: 162 kasutajat, 3 päeva, 10 min sammud), 20 dB-Hz läve juures. Iga konstellatsiooni ja riba kohta kaks tulpa: (kasutaja, epohh) paaride osa vähemalt ühe ja vähemalt nelja signaaliga. Kombineeritult, L1: 99,4 % vähemalt üks, 73,2 % vähemalt neli, pikim katkestus alla nelja signaali 160 min. Kombineeritult, L5: 100,0 % vähemalt üks, 99,9 % vähemalt neli, pikim katkestus alla nelja signaali 20 min. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Vähendatud suurus ei ole brošüüri võrdlus. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.

Trajektoorirežiim: piki orbiiti#

[trajectory] lennutab kasutajat Kepleri orbiidil (eelseade: leo, meo, geo, heo (brošüüri tabel 5,10) või lunar-transfer, või elemendid) ja raporteerib ala ja konstellatsiooni kaupa ühe ja nelja signaali kättesaadavuse, katkestuste kestused, nähtavad signaalid, parima C/N0, täpsuse halvenemise teguri (mediaan, 95. protsentiil, halvim), peasagara ja külgsagarate kaudu vastu võetud lingid ning valikulise ajarea ja CSV.

  • Saatmismuster ([transmit] pattern): booklet (konstantne võimsus etalonkõrvalnurga sees), parametric (sildistatud asendaja: 3 dB kraadi kohta etalonnurgast kaugemal kuni põhjani 25 dB peasagarast allpool; mitte ühegi süsteemi mõõdetud muster) või table (antud mõõdetud muster: pattern_csv või sisemine pattern_text; Block IIR/IIR-M paneelimustreid saab eraldada käsuga xval/gnss-ssv/extract_patterns.py).
  • Vastuvõtuantennid: omni, poolsfäär või brošüüri tabeli B10 suure võimendusega ja plaasterantennid, nadiir või zeniit; iga link kasutab suurema võimendusega antenni.
  • Limbikiire keskkond ([atmosphere]): Chapmani ionosfäär, plasmasfäär (Gallagheri 1988 kuju, plasmapaus L = 4,5, kitsenev alla 1 500 km) ja neutraalne atmosfäär (kõverdumine umbes 1,33 kraadi pinnal, hapniku neeldumine, defokuseerimine) integreeritud piki sirget kiirt. Raporteerib kaldus TEC, plasmasfääri osa, liigviivituse, puutujakõrguse ja libisemise tõttu kaotatud lingid. Sirge kiire integreerimine: kõverdumist raporteeritakse, mitte ei iteratsioonita.
  • Nõrga signaali vastuvõtja ([receiver] weak_signal): koherentne ja mittekoherentne integreerimine, andmebiti piir, abistus- ja pilootkanalid, Doppleri otsing; hankelävi esitatud tuvastamise ja valehäire tõenäosuste juures ning kandja ja koodi jälgimislävi asendavad fikseeritud C/N0 läve (10 kuni 25 dB-Hz vahemik). Taaskasutab mootori hanke- ja jälgimissilmuse mudeleid.
Signaalid piki ühte kõrget Maa orbiiti (perigee 497 km, apogee 58622 km, periood 18,8 h), mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-heo.toml, riba L1. Ülal: parim kandja ja müra tihedus nähtavate signaalide seas 20 dB-Hz läve vastu. Keskel: nähtavate signaalide arv kõigist konstellatsioonidest, 4-st 55-ni piki valimipunkte. Vastuvõetud linkidest 2252 tuli peasagara kaudu ja 696 külgsagarate kaudu, kasutades märgistatud parameetrilist asendusmustrit, mitte ühegi süsteemi mõõdetud mustrit. Mediaan PDOP 67, 95. protsentiil 358. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.Signaalid piki ühte kõrget Maa orbiiti (perigee 497 km, apogee 58622 km, periood 18,8 h), mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-heo.toml, riba L1. Ülal: parim kandja ja müra tihedus nähtavate signaalide seas 20 dB-Hz läve vastu. Keskel: nähtavate signaalide arv kõigist konstellatsioonidest, 4-st 55-ni piki valimipunkte. Vastuvõetud linkidest 2252 tuli peasagara kaudu ja 696 külgsagarate kaudu, kasutades märgistatud parameetrilist asendusmustrit, mitte ühegi süsteemi mõõdetud mustrit. Mediaan PDOP 67, 95. protsentiil 358. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.

[navigation] lennutab kõrgorbiidi- või Kuu-ülekandelaeva ja käivitab üheksa olekuga laiendatud Kalmani filtri (asukoht, kiirus, vastuvõtja kella nihe ja triiv, päikesekiirgusrõhu skaala) pseudovahemaadel. Tegelikkus integreeritakse punktmassi gravitatsiooniga, J2, Päikese ja Kuu kolmanda keha ning kiirgusrõhuga silindrilise Maa varjuga; filter modelleerib gravitatsiooni, J2 ja kolmandaid kehasid ning hindab kiirgusrõhku. Pseudovahemaad tulevad samast lingi geomeetriast ja C/N0 lävest nagu pühkimised; nende müra kasvab C/N0 langedes; keskkonna liigviivitus (väljaga [atmosphere]) lisatakse ja filter seda ei modelleeri. Aruanne eraldab käivituse osa GNSS orbiitide sees (alla 20 000 km kõrguse) osast, mis on kõrgemal, annab pikima mõõtmiseta tühimiku ja keskmise normaliseeritud hindamisvea ruudu (umbes 3 kooskõlalise positsiooniploki korral). Päike ja Kuu on madala täpsusega ringikujulised asendajad.

Pardal olev üheksa olekuga filter ülekandel madalalt orbiidilt Kuu poole, mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-nav-lunar.toml (289 epohhi, 13 joonistatud punkti). Logaritmteljel tõene asukohaviga ja filtri enda ühe sigma piir ajas alates algusest. GNSS-i orbiitide sees on asukoha ruutkeskmine 1,4 m; nende kohal 90 m, lõppvea 184 m juures 193 330 km kõrgusel 1 mõõtmisega. Keskmine normaliseeritud hinnangu vea ruut kogu käitusel on 4,4 (kooskõlalise asukohaploki puhul umbes 3). Tõde ja filter jagavad oma Päikese ja Kuu asendusi. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.Pardal olev üheksa olekuga filter ülekandel madalalt orbiidilt Kuu poole, mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-nav-lunar.toml (289 epohhi, 13 joonistatud punkti). Logaritmteljel tõene asukohaviga ja filtri enda ühe sigma piir ajas alates algusest. GNSS-i orbiitide sees on asukoha ruutkeskmine 1,4 m; nende kohal 90 m, lõppvea 184 m juures 193 330 km kõrgusel 1 mõõtmisega. Keskmine normaliseeritud hinnangu vea ruut kogu käitusel on 4,4 (kooskõlalise asukohaploki puhul umbes 3). Tõde ja filter jagavad oma Päikese ja Kuu asendusi. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.

Formatsioonirežiim: suhteline navigatsioon#

[formation] (vajab [navigation] peasatelliidi jaoks) lisab tõelises anomaaliates nihutatud asetäitjad. Iga laev käivitab absoluutfiltri; asetäitja asukoht peasatelliidi suhtes hinnatakse sõltumatute absoluuthinnangute lahutamisega ja suhtelise filtriga signaalide ühekordselt diferentseeritud pseudovahemaadel, mida mõlemad laevad jälgivad. Aruanne annab mõlemad, baasjoone ja ühiselt jälgitud signaalide arvu.

2 abisatelliidi suhteline navigatsioon ülemsatelliidi ümber kõrgel orbiidil, mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-formation-heo.toml (401 epohhi). Iga abisatelliidi kohta kaks tulpa: suhteline asukoha ruutkeskmine kahe sõltumatu absoluuthinnangu lahutamisest ja suhtelisest filtrist ühekordselt diferentseeritud pseudovahemaadel. Baasjoon 0,8 km: 5,1 m ja 1,2 m. Baasjoon 2,0 km: 4,1 m ja 2,1 m. Absoluutfilter ei ole siin kooskõlaline: keskmine normaliseeritud hinnangu vea ruut 187 vastu umbes 3 kooskõlalise filtri puhul, seega on selle esitatud määramatus palju liiga väike. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.2 abisatelliidi suhteline navigatsioon ülemsatelliidi ümber kõrgel orbiidil, mootori v0.40.0 tegelikust käitusest stsenaariumil scenarios/gnss-ssv-formation-heo.toml (401 epohhi). Iga abisatelliidi kohta kaks tulpa: suhteline asukoha ruutkeskmine kahe sõltumatu absoluuthinnangu lahutamisest ja suhtelisest filtrist ühekordselt diferentseeritud pseudovahemaadel. Baasjoon 0,8 km: 5,1 m ja 1,2 m. Baasjoon 2,0 km: 4,1 m ja 2,1 m. Absoluutfilter ei ole siin kooskõlaline: keskmine normaliseeritud hinnangu vea ruut 187 vastu umbes 3 kooskõlalise filtri puhul, seega on selle esitatud määramatus palju liiga väike. MODELLED: modelleeritud uuring märgitud sisenditest, mitte mõõtmine ega ühegi süsteemi teenusemahu väide. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.

Mida võrdlus brošüüriga näitab#

Läved eelregistreeriti (xval/gnss-ssv/PREREGISTRATION.md, lisad 1 kuni 5) enne täismõõdus käivitust; tulemused failis xval/gnss-ssv/RESULTS.md, lahtrid failis results-*.json, kinnitatud failiga tests/ssv_booklet_results.rs, möödalaskmised kaasa arvatud.

lävi mis käivitus 1 (eelregistreeritud lugemine) GLONASS-nurga variant (diagnostiline)
S0 minimaalne kiirgusvõimsus, 13 signaali, 0,1 dB piires MET MET
S1 ülemise SSV geomeetria (tabel B4) NOT MET (43 lahtrit 52-st) kõik 52 lahtrit tolerantsi piires
S2 alumine SSV (tabel 5,2) NOT MET (48 52-st) kõik 52
S3 ülemine SSV väärtustega 15/20/25 dB-Hz (tabel B9) NOT MET (122 155-st) 153 155-st
S4 kuus GEO missiooni NOT MET (132 156-st) kõik 156
S5 HEO missioon NOT MET (18 26-st) 21 26-st
S6 Kuu missioon MET NOT MET (23 26-st)
S7 parameetriline muster võrreldes mõõdetud GPS L1 paneelimustritega NOT MET (RMS 6,3 kuni 8,8 dB versus 3 dB) n/a

Brošüür on GLONASS-i etalonkõrvalnurga osas sisemiselt vastuoluline: tabelid B2 ja B6 trükivad 20 ja 28 kraadi, tabel 4,2 trükib 26 ja 34. Käivitus 1 kasutas esimest (seda, mille eelregistreerimine nimetas); peaaegu iga möödalaskmine S1 kuni S5 on GLONASS. Variant, mille kasutamist diagnostikana lubati enne selle käivitamist, kasutab teist ning siis langevad ülemine SSV, alumine SSV ja GEO missioonid lahtri kaupa kokku, katkestused kaasa arvatud. Variant ei asenda käivitust 1. Ükski rida ei ole VALIDATED: brošüür on simulatsioon, otsustusreegel nõuab S0 kuni S3 eelregistreeritud lugemise all ning ülejäänud möödalaskmised (GPS L1 20 dB-Hz juures, HEO Galileo, QZSS ja NavIC, Kuu GLONASS read) on seletamata.

Kosmosekasutaja kättesaadavusmudeli salvestatud võrdlus avaliku Space Service Volume brošüüriga, eelregistreeritud käituse kinnitatud tulemustest (xval/gnss-ssv/results-run1.json, kirjutanud mootori v0.40.0 näide ssv_booklet_check). Läve kaupa tolerantsi piires olevad lahtrid: S0 13 13-st (MET); S1 43 52-st (NOT MET); S2 48 52-st (NOT MET); S3 122 155-st (NOT MET); S4 132 156-st (NOT MET); S5 18 26-st (NOT MET); S6 26 26-st (MET); S7 0 20 paneelimustrist (NOT MET). Eelregistreeritud lugemise järgi on täidetud ainult S0 ja S6. Diagnostiline variant, mis kasutab brošüüri teisi GLONASS-i nurki, viib S1, S2 ja S4 kõigi lahtriteni, kuid ei asenda käitust protokollis. Ükski registri (ledger) rida ei ole VALIDATED. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.Kosmosekasutaja kättesaadavusmudeli salvestatud võrdlus avaliku Space Service Volume brošüüriga, eelregistreeritud käituse kinnitatud tulemustest (xval/gnss-ssv/results-run1.json, kirjutanud mootori v0.40.0 näide ssv_booklet_check). Läve kaupa tolerantsi piires olevad lahtrid: S0 13 13-st (MET); S1 43 52-st (NOT MET); S2 48 52-st (NOT MET); S3 122 155-st (NOT MET); S4 132 156-st (NOT MET); S5 18 26-st (NOT MET); S6 26 26-st (MET); S7 0 20 paneelimustrist (NOT MET). Eelregistreeritud lugemise järgi on täidetud ainult S0 ja S6. Diagnostiline variant, mis kasutab brošüüri teisi GLONASS-i nurki, viib S1, S2 ja S4 kõigi lahtriteni, kuid ei asenda käitust protokollis. Ükski registri (ledger) rida ei ole VALIDATED. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus.

Käivitamine#

kshana scenarios/gnss-ssv-shell.toml            # the upper SSV, reduced size
kshana scenarios/gnss-ssv-heo.toml              # a HEO, parametric sidelobes, limb medium
kshana scenarios/gnss-ssv-lunar-weak.toml       # lunar transfer, weak-signal receiver design
kshana scenarios/gnss-ssv-nav-lunar.toml        # onboard EKF on the way to the Moon
kshana scenarios/gnss-ssv-formation-heo.toml    # formation relative navigation
cargo run --release --example ssv_booklet_check # the full pre-registered comparison (about 12 minutes)

Iga kaasasolev stsenaarium on lõigatud nii, et see käivitub sekunditega; täismõõdus võrdlus on ülaltoodud näide. Sama liik töötab Pythonist (kshana.run), brauserist (WebAssembly), MCP serverist (run_scenario, ainult sisemine tekst: pattern_csv on failiallikas ja lükatakse tagasi, tuleb kasutada pattern_text) ja pistikprogrammidest.

Piirangud#

  • MODELLED: siin ei võrreldud midagi mõõdetud GNSS vastuvõtuga orbiidil. Brošüür on simulatsioon.
  • Kepleri kahekeha orbiidid GNSS konstellatsioonidele ja kasutajale pühkimistes; Kuu ülekanne on kahekeha ellips, mitte levitatud trajektoor.
  • Keskkond on esitatud lihtne mudel sirge kiire integreerimisega; see ei ole kosmoseilma prognoos.
  • Navigatsioonifilter on kavandiuuring: manöövreid, orientatsiooni ega mitmeteelevi ei ole ja tegelikkus jagab filtriga oma Päikese ja Kuu efemeriide.