• Harjoittele hetkeä, kun GNSS sammuu
• Uutta versiossa 0,40, Uutta versiossa 0,39, Uutta versiossa 0,38 ja 0,38 syvällisesti: jammertest-pisteytys, vastaanottimen omat liput, konesyötteet, ajoitus ja holdover, standardipaketit, LunaNet AFS, laboratorion kierros, kshana-bench, observatorio, viejät, optinen, avaruuskäyttäjän navigointi ja Kuun infrastruktuuri
• Kshana Studio ja jokainen Studio-sivu
• Ominaisuudet: alueiden taulukko, jokainen skenaariolaji perheittäin, jokainen komento, jokainen pinta
• Miten ajo toimii, Tehtävät
• Todisteet: kirjanpito (ledger), ominaisuusalueet
• Asennus, Arkkitehtuuri (ja kaaviot), tekoälyavustaja
• Versiot, Tutkimus, Viittaa, Lisenssi
• Viite: käyttö, skenaarioformaatti, tuloste, arkiston rakenne, UKK, vianmääritys, versiointi, tiekartta, osallistuminen, dokumentaatio

Aja mikä tahansa niistä komennolla kshana example <scenario> > s.toml && kshana s.toml: skenaariot ovat l-band-waterfall-jamming, constellation-multi-gnss-coverage, solar-system-tour ja leo-pass-iridium.

Kaikki neljä ovat keksittyä dataa ja ohjeellisia: ne näyttävät ohjelmiston muodon ja käyttäytymisen, eivät sitä, miten mikään vastaanotin tai järjestelmä suoriutuu häiriötä vastaan. Aja ensimmäinen komennolla kshana receiver-trust examples/maritime-trust/session.toml, toinen komennolla kshana route-exposure hakemiston examples/interference-map/ näytteillä, kolmas komennolla kshana nmea-scenario scenarios/training/coastal-drag-off.toml --out drag.nmea (vain koulutuskäyttöön: älä koskaan syötä sitä reaaliaikaisiin navigointilaitteisiin) ja neljäs kuten tiedostossa docs/EVIDENCE-PACKS.md.

Koko yksityiskohtainen kuvaus alue alueelta seuraa; ominaisuuskohtaisen kypsyyskirjanpidon löydät tiedostoista docs/CAPABILITY.md ja docs/VALIDATION.md.

Jokainen ominaisuus on käytettävissä Rust-API:na, ajettavana skenaariona kind tai molempina. Kunkin ominaisuuden kypsyys — validoitu, ajettava tai kirjasto — on seurattuna tiedostossa docs/CAPABILITY.md. Koneellisesti tarkistettu varmennusmatriisi (src/verification.rs) esittää vaatimus → moduuli → testi → oraakkeli → tila -ristiviittauksen, yksikkötestatuilla rehellisyysinvarianteilla, jotka sallivat validoitu-tunnisteen vain siellä, missä sitä tukee riippumaton ulkoinen oraakkeli — ja jotka kirjaavat laitteisto-/PA- (tuotevarmistus) -ominaisuudet, joita Kshana tarkoituksella ei tarjoa.

Tulokset#

Jokainen skenaario vertaa kvanttianturia sen klassiseen vastineeseen ~1,8 h GNSS-katkon läpi. Luvut ovat toistettavissa (scenario + seed + version).

_{Mitä kvanttianturit antavat, kun GNSS on poissa — clock-holdover · siemenluku 42 · piirretty moottorilla 0.40.0, ja jokainen yllä oleva luku tarkistetaan uudelleen nykyistä moottoria vasten jokaisessa rakennuksessa testillä tests/published_figures_still_reproduce.rs · SVG}

Etu on katkosta ja tärinästä riippuvainen, ja selkeä tasapainopiste, jossa klassinen voittaa — esitettynä rehellisesti teknologiavalmiusportaiden yli (optisen kellon luvut ovat maassa tehtävän demonstraattorin tavoitteita; mikään strontiumoptinen kello ei ole lentänyt):

_{Kvantti vs. klassinen kestävyysristeys — kellon holdover TRL-portaat (ylhäällä) · inertiaetukartta tasapainopistekäyrällä (alhaalla). Uudelleentuotettavissa komennolla cargo run --release --bin crossover_study.}

Dead-reckoning-paikkavirhe GNSS-katkon aikana: kvanttianturi (sininen) pysyy tasaisena lähellä määrittelyä; klassinen anturi (punainen) ajautuu kymmenien kilometrien päähän. Kshanan tuottama tiedostosta scenarios/imu-deadreckoning.toml.

Huipentuma osoittaa fuusiotesin: optinen satelliittien välinen ajansiirto pitää jopa klassisen kellon lukittuna ja eristää inertiaanturin klassisen sarjan heikoksi lenkiksi — eli kvantti-inertia ja optinen ajoitus yhdessä.

Kellon holdover GNSS-katkon läpi: optinen kello (sininen) pysyy 20 ns määrittelyn sisällä koko liukuman ajan; sirutason kello (punainen) ylittää sen puolivälissä. Kshanan tuottama tiedostosta scenarios/clock-holdover.toml.

Toinen skenaario, orbit-gnss-challenged.toml, johtaa GNSS-saatavuuden ratageometriasta käsin kirjoitettujen ikkunoiden sijaan: GNSS-kuoren sisällä oleva avaruusalus propagoidaan GPS:n kaltaista Walker-satelliittitähdistöä vasten, ja näkyvien satelliittien määrä (näkölinja, Maan peitto, korkeuskulmamaski) määrää paikannustilan jokaisella askeleella. Vuorokauden aikana käyttäjällä on paikannus vain ~59 % ajasta; kvanttikello pitää 5 ns ajoitusratkaisun jokaisen aukon läpi (saatavuus 1.0), sirutason kello vain ~0.83.

Aikavirhe vuorokauden yli, kun GNSS-saatavuus johdetaan ratageometriasta: näkyvien satelliittien määrä (näkölinja, Maan peitto, korkeuskulmamaski) määrää paikannustilan jokaisella askeleella, joten kellon on liu'uttava jokaisen aukon läpi — optinen kello pitää 5 ns määrittelyn, kun sirutason kello ylittää sen. Kshanan tuottama tiedostosta scenarios/orbit-gnss-challenged.toml.

Satelliittitähdistö voidaan antaa myös todellisina kaksirivielementteinä (TLE). Täysi TLE (rivi 1 + rivi 2) propagoidaan täydellä SGP4/SDP4-mallilla — mukaan lukien ilmakehän vastus sekä syväavaruuden Kuun ja Auringon sekä 12 h / 24 h resonanssitermit, jotka ovat tärkeitä ~12 h GNSS-radoilla — validoituna virallisia AIAA 2006-6753 -vektoreita vasten pahimmassa tapauksessa ≈ 4 mm:iin. scenarios/orbit-sgp4-gps.toml sisältää todellisen Celestrakin gps-ops-otoksen operatiivisesta GPS-satelliittitähdistöstä (2021-07-28, 30 satelliittia) ja vaatii kelvolliset TLE-tarkistussummat — kaksirivielementit ovat avointa dataa Yhdysvaltain avaruusvoimien / 18th Space Defense Squadronin luettelosta, jota Celestrak jakaa edelleen (Dr T. S. Kelso, celestrak.org); päivitä komennolla scripts/fetch_tles.sh. Pelkän rivin 2 lohko säilyttää analyyttisen kaksikappalepropagoinnin (scenarios/orbit-real-tle.toml); molempia muotoja voi sekoittaa yhdessä satelliittitähdistössä. Satelliittitähdistön voi yhtä hyvin rakentaa RINEX-3 GPS:n lähetetyn efemeridin tietueiden lohkosta — muoto, jonka vastaanotin dekoodaa — propagoituna IS-GPS-200:n käyttäjäalgoritmilla ja syötettynä saman geometrian läpi (scenarios/orbit-rinex.toml).

Mikä se on / ei ole#

Se on: deterministinen, vähäriippuvuuksinen moottori, joka kattaa PNT-pinon — ratageometria, inertianavigointi, GNSS/INS-fuusio, eheys, kellot ja ajoitus. Se ajaa skenaarion (usein GNSS-katkon), kehittää kalibroidut anturivirhemallit asianmukaisen estimaattorin läpi ja pisteyttää tuloksen operatiivisia laatumittareita vasten — tuottaen toistettavan JSON-tuloksen (JavaScript Object Notation) ja SVG-kaavion Rust-kirjastosta, komentorivikäyttöliittymästä (CLI), Python-laajennuksesta, selaimen WebAssembly-moduulista, tekoälyagenteille tarkoitetusta Model Context Protocol (MCP) -palvelimesta tai JetBrains-IDE (integrated development environment) -laajennuksesta.

Se ei ole: lentolaitteisto, kvanttihyötykuorman suunnitelma, täysi GNSS-signaalivastaanotin, radiotaajuinen (RF) signaalisimulaattori tai hardware-in-the-loop-laitteisto, eikä sertifioitu avioniikkatuote — eikä se korvaa MATLABia/Simulinkiä, STK:ta (Systems Tool Kit) tai Orekitia; se on niiden rinnalla ja vaihtaa tiedostoja niiden kanssa. Kvanttilaitteiston tarkkuus tulee julkaistuista virhemalleista, ei tästä työkalusta. Kunkin ominaisuuden tarkka kypsyys on dokumentoitu tiedostossa docs/CAPABILITY.md.

Se ei (vielä) ole: täysi atomi-interferometriafysiikan moottori (useimmat kvanttianturit käyttävät julkaistuja Allanin/kohinabudjetin kertoimia; CAI (cold-atom interferometer) -kiihtyvyysanturilla on ensiperiaatteista johdettu kerros — Mach–Zehnder-vaihe, projektiokohina, kontrastin vaimeneminen ja tärinäkytkentä sekä Coriolis- ja valosiirtymäsysteematiikka — mutta aaltorintaman systematiikka ja vyöhykeepäselvyyden ratkaisu ovat edelleen P2-tiekarttakerros (tiekartan vaihe 2, kvanttifysiikan kerros), ks. ROADMAP.md ja docs/QUANTUM-MODELS.md); sertifioitu tai laitteistopohjainen GNSS-vastaanotin (se ratkaisee yhden pisteen PVT-paikannuksen (position, velocity and time) todellisista RINEX-koodihavainnoista (Receiver Independent Exchange Format) — validoitu todellisella IGS-datalla (International GNSS Service) — ja sen IQ-kerros (kshana iq, versiosta 0.31.0) hankkii ja seuraa tallennettuja tai generoituja kantataajuusnäytteitä ohjelmistossa analyysivastaanottimena: se ei ohjaa radiolaitteistoa eikä lähetä, ei ole sertifioitu vastaanotin eikä tee kantoaallon vaiheeseen perustuvaa paikannusta (RTK tai PPP)); eikä täysi tehtäväsuunnittelusarja (siinä on Lambert / porkchop / ohjailu / radanmääritys -rakennuspalikat, mutta se on suorituskykysimulaation kerros GMAT:n (General Mission Analysis Tool)/Orekitin yläpuolella, ei korvike). Tämän rajauksen omistaminen on tarkoituksellista. Jos tarvitset ensiperiaatteista johdettuja kylmäatomi-interferometrin virhebudjetteja (esim. CARIOQA-PMP-luokan — Cold Atom Rubidium Interferometry in Orbit for Quantum Accelerometry, Pathfinder Mission Preparation — tai X-37B-tyyppistä validointia), katso P2-tiekartta ja ota yhteyttä yhteistyötä varten.

Validointi, toistettavuus ja rehellisyys#

• Jokainen kohinatermi on kalibroitu julkaistuun, siteerattuun lukuun ja validoitu vakiosuhdetta vasten (Allanin poikkeama kelloille; Grovesin dead-reckoning-virheen kasvu inertialle; ajoituksesta etäisyyteen -muunnos ajansiirrolle). Kunkin termin tila on seurattuna tiedostossa docs/VALIDATION.md merkinnällä validated tai not modeled — mitään ei esitetä validoituna, mikä ei ole.
• Toistettavissa rakenteen ansiosta: scenario + seed + engine version → identical bits. scripts/check-reproducible.sh valvoo sitä; kvantti- ja klassiset ajot käyttävät riippumattomia siemenlukuja, jotta niiden kohina ei korreloi.
• Kypsyys ilmoitetaan rehellisesti: optisen kellon ja optisen linkin luvut ovat tavoitteita / maassa tehtyjä demonstraattorituloksia, eivät lennettyjä.

Todistemerkintä jokaisessa luvussa#

Jokainen ajon kirjoittama luku ja taulukko kertoo, kuinka paljon siihen voi luottaa ja mihin kirjanpidon (ledger) riveihin se perustuu. Tulos-JSONissa on avain evidence, kaavion SVG:ssä rivi kuvaajan alla (sekä elementti <metadata id="kshana-evidence">), ja CSV-taulukon alussa on kommenttirivit # evidence: (luettavissa asetuksella comment='#'). Merkintä nimeää tason, VALIDATED, MODELLED tai PARTNER, sekä ajon käyttämien varmennusmatriisin rivien tunnisteet (VM- ja kahdeksan heksadesimaalinumeroa). Taso on näistä riveistä heikoin, joten ajo, joka nojaa yhteen mallinnettuun riviin, saa merkinnän MODELLED riippumatta siitä, kuinka monta validoitua riviä sen vieressä on; merkintä ei voi koskaan väittää enempää kuin kirjanpito (ledger). Rivit, tilat ja tunnisteet luetaan matriisista, ei kirjoiteta käsin (docs/VERIFICATION-MATRIX.md, docs/SCHEMA.md), ja tests/evidence_labels_doc_sync.rs epäonnistuu, jos luvulla ei ole merkintää tai merkintä on ristiriidassa matriisin kanssa.

Validointi yhdellä silmäyksellä#

Jokaista riviä valvoo nimetty testi CI:ssä. Tämä taulukko on valikoitu poiminta; koko koneellisesti tarkistettu matriisi on 401 riviä — 176 VALIDATED, 221 MODELLED, 4 PARTNER (src/verification.rs), ja täydet todisteet (sekä se, mitä rehellisesti ei vielä ole validoitu) ovat tiedostossa docs/VALIDATION.md ja julkaisukohtaisessa artefaktissa kshana-validation-summary.html (tuottaja cargo run --bin validation_report, SLSA-todennettu — Supply-chain Levels for Software Artifacts).

Status-sarake kertoo todisteen lajin, yllä olevan validointiportaikon mukaisesti: VALIDATED = tarkistettu riippumatonta ulkoista oraakkelia vasten (todellinen data, riippumaton kirjasto tai julkaistut vertailuvektorit); MODELLED = tarkistettu analyyttistä totuutta tai simulaation itsejohdonmukaisuutta vasten (ei riippumatonta ulkoista aineistoa). VALIDATED kuvaa tarkistuksen menetelmää, ei läpäisyä tai hylkäystä — rehellinen epäonnistuminen todellista ulkoista oraakkelia vasten pysyy VALIDATED, kun taas vertailu, jota mikään matriisin rivi ei nimeä oraakkeliksi (yllä oleva LRO-sovitus), näytetään tunnisteella MODELLED. CI-rivit ovat prosessisuojia, eivät laatumittareita. Muutama todellisen datan saareke (mitattu cesiumkello, Stable32 PHASE.DAT sekä OPS-SAT/ICGEM-tarkistukset, joissa raakasyötteillä ei ole uudelleenjakelulupaa) on datan portittamia: testi tulostaa ohitusilmoituksen ja pysyy vihreänä, kun syöte puuttuu, ja julkiset vertailuluvut on tallennettu hakemistoon tests/fixtures/. Toista raakasyötteet vastaavalla scripts/fetch_*.sh-komennolla.

_{Miten ominaisuus ansaitsee merkintänsä — CI:n valvoma invariantti: ei ulkoista oraakkelia ⇒ ei voi olla validoitu · SVG}

_{Ylhäällä: jokaisen validoidun rivin tukena on ulkoinen aineisto rakenteen perusteella. Alhaalla: SGP4 vastaa virallista viitettä kaikilla alueilla (pahin 4,12 mm). SVG · SVG}

_{176 validoitu · 221 mallinnettu · 4 kumppanin omistama — 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

Funktion run lisäksi moduuli tarjoaa seuraavat: run_full (JSON, SVG ja yhden rivin yhteenveto kerralla), run_typed, validate_toml, list_kinds / scenario_kinds ja error_kind; katso docs/PYTHON_API.md.

npm-paketti on koko moottori käännettynä WebAssembly-muotoon. Node.js-ympäristössä anna binääri funktiolle initSync; selaimessa await init() hakee sen (katso 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));

Yksi moottori, monta sisäänkäyntiä. Yksi Rust-ydin (kshana) ajaa jokaisen skenaarion, ja siihen pääsee CLI:llä, Python-laajennuksella, selaimessa toimivalla WebAssembly-moduulilla, tekoälyagenteille tarkoitetulla MCP-palvelimella ja JetBrains IDE -lisäosalla — kaikki johtavat yhteen api::run_toml-jakeluun. Sisällä anturipaketit liitetään yhteiseen virhemallirajapintaan; niiden rinnalla ovat koordinaatistokerros (IAU 2006/2000A -prekessio–nutaatio ja CIO-pohjainen GCRS↔ITRS-redusointi), astrodynamiikka- ja numeriikkakerros (analyyttinen SGP4/SDP4 sekä numeerinen Cowell-propagaattori EGM2008-/häiriövoimamalleineen, ohjaussuunnittelu ja radanmääritys), eheys-/GNSS-kerros (RAIM/ARAIM, SBAS, mittausalue, häirintä, kuunläheinen), fuusio- / alt-PNT-kerros (GNSS/INS-estimaattorit sekä gravitaatio-, maasto- ja magneettikarttasovittimet), syvän avaruuden ja Kuun kerros (radiometrinen Mars-PNT ja Kuun PNT-paketti, jonka jokaisen osan todistetaso on matriisissa — LTC-aika, VLBI, yhteinen OD+kello, koordinaatiston toteutus, palvelutilavuus, differentiaalinen PNT, yhteentoimivuus), tehtävänanalyysikerros (laukaisu / paluu / kattavuus / suuntaus / ohitus / linkkibudjetit ja avaruussääympäristö) sekä avoin kestävyys- ja koneoppimistutkimusten kerros (RPCF-kestävyyspisteytys, RF-häiriöiden optimismikuilu ja kvantti-PNT-demonstraattori), jonka toistettavat artefaktit nojaavat validoituihin ytimiin.

Ytimen vierellä on kaksi itsenäistä, työtilasta suljettua crate-pakettia — mcp/kshana-mcp (MCP-palvelin, rakennettu edition-2024 rmcp -SDK:lla) ja xval/anise-frames (ANISE/SPICE-koordinaatiston ristiintarkistus, joka vetää mukaan MPL-2.0-riippuvuuksia (Mozilla Public License 2,0)) — jotka juuren Cargo.toml-tiedoston exclude-luettelo pitää poissa julkaistun paketin riippuvuuskaaviosta, tiedostosta Cargo.lock, lisenssiportista ja MSRV-rakennuksesta (minimum supported Rust version). JetBrains-lisäosa (ide/jetbrains) on erillinen Kotlin-projekti. Koko kaaviojoukko on tiedostossa docs/ARCHITECTURE.md.

Piirretyt kaaviot (moottorin kulku, moduulikartta, jakelu) ovat tiedostossa docs/ARCHITECTURE.md.

Skenaariot ja raportit

Vienti ja yhteentoimivuus

Vastaanottimen ja aluksen luottamus

GNSS IQ (työhakemiston tiedostot; pois päältä HTTP-tilassa)

Compliance-kartoitus

Benchmark

Mihin Kshana Pro nojaa. Jokainen Pron osa toimii avoimen moottorin pohjalta ja jättää sen muuttumattomaksi:

• Suunnitteluoptimoija, epävarmuustutkimus ja tehtäväasiakirja ajavat avoimen moottorin skenaarioita moottorin julkisen rajapinnan kautta ja laskevat jokaisen luvun ajojen tuloksista. Jokainen tuloste säilyttää sen VALIDATED-, MODELLED- tai PARTNER-tason, jonka avoin moottori antoi kullekin luvulle, eikä koskaan korkeampaa.
• Kellojen digitaaliset kaksoset käyttävät avoimen moottorin kellomallia ja sen Allanin poikkeaman estimaattoria: kaksonen kalibroidaan laitteen julkaistuun Allan-budjettiin ja tarkistetaan sitten estimoimalla kaksosen Allanin poikkeama avoimella estimaattorilla.
• Kauppatutkimukset ajavat jokaisen arkkitehtuurivaihtoehdon avoimen moottorin skenaariona muuttumattomana ja asettavat vaihtoehdot järjestykseen kunkin ajon tuloksesta luetun laatumittarin mukaan.
• Kampanjan seuranta lukee lukunsa paketin skenaarioiden avoimen moottorin ajojen tuloksista ja vertaa niitä edelliseen läpäisseeseen ajoon.
• Spektrin rinnakkaiselo lukee jokaisen fysikaalisen luvun lajien leo-signal ja constellation-design avoimen moottorin ajoista ja lisää vain näkyvissä olevien satelliittien summan ja suunnitelmien järjestyksen.
• Paikan päällä toimiva työpalvelu ajaa avoimia ja Pro-skenaarioita saman moottorin kautta ja tallentaa jokaisen tuloksen sellaisena kuin ajo sen palautti.
• Todistepaketit tallentavat jokaisesta ajosta skenaarion tiivisteen, jonka avoin moottori leimaa tulokseensa, joten paketin luku voidaan toistaa ajamalla sen skenaario uudelleen.
• Järjestelmäsuunnittelun ja ohjelman työkalut. Kshana Pron mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun (MBSE) ja ohjelman työkalut tarkistavat ohjelman vaatimukset avoimen moottorin ajoja vasten: ne tuovat vaatimukset pilkulla erotettuina arvoina (CSV) tai Requirements Interchange Formatin (ReqIF) dokumentoituna osajoukkona tai Systems Modeling Language version 2 (SysML v2) -tekstinä, arvioivat jokaisen hyväksymiskriteerin yksiköineen ajon kirjoittamia arvoja vasten ja tuottavat varmennuksen ristiviitematriisin (VCRM), SysML v2 -mallin, muutosvaikutusraportin ja offline-todistepaketin. Ne eivät aja uudelleen eivätkä laske mitään uudelleen, ja lukevat vain sen, minkä avoin moottori julkaisee: kunkin ajon tiedoston result.json (kriteerin nimeämät kentät, niiden yksiköt, toistettavuusleima eli skenaarion tiiviste, siemenluku, moottorin versio ja skeeman versio sekä ajon merkintä ja lukujen tasot), sen tiedoston report.json (laji, toistettavuustietue ja ominaisuusmerkinnät), skenaariotiedoston (sen tiiviste, laji, siemenluku ja parametrit), kenttäyksikköskeeman (kunkin kentän yksikkö, alkuperä ja todistetaso) ja varmennusmatriisin (kunkin ominaisuuden VALIDATED-, MODELLED- tai PARTNER-merkintä).

Tuki ja ammattipalvelut#

Kshana on ilmainen ja avoimen lähdekoodin AGPL-3.0:n alainen, ja sen kehittää ja ylläpitää ammattimaisesti Ashforde® OÜ (Viro). Avoin moottori on täydellinen ja käyttökelpoinen sellaisenaan. Organisaatioille, jotka tarvitsevat enemmän, Ashforde® OÜ tarjoaa:

• Kaupallinen tuki ja integrointi — Kshanan upottaminen työkaluketjuusi, räätälöidyt skenaariot ja ensisijaiset korjaukset.
• Räätälöidyt anturimallit — kalibroituna laitteistoosi, mukaan lukien vientirajoitteiset kestävyysmallit, joita ylläpidetään yksityisessä kerroksessa.
• Kshana Pro — suljetut mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun (MBSE) ja ohjelman työkalut, jotka tarkistavat ohjelman vaatimukset avoimen moottorin ajoja vasten ja tuottavat varmennuksen ristiviitematriisin (VCRM), Systems Modeling Language version 2 (SysML v2) -mallin, muutosvaikutusraportin ja offline-todistepaketin. Ne eivät aja mitään uudelleen ja lukevat vain moottorin julkaistut tulosteet: kunkin ajon tiedostot result.json ja report.json, skenaariotiedoston, kenttäyksikköskeeman ja varmennusmatriisin merkinnät (täysi luettelo on kohdassa Versiot).
• Kshana Pron suunnittelu-, epävarmuus- ja tehtävätyökalut — suunnittelutilan Pareto-rintama, epävarmuus ja herkkyys tuhansien ajojen yli sekä yhden komennon tehtäväasiakirja varmennusmatriisin ja PDF:n kanssa; katso docs/PRO.md.
• Kshana Pron kampanjan seuranta, spektrin rinnakkaiselo ja työpalvelu — putki, joka kaatuu, kun seurattu luku huononee, signaalisuunnitelmat testattuna avoimia satelliittinavigointisignaaleja vastaan molempiin suuntiin sekä paikan päällä toimiva työjono tiivisteketjutetulla toimituskirjanpidolla; katso docs/PRO.md.
• Koulutus ja konsultointi kvantti- ja klassisen PNT:n suorituskykyanalyysistä.

Tämä on avoimen ytimen malli: moottori on ja pysyy avoimesti lisensoituna; kestävä liiketoiminta on asiantuntemus, tuki ja suljetut laajennukset — ei lisenssimaksut. Ota yhteyttä: contact@ashforde.org · ashforde.org.

Asennus ja rakentaminen#

Vaatii Rust-työkaluketjun (≥ 1,88, kenttä rust-version tiedostossa Cargo.toml; kehitetty versiolla 1,93).

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

Käyttö#

Aja mikä tahansa skenaario; CLI jakaa skenaarion kentän kind mukaan ja kirjoittaa sen viereen tiedostot <scenario>.result.json, <scenario>.chart.svg, <scenario>.report.html ja <scenario>.report.json — sekä <scenario>.table.csv lajeille, jotka julkaisevat taulukon. Raportti (HyperText Markup Language (HTML) -sivu ja JSON-asiakirja samalla sisällöllä) sisältää tiivistelmän, jokaisen syötteen yksikköineen, tulokset ja kaaviot, kampanjan pyyhkäisy-, Monte Carlo- tai ketjutaulukot, tapahtuma-aikajanan, jokaisen ajossa käytetyn ominaisuuden VALIDATED / MODELLED / PARTNER -merkinnän ja lähteen, sen mitä ei mallinneta sekä toistettavuustietueen (moottorin versio, Secure Hash Algorithm 256-bit (SHA-256) -tiivisteet, siemenluku, alusta ja tarkka komento). Se tulostuu selaimesta siistiksi PDF-tiedostoksi (Portable Document Format) A4- tai Letter-paperille; moottori ei kirjoita PDF:ää itse. Katso 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> kirjoittaa skenaarion viereen CZML (Cesium Language) -, KML (Keyhole Markup Language) -, GeoJSON (Request for Comments 7946) -, Ansys STK (Systems Tool Kit) -efemeridit .e ja SigMF (Signal Metadata Format) -tallenteet, ja --import-route <route.geojson> syöttää GeoJSON-viivan reittiä seuraaville lajeille. Jokainen muoto validoidaan julkaistua määrittelyä vasten, ja skenaario, johon muoto ei sovellu, kertoo miksi: katso docs/INTEROP.md.

Muut CLI-tilat — skenaarion linttaus, todellisen Maan orientaatiodatan syöttö tai kokonaisen sarjan ajo:

# 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

Animaation vienti. --animate svg|html|frames|all kirjoittaa <scenario>.animation.svg (Cascading Style Sheets (CSS) -avainkehykset, ei skriptiä), <scenario>.animation.html (toisto, tauko, kelaus, nopeus ja synkronoidut paneelit, ilman ulkoista resurssia) ja <scenario>.frames/ (frame_0000.svg, … sekä manifest.json, jossa on kuvataajuus ja kesto). Kampanja toistaa vaiheensa ja hälytyksensä, spektriajo vesiputouksensa; teema seuraa asetusta prefers-color-scheme, ja prefers-reduced-motion näyttää valmiin kuvan. Se piirtää ajon omat näytteet, tavu tavulta samat uusinta-ajossa, eikä lisää todisteita. Katso docs/ANIMATION.md.

Sarjan manifesti on pieni TOML-tiedosto (Tom's Obvious, Minimal Language) — kenttä title ja taulukko scenarios = [ … ] skenaariopoluista — jonka moottori ajaa vuorotellen ja kokoaa jokaisen tuloksen (MODELLED / VALIDATED -merkintöineen) yhdeksi itsekuvaavaksi tutkimusartefaktiksi. Katso scenarios/quantum-pnt-demonstrator.suite.toml.

Yhteentoimivuuden rooli. Kshana on suorituskyvyn simulointikerros, joka istuu jälkikäsittelytyökaluketjun rinnalla eikä korvaa sitä: syötä sen RINEX-tuloste RTKLIBiin tai gLABiin sijaintiratkaisua varten ja käytä sen SP3-tulostetta tarkkana ratatuotteena työkaluille kuten Ginan — Kshana vastaa kysymykseen minkä kestävyyden tietty PNT-arkkitehtuuri tuo ennen kuin sinulla on todellisia signaaleja, muodoissa, joita nämä työkalut jo ottavat vastaan (--export-sp3 tai export_sp3 = true skenaariossa orbit kirjoittaa <scenario>.sp3). Saman radan voi julkaista standardipolun CCSDS OMM -keskiarvoelementteinä (--export-omm tai export_omm = true kirjoittaa <scenario>.omm) — yksi OMM 502,0 KVN (keyword = value notation) -viesti TLE:llä määriteltyä satelliittia kohti, jokaisen kohteen todellisella NORAD (North American Aerospace Defense Command) -luettelonumerolla, COSPAR (Committee on Space Research) -kansainvälisellä tunnuksella ja epookilla, mille tahansa OMM:ää ymmärtävälle kuluttajalle erillisen kaksirivisen elementtijoukon sijaan.

Esimerkkituloste (kellon holdover — huomaa, miten Eheys- ja Turvallisuus-laatumittarit raportoidaan):

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

Optisen kellon 95. persentiilin (p95) ajoitusvirhe on 1.20e-4 ns: yhteenveto tulostaa pienet arvot merkitsevinä numeroina sen sijaan, että pyöristäisi ne arvoon 0.0. security lukee n/a (no attack), koska tämä skenaario ei määritä hyökkäystä, joten havaittavaa ei ole. JSON-tulos sisältää silti kunkin kellon analyyttisen harhautuksen havaittavuusrajan kentässä fom.security (0,997 optiselle kellolle, 0,000 sirutason atomikellolle, jonka oma kohina seurantaikkunassa ylittää 20 ns:n vaatimuksen), ja sen figure_tiers-lohko merkitsee tämän luvun applicable: false. Skenaariolaji spoof pisteyttää havaitsemisen ruiskutettua hyökkäystä vastaan. figure_tiers antaa myös jokaiselle raportoidulle luvulle sen varmennustason — VALIDATED (tarkistettu ulkoista oraakkelia vastaan) tai MODELLED — ja varmennusmatriisin rivin, josta taso luetaan. Rata-skenaario raportoi lisäksi geometrialohkon — ratkaisun saaneiden näytteiden osuus sekä paras/mediaani sijainnin DOP (PDOP) ja sijaintitarkkuus — kellotuloksen rinnalla.

Lue nämä kaksi lukua huolellisesti. security on kunkin kellon vakaudesta johdettu analyyttinen harhautuksen havaittavuusraja — se on mielekäs vain määritettyä harhautusskenaariota vasten, ja se ei ole usean satelliitin RAIM-ilmaisin. integrity on tässä suodattimen itsejohdonmukaisuus (oman k-sigma-rajansa sisällä olevien katkonäytteiden osuus), ei ilmailun HPL/VPL-eheysluku. Katso docs/INTEGRITY.md.

Aitoon vastaanottimen itsenäiseen eheyteen skenaariolaji integrity (scenarios/integrity-raim.toml) ajaa todellista tilannekuva- ja ratkaisuerotus-RAIMia (ARAIM-tyyppinen) edenneen satelliittitähdistön geometrialla: se laskee vaaka-/pystysuuntaiset suojaustasot (HPL/VPL) epookeittain ja raportoi niiden epookkien osuuden, jotka täyttävät määritetyt hälytysrajat, sekä Stanfordin eheyskaavion virhe–PL-luokitteluun (suojaustaso).

Toistettavat tutkimusartefaktit

Neljä avointa tutkimusta luo kukin tavutasolla deterministisen artefaktin (kiinteä siemenluku) yhdellä komennolla — luvut kvantti–klassinen-ylityskohdan, RF-häiriöiden optimismikuilun, PNT-kestävyyden pisteytyksen ja ajoituksen suojaustason tutkimusten takana:

# 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

Jokainen artefakti tallentaa moottorin version, siemenluvut ja konfiguraation tiivisteen ja sisältää rehellisen MODELLED/VALIDATED-merkinnän. Todellisen datan koettimet (*_probe) ajavat saman putken paikallisesti toimittamillesi tallenteille; repositorioon ei toimiteta aineistoja. RF-häiriöiden optimismikuilun tutkimus on kirjoitettu esipainokseen arXiv:2606,22054 ja ehdollinen ajoituksen suojaustaso (tpl_jammertest yllä) esipainokseen arXiv:2606,24210 (katso Siteeraa).

Julkaistujen Kuun PNT -tutkimusten (arXiv:2607,06212 pintamajakan DOP, arXiv:2607,02566 VLBI-havaittavuus ja arXiv:2610,23871 kuunläheisen kaaren pituuden havaittavuus) geometria-, DOP-, reaaliaikaisen koordinaatiston / Maan orientaatioparametrien (EOP) ennusteen, kaukaisen vastakulkuisen radan ja RF-etäisyysmittauksen väitteet on ristiintarkistettu itsenäisesti tiedostoissa tests/validate_p*.rs erillisiä oraakkeleita vasten (scipy.special.j1, riippumaton NumPy-pohjainen (HᵀH)⁻¹ DOP-ratkaisu, samojen IERS finals2000A -rivien NumPy-uudelleenjäsennys ja NASA/JPL:n Three-Body Periodic Orbit Database). Nämä ovat lisäregressiotarkistuksia mallinnetulle Kuun paketille; ne eivät muuta koneellisesti tarkistettua matriisin lukumäärää.

Skenaarion muoto#

Skenaariot ovat deklaratiivista TOMLia. Ylätason kind valitsee paketin — yhteensä viisikymmentä (clock on oletus, jos jätetään pois): 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 (koneoppimisen RF-häiriöiden havaitsemisen arviointitestialusta — merkitty synteettinen aineisto + ilmaisimesta riippumaton ROC/AUC-ympäristö + jakauman sisäinen/ulkopuolinen optimismikuilu), quantum-trade (kvantti–klassinen PNT-kauppatutkimus mitatun ADEV:n syötöllä + GNSS:stä riippumaton kestävyysverhokäyrä; MODELLED), space-weather (aurinko- ja geomagneettiset indeksit + Jacchia-71-eksosfäärin lämpötila + aktiivisuuden ohjaama termosfäärin tiheys staattisen ilmakehän päälle; MODELLED), oem-interop (CCSDS OEM:n tuonti- ja edestakaissiltaus GMAT-, Orekit- ja STK-efemerideille; MODELLED), tehtäväanalyysin kolmikko launch-window (kahden kappaleen laukaisuazimutti / tasonmuutos / mahdollisuudet), reentry (Allen–Eggersin ballistinen paluukäytävä), eo-coverage (EO-kaistan / GSD:n / pääsyn / uudelleenkäynnin geometria), space-packet (CCSDS 133,0 TM/TC — telemetria/kaukokäsky — Space Packet -kehystys — tarkka bittirakenne, edestakaisin varmennettu) ja attitude-budget (3-DOF-gravitaatiogradienttimomentti + RSS-suuntausvirhebudjetti), passes (maa-aseman nousu-/laskuohitusten ennuste — AOS/TCA/LOS, suurin korkeuskulma, pääsy) ja link-budget (yksisuuntainen CCSDS/DSN-linkkiyhtälö — FSPL / Eb·N₀ / marginaali / sulkeutuminen); telecom-timing (holdover-aikavirhe, MTIE ja TDEV tarkistettuna ITU-T-maskeja vasten); spectrum (koko GNSS L-kaista yhtenä tehospektritiheytenä: taajuus–aika-vesiputous käsikirjoitetun jatkuva-aaltoisen, kapeakaistaisen, chirp- tai sovitetun kohinan häirintäaikajanan alla, kaistakohtainen häirintä–signaali-suhde ja efektiivinen kantoaalto–kohinatiheys spektrierotuskertoimesta sekä Signal Metadata Format (SigMF) -tallenteen syöttö ja tulostus Welchin spektriestimaateilla; signaalispektrit VALIDATED oppikirja-arvoja vasten, häirintäskenaario MODELLED; katso docs/SPECTRUM.md; sama laji piirtää myös UHF-, S- ja C-kaistan paneelit suunnitelluilla matalan Maan radan signaaleilla); leo-signal (matalan Maan radan paikannus-, navigointi- ja ajanmääritysjärjestelmien signaalisuunnitelmat mille tahansa järjestelmälle: kaistarajoitetut spektrit, koodinseurannan värinä ja etäisyysmittauksen tarkkuus, hankintahaku ja -aika, spektrierotus GPS:ään ja Galileoon nähden, häirinnän sietokyky ja UHF–C-kaistan kauppatutkimus, julkisista esiasetuksista kuten Xona Pulsar, Iridium, Starlink ja CentiSpace tai sisäisistä suunnitelmista; suljetun muodon kaavat ja LEO-Doppler VALIDATED, suunnitelmat MODELLED; katso docs/LEO-SIGNAL.md); solar-system (Aurinko, planeetat, Pluto, Kuu ja seitsemän suurta kuuta yhdellä epookilla — sijainnit, vakiot, valoajat ja ratajäljet; planeettojen sijainnit VALIDATED JPL Horizonsia vasten) ja body-pnt (paikannus minkä tahansa näiden kappaleiden ympärillä paikallisella navigointisatelliittitähdistöllä ja syvän avaruuden linkillä Maasta; MODELLED); campaign (olemassa olevat lajit koottuna ketjutetuksi tehtäväaikajanaksi, jossa tila siirretään vaiheiden välillä, parametripyyhkäisyksi, siemennetyksi Monte Carlo -joukoksi tai usean skenaarion ajoksi yhden jaetun olosuhteen alla; MODELLED, katso docs/CAMPAIGNS.md); constellation-design (Walker-delta- ja -tähtikuviot, elementtiluettelot ja monikuoriset suunnitelmat GPS-, Galileo-, BeiDou- ja GLONASS-esiasetuksin sekä kattavuus ja DOP leveys–pituus-ruudukolla; generaattori ja GPS:n globaali DOP VALIDATED julkaistuja palveluasiakirjoja vasten, katso docs/CONSTELLATION-DESIGN.md); leo-pass (matalan Maan radan (LEO) paikannus-, navigointi- ja ajanmääritys (PNT) -satelliitin ohitus ja sen linkkibudjetti kaista kerrallaan, mistä tahansa satelliittitähdistöstä ja signaalisuunnitelmasta: katselukulmat, Doppler ja Dopplerin muutosnopeus, ITU-R:n sade-, kaasu-, tuike- ja rakennuksen läpäisyvaimennus, kantoaalto–kohinatiheys näkyvissä oleviin MEO-GNSS-satelliitteihin nähden, ensimmäisen kertaluvun ionosfääri ja ionosfääristä vapaat parit sekä pienienergiaisen paikannusratkaisun budjetti, ionosfäärin luotaus jokaisesta kaistaparista ja harhautuksen monitorit Dopplerin ja ohitusgeometrian johdonmukaisuuden sekä kaistojen välisen johdonmukaisuuden perusteella; ITU-R-termit ja staattisen käyttäjän Dopplerin vaihteluväli VALIDATED, ohitus MODELLED, katso docs/LEO-PASS.md); leo-navmsg (matalan Maan radan (LEO) PNT-satelliitin lähettämä efemeridi- ja kelloviesti mille tahansa radalle ja kantoaallolle: sovitin integroidusta totuusradasta Galileon Kepler-joukkoon, tuo joukko kulkusuuntaisin, poikittaisin ja radiaalisin korjauspolynomein, Liu et al. 2025 22 parametrin malli tai ATOMICin nollakelloinen ECEF-polynomi; signaalin avaruusosuuden etäisyysvirhe (SISRE) suhteessa sovitusväliin ja päivitysjaksoon, ohituksen keskellä tehtävän päivityksen jatkuvuustarkistus, Kshanan oma dokumentoitu binäärikehys CRC-24Q-syklisellä redundanssitarkistuksella ja kvantisointibudjetilla sekä RINEX-4-tyylinen lohko, joka on merkitty Kshana-laajennukseksi; SISRE-painot, Galileon käyttäjäalgoritmi ja CRC-24Q VALIDATED, sovitukset MODELLED; valinnaiset esiasetukset Xona Pulsarille, Iridiumille, Starlinkille, CentiSpacelle, edustavalle C-kaistan järjestelmälle, ATOMICille ja Celeste IODille; katso docs/LEO-NAVMSG.md); yhdistetyn MEO + LEO PNT:n kolmikko leo-pvt (Doppler-paikannus LEO:n etäisyysnopeudesta, yhteiset GNSS + LEO -pseudoetäisyysratkaisut järjestelmien välisine harhoineen ja DOP suhteessa LEO-satelliittien määrään, napa- ja arktinen kattavuus sekä LEO-ajansiirto UTC:hen — mille tahansa satelliittitähdistölle, valinnaisilla esiasetuksilla kuten Xona Pulsarin, Iridiumin ja Starlinkin opportunistiset signaalit; LEO-Dopplerin vaihteluväli VALIDATED julkaistuja Iridium- ja Xona-lukuja vasten), leo-ppp (tarkan pistepaikannuksen konvergenssi pelkällä GNSS:llä ja LEO-täydennyksellä, verrattuna julkaisuun Li et al. 2019) ja ntn-positioning (5G:n ei-maanpäällisen verkon paikannus signaalin kaistanleveyden Cramér–Rao-rajasta), MODELLED lukuun ottamatta tuota vaihteluväliä, katso docs/LEO-PNT-FUSION.md; leo-pnt-chain (yksi LEO-PNT-järjestelmä päästä päähän: leo-pass-kaistan kuljettama leo-signal-suunnitelma, ohituksen C/N0 ja navigointiviestin signaalin avaruusosuuden etäisyysvirhe luovutettuna yhdistetylle leo-pvt-ratkaisulle ja leo-ppp-konvergenssille, jokainen luovutus lueteltuna; MODELLED, katso docs/LEO-PNT.md, joka on myös yleiskatsaus jokaiseen LEO-PNT-lajiin ja -skenaarioon, mukaan lukien kestävyyskampanjat, yksi skenaario kutakin koealuetta kohti ja yksi kutakin loppukäyttäjäalaa kohti); Kuun PNT-paketti lunar-vlbi, lunar-joint-od-clock, lunar-frame-realisation, moonlight-service-volume, lunar-differential-pnt, lunar-interop-export; kvanttipohjaisen PNT:n demonstraattori quantum-time-transfer, quantum-gnss-free-nav, quantum-anomaly-detect; sekä signaaliturvallisuuden, kuunläheisen avaruuden ja kerrostetun kestävyyden tutkimuslajit lunar-attack-surface, realtime-frame-eop, lunar-time-budget, hybrid-optical-rf, cislunar-observability, conflict-resilience — tehtäväanalyysin kolmikko ja nämä myöhemmät lajit kaikki MODELLED (kullakin on validoitu suljetun muodon ydin; katso matriisi). Yhteiset kentät: seed, [time]-ruudukko, [gnss]-saatavuusaikajana (katkon ohjain) ja anturikohtaiset lohkot, joissa on provenance-merkkijonot, jotka mainitsevat jokaisen luvun lähteen. Esimerkki (kello):

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

Valinnaiset kentät (pois päältä, kun puuttuvat): kello voi lisätä kentän flicker_floor (1/f FM — taajuusmodulaatio — Allanin lattia); inertia-anturi voi lisätä kentät gyro_bias ja q_arw (gyroskoopin harha ja kulman satunnaiskävely) sekä bias_instability ja q_aa (Allanin harhan epävakauden lattia ja kiihtyvyyden satunnaiskävely) — yhdessä yksiakselinen (1-DOF) kiihtyvyysanturin virhebudjetti (VRW/ARW — nopeuden/kulman satunnaiskävely — ja harhan epävakaus). Tämän virhebudjetin ajaa toimitettu inertial-skenaariopaketti. Erikseen kirjasto sisältää nyt varmennetun 3-akselisen strapdown-navigaattorin (src/inertial/{attitude,mechanization,imu_errors}.rs): kvaternioasenne coning-/sculling-kompensaatiolla, täysi NED-mekanisaatio (Maan pyörimis- ja kuljetusnopeustermit, WGS-84 Somiglianan painovoima) ja deterministinen IMU-virhemalli, jossa mittakaavakerroin, kohdistusvirhe, g-herkkyys, kvantisointi ja kulmanopeusramppi on mallinnettu (IEEE Std 952-1997, IEEE:n gyroskooppien määrittely- ja testimenettelystandardi, §A.2; Groves 2013 §4,3). Tuo 3-akselinen polku on nyt kytketty ajettavaan löyhästi kytkettyyn GNSS/INS-pakettiin (kind = "gnss-ins"): 15-tilainen virhetila-EKF kurinalaistaa strapdown-ratkaisun kohinaisilla paikannusratkaisuilla GNSS:n ollessa käytettävissä ja liukuu sitten katkon läpi, ja raportoi fuusioidun vaakavirheen avosilmukkaista vapaata INS-liukumaa vasten. Saatavilla on myös tiukasti kytketty pseudoetäisyyspäivitys (se muodostaa innovaation etäisyysalueella, joten se korjaa edelleen alle neljällä satelliitilla). Kellon holdover-skenaario voi lisätä kentän runs (> 1) ajaakseen Monte Carlo -joukon — jokainen laatumittari raportoidaan silloin keskiarvona ja 5.–95. persentiilin hajontana, ja kaavio varjostaa virheen luottamuskaistan (katso scenarios/clock-ensemble.toml).

fusion-skenaario (samat lohkot kuin hybrid) ajaa kahta riippumatonta Kalman-estimaattoria — toista kellon tilalle, toista sijaintitilalle — GNSS:n kurinalaistamina ja optisen ajansiirron avustamina, ja raportoi yhdistetyn holdover-laatumittarin. Kaksi lohkoa eivät jaa ristikovarianssia: tämä on pinottu pari virhebudjetteja, ei todellinen kytketty kello+sijainti-yhteissuodatin (lohkojen välinen kovarianssi on tiekarttakohde). Katso scenarios/fusion-pnt.toml.

spoof-skenaario ruiskuttaa aikaharhautuksen — yksi neljästä [attack.shape]-lajista (linear_ramp, step_jump, meaconing, replay; pelkkä rate_ns_per_s hyväksytään edelleen lineaarisena rampina) — ja ajaa kunkin kellon harhautuksen ilmaisimen. Ilmaisin on kaksipuolinen χ²₁-energia- / Neyman–Pearson-testi kellolla avustetulle monitoritilastolle: kynnys asetetaan tavoitellusta väärän hälytyksen budjetista target_pfa, ja havaitsematta jäämisen todennäköisyys P_md raportoidaan sekä suljetussa muodossa että Monte Carlolla (mc_runs koetta hypoteesia kohti — nämä ovat samaa luokkaa muutaman ×1/√N:n tarkkuudella). Turvallisuuden laatumittari on 1 − P_md operatiivisesti haitallisella (vaatimuksen) suuruudella, joten hiljainen kello, joka havaitsee vaatimuksen kokoisen harhautuksen, saa ≈ 1 ja kohiseva, joka usein ohittaa sen, pienemmän (katso scenarios/spoof-attack.toml, scenarios/spoof-meaconing.toml).

gnss-sim-skenaario on mittausalueen simulaatio: jokaiselle näkyvälle satelliitille se synteesoi pseudoetäisyyden ρ = geometric range + c·δt_rx − c·δt_sv + I + T + noise + multipath ja L1-Dopplerin, Klobuchar-yksitaajuusionosfäärillä ([iono], IS-GPS-200 §20.3.3.5.2.5) ja Saastamoinen-troposfäärin zeniittiviiveellä, joka projisoidaan Niellin (1996) kuvausfunktiolla ([tropo]). Residuaalit syöttävät tilannekuva-RAIMia epookkikohtaisille HPL/VPL-arvoille, ja jokaisen satelliitin pseudoetäisyys, Doppler, C/N₀ sekä iono-/tropokorjaukset tulostetaan JSON-taulukkoon gnss_measurements. Se on eteenpäinsimulaattori (se tuottaa mittauksia tunnetusta totuudesta), ei vastaanotin/ratkaisija — nollakohinainen ajo toistaa geometrian ja korjaukset alle millimetrin tarkkuudella (katso scenarios/gnss-sim-raim.toml).

jamming-skenaario mallintaa RF-häiriön linkkibudjettina: [jammer] (ECEF-sijainti, lähetyksen power_dbw, tyyppi) nostaa häirintä–signaali-suhdetta kohteessa [receiver], joka tarkkailee Walker-satelliittitähdistöä ([constellation]). Geometriasta (vapaan tilan etenemisvaimennus ja suuntakohtainen vastaanottoantennin vahvistus) se laskee jokaisen satelliitin J/S:n, efektiivisen C/N₀:n tavallisella häirinnänvastaisella yhtälöllä (hajotuksen prosessointivahvistus × spektrierotuskerroin Q; Kaplan & Hegarty §9,4) ja merkitsee lukituksen menetyksen säädettävän seurantakynnyksen alapuolella — ja raportoi laatumittarin availability_under_jamming. 10 W:n laajakaistahäirintälähetin 1 km:n päässä estää vastaanotinta kokonaan (J/S ≈ 72 dB); sama häirintälähetin 100 km:n päässä vain heikentää linkkejä (katso scenarios/jamming-demo.toml).

sweep-skenaario ajaa kauppatutkimuksen: se vaihtelee yhtä parameter-arvoa (threshold_ns, duration_s, quantum_q_wf tai classical_q_wf) arvosta start arvoon stop steps pisteen yli lin- tai log-arvoisella kentällä scale, tallentaa metric-suureen (esim. holdover_s) molemmille kelloille ja piirtää kaksi käyrää. Perusskenaario sijoitetaan lohkoon [base] (katso scenarios/sweep-clock-stability.toml).

sweep-nd-skenaario yleistää tämän mille tahansa paketille ja mille tahansa määrälle akseleita: se vaihtelee [base]-skenaarion pisteillä erotettuja TOML-avaimia (minkä tahansa kind-lajin) [[axes]]-lohkojen karteesisen tulon yli, ajaa jokaisen ruudukon solmun uudelleen ja tallentaa metrics-suureet, jotka on annettu pisteillä erotettuina JSON-polkuina tulokseen (esim. classical.fom.holdover_s). Se toimii jokaiselle paketille, koska se toimii TOML/tulos-rajapinnassa; natiiviajot arvioivat ruudukon rinnakkain (ei lisäriippuvuutta, wasm palaa peräkkäiseen ajoon) ja tuloste on deterministinen ja rivijärjestyksessä (katso scenarios/sweep-nd-inertial.toml).

orbit-skenaario johtaa [gnss]-aikajanan geometriasta sen kirjoittamisen sijaan — anna [user]-rata, [constellation], korkeuskulman mask_deg ja kaksi kellolohkoa. Se raportoi myös sijaintitarkkuuden satelliittigeometriasta; valinnainen sigma_uere_m (1-sigma-käyttäjäekvivalentti etäisyysvirhe, oletus 1 m) skaalaa sijainnin DOP:n sijainnin sigmaksi. Käyttäjän radan voi tehdä eksentriseksi kentillä eccentricity ja argp_deg, ja j2 = true lisää Maan litistyneisyyden sekulaarisen ajautuman (katso scenarios/orbit-molniya.toml). Satelliittitähdistö voi olla myös todellinen: anna kohteelle [constellation] tle-lohko kaksirivisiä elementtijoukkoja, ja satelliitit jäsennetään siitä (katso scenarios/orbit-real-tle.toml). Lisää yksi tai useampi [[constellations]]-lohko usean GNSS:n käyttöön (esim. GPS + Galileo; katso 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:stä riippumattomat alt-PNT-lajit navigoivat ilman GNSS:ää lainkaan sovittamalla mitatun kenttäsarjan karttaan hiukkassuodattimella. gravity-map-skenaario lentää reitin pallofunktiokehitelmällä kuvatun painovoimapoikkeamakentän läpi ja palauttaa sen kylmäatomigravimetrin lukemasta (scenarios/gps-denied-gravity-nav.toml); terrain-nav-skenaario tekee saman SRTM-korkeusmallia vasten (TERCOM/SITAN, scenarios/terrain-nav.toml); ja combined-altpnt-skenaario fuusioi painovoiman + IGRF-magneettikentän + maaston yhdessä suodattimessa (scenarios/combined-altpnt.toml).

lunar-integrity-skenaario arvioi kuunläheisen PNT:n: se ajaa Kuun etelänavan ARAIM-suojaustasokierroksen LunaNet/LNIS-releiden joukkoa vasten ja raportoi rehellisesti eheyskuilun — noin 30 m:n Kuun σ_URE nostaa suojaustason selvästi 50 m:n hälytysrajan yläpuolelle, joten palvelu on ei saatavilla ilmailutyyppisillä eheyssäännöillä (scenarios/lunanet-araim.toml).

lunar-time-offset-skenaario raportoi relativistisen Maa–Kuu-kellonopeuden — Kuun koordinaattiaika-asteikon (LTC/TCL) perustan. Perusperiaatteista johdettu post-Newtonin identiteetti summaa itsepotentiaalien eron (IAU L_G -geoidin potentiaali miinus Kuun pinnan itsepotentiaali) ja Kuun liike-energiatermin (toisen kertaluvun Doppler) sekulaarinopeudeksi ≈ 57 µs/vrk, raportoituna julkaistun 56–59 µs/vrk -kaistan kanssa; se antaa myös kertyneen LTC−TT-siirtymän aikajänteellä sekä käänteisvarianssijoukon (Kuun paperikello). MODELLED — pääluku on vertailusta riippuva (Maan geoidi vs. Kuun selenoidi, keskiarvotusikkuna), minkä vuoksi raportoidaan kaista eikä yksittäinen sertifioitu luku (scenarios/lunar-time-offset.toml).

Katso hakemisto scenarios/: vähintään yksi toimiva esimerkki jokaisesta tyypistä (92 tyyppiä, 193 skenaariotiedostoa (.toml) + 1 sarjan manifesti — useilla tyypeillä on useampi kuin yksi esimerkki). Kaikilla tyypeillä ei ole niiden mukaan nimettyä tiedostoa: lunar-integrity → scenarios/lunanet-araim.toml ja gravity-map → scenarios/gps-denied-gravity-nav.toml ovat kaksi useista tällaisista. Ajettavat tyypit saa luetteloksi milloin tahansa: komennon cargo run -- --validate <file> virheistä, Pythonin funktiolla list_kinds() tai MCP-työkalulla list_scenario_kinds.

Tuloste#

Tulosartefakti on versioitu, itsekuvaava JSON: askelkohtainen aikasarja, pisteytetyt laatumittarit, aktiiviset mallimäärittelyt (alkuperätietoineen), siemenluku, skenaarion tiiviste — jotta mikä tahansa kaavio voidaan toistaa tiedostosta — ja kullekin kellolle adev_curve ([{tau_s, adev, n_samples, noise, edf, ci_lo, ci_hi}]): limittyvä Allanin poikkeama oktaavivälein valituilla keskiarvotusajoilla — vakiotapa lukea kellon vakautta — nyt kohinatyyppikohtaisella 95 %:n luottamuskaistalla pisteittäin (tallenteen potenssilakityyppi tunnistetaan sen muunnetusta Allan-kaltevuudesta, ja χ²-väli käyttää vastaavia NIST SP 1065 -efektiivisiä vapausasteita). Selaimen leikkikenttä piirtää sen log-log-kaaviona ”Clock stability (ADEV)”. (MDEV, TDEV ja HDEV ovat saatavilla kirjastoestimaattoreina; viety tulosraja on limittyvä ADEV.) Jokainen kenttä yksiköineen ja lähdeviitteineen on dokumentoitu tiedostossa docs/SCHEMA.md.

Jokainen kaavio on itsekuvaava. Selaimen leikkikenttä, CLI:n *.chart.svg-vienti ja HTML (HyperText Markup Language) -tuloskortti leimaavat jokaisen kaaviokuvan alatunnisteella Kshana v<version> · scenario <hash> · kshana.dev. Osa scenario <hash> on ajon skenaariotiivisteen 12 ensimmäistä heksamerkkiä — SHA-256 (256-bittinen Secure Hash Algorithm) -tiiviste kanonisesta skenaariomäärittelystä (siemenluku, kynnykset, mallin parametrit, GNSS-ikkunat, …); eheys- ja Kuun raportit, joilla ei ole omaa tiivistettä, käyttävät varana skenaarion lähteen SHA-256:ta. Se on sama sormenjälki, joka näkyy yhden rivin yhteenvedossa ja tulos-JSONissa, joten tallennettu tai liitetty kaavio kantaa aina versionsa, täsmällisen skenaarion, joka sen tuotti (bitti bitiltä -toistoa varten) ja lähteen — muuta mitä tahansa syötettä, ja tiiviste muuttuu.

Laatumittarit noudattavat tavallisia operatiivisia PNT-laatumittareita:

Termit uusia? Jokainen on määritelty selkokielellä sanastossa.

Repositorion rakenne#

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#

Tarvitsenko kvanttifysiikan ymmärrystä tämän käyttöön? Ei. Jos osaat ajaa komentorivin komennon, osaat ajaa Kshanan. Aloita selkokielisestä alustuksesta; katso termejä sanastosta.

Onko tämä kvanttilaitteiston suunnitelma tai lentoohjelmisto? Ei. Se on suorituskyvyn simulaattori. Kvanttilaitteiston tarkkuus tulee julkaistuista virhemalleista, ei tästä työkalusta. Katso Mitä se on / ei ole.

Ovatko kvanttitulokset realistisia vai markkinointia? Jokaiselle parametrille on lähteenä datalehti tai artikkeli, jokainen malli on validoitu oppikirjasuhdetta vasten, ja kypsyystaso on merkitty rehellisesti tiedostossa VALIDATION.md — mukaan lukien se, ettei yhtään strontiumoptista kelloa ole lennetty. Moottori on neutraali: kvantti ja klassinen ovat sama koodi eri julkaistuilla luvuilla.

Voinko luottaa siihen, että kaksi ajoa täsmäävät? Kyllä — ajot ovat deterministisiä: scenario + seed + engine version → bit-identical output, ja sen varmistaa scripts/check-reproducible.sh.

Voinko käyttää sitä Pythonista tai selaimessa? Kyllä — katso Asennus: Python- ja WebAssembly-esimerkit ovat sen alla. Molemmat kutsuvat samaa moottoria.

Miten mallinnan oman anturini? Kirjoita skenaario .toml, jonka provenance-kentissä on anturisi julkaistut luvut. Katso Skenaarion muoto ja esimerkit hakemistossa scenarios/.

Onko se ilmainen kaupalliseen käyttöön? Kyllä — AGPL-3.0:n alaisena, myös kaupallisissa ympäristöissä, kunhan noudatat AGPL:n copyleft-ehtoja (erityisesti: jos muokkaat Kshanaa ja tarjoat sitä verkon yli, sinun on tarjottava näille käyttäjille muokattu lähdekoodisi). Jos tämä ei sovi — esim. tarvitset Kshanan upotettuna suljettuun tuotteeseen tai ajat suljettua verkkopalvelua — Ashforde® OÜ tarjoaa kaupallisen lisenssin; katso LICENSING.md ja Tuki.

Vianmääritys#

cargo build epäonnistuu vanhalla työkaluketjulla. Kshana vaatii Rustin ≥ 1,88. Päivitä komennolla rustup update.

Python-laajennuksen rakentaminen epäonnistuu linkitykseen macOS:llä (Undefined symbols … _Py…). Python-laajennus ratkaisee symbolinsa latausaikana. maturin asettaa oikean linkkerilipun automaattisesti — käytä komentoa maturin develop --features python pelkän cargo build sijaan.

Python-rakennus valittaa, että tulkki on uudempi kuin PyO3 tuntee. Aseta PYO3_USE_ABI3_FORWARD_COMPATIBILITY=1 (abi3-wheel-paketit ovat eteenpäin yhteensopivia CPython-versioiden yli).

WebAssembly-rakennus ei löydä kohdetta. Asenna se kerran komennolla rustup target add wasm32-unknown-unknown ja sitten wasm-pack build --target web -- --features wasm.

Minne tulosteeni meni? Jokainen ajo kirjoittaa tiedostot <scenario>.result.json, <scenario>.chart.svg, <scenario>.report.html ja <scenario>.report.json syötteen .toml viereen sekä myös <scenario>.table.csv lajeille, jotka julkaisevat taulukon. Kaikki ne on tarkoituksella jätetty git-ignore-listalle.

Versiointi ja julkaisut#

Kshana noudattaa semanttista versiointia. Ennen versiota 1.0 julkinen skenaario-/tulosskeema voi vielä muuttua; rikkovat muutokset mainitaan erikseen tiedostossa CHANGELOG.md. Jokainen tulos on toistettavissa kohteesta scenario + seed + engine version.

Jokainen vX.Y.Z-tagi julkaisee kaikki kanavat automaattisesti yhdessä järjestyksessä — koko testisarja ajetaan ensin merkityllä commitilla, mitään ei julkaista ennen kuin se menee läpi, ja sen jälkeen putki tarkistaa, että jokainen rekisteri todella tarjoaa uuden version (docs/RELEASING.md). Kanavat:

MCP-palvelimen crate-/kuva-/rekisteriversio seuraa moottoria (se sisältää kirjaston); JetBrains-lisäosa versioituu itsenäisesti (se kutsuu asennettua binääriä kshana).

Etenemissuunnitelma#

Katso vaiheistettu tiekartta tiedostosta ROADMAP.md, julkaistu historia tiedostosta CHANGELOG.md ja ominaisuuskohtainen tiekartta tiedostosta docs/CAPABILITY.md. Prioriteettijärjestys on: ensin kriittisen infrastruktuurin ajoitus- ja holdover-todisteet (telealan maskit, pidempi holdover ikääntymisen ja flicker-kohinan kanssa, mitatun kellodatan syöttö); toiseksi neutraali kvantti–klassinen-kauppatutkimusmenetelmä (tulokset merkitty MODELLED, kunnes kumppanin mitattu data nostaa ne); ja Kuun / kuunläheinen ja syvän avaruuden navigointi ylläpidetään, ei laajenneta kärkenä. ITRF-tarkka koordinaatistoredusointi on nyt toimitettu — täysi CIO-pohjainen IAU 2006/2000A GCRS↔ITRS-ketju (napaliike + kaarisekuntia pienempi nutaatio), validoitu bitti bitiltä SOFA/ERFA:a vasten ja riippumattomasti ristiintarkistettu ANISEa (puhdas Rust-SPICE) vasten ≤ 3,6 m GNSS-radalla. Lähiajan kohteisiin kuuluvat tiukasti kytketty kantoaaltovaihefuusio ja löyhästi/tiukasti kytketyn GNSS/INS-navigaattorin tuominen useampiin paketteihin; syvän avaruuden / Marsin radiometrinen navigointi -moottori valmistui versiossa v0.17.0 (simulaatiolla validoitu). Kvanttifysiikkakerros on P2-kohde: CAI-kiihtyvyysanturi simuloidaan nyt perusperiaatteista (Mach–Zehnder-vaihe, projektiokohina, kontrastin heikkeneminen, tärinäkytkentä), kun taas kello-/ajansiirtoanturit perustuvat yhä julkaistuihin Allan-/kohinabudjettikertoimiin. GMST-pohjainen TEME↔ECEF, IERS:n karkaussekuntiaikajärjestelmät (UTC/TAI/TT/UT1), SGP4/SDP4-radan propagointi (v0.7.0, validoitu AIAA 2006-6753 -vektoreita vasten) ja ajettava gnss-ins-fuusiopaketti on kaikki toimitettu, ja inertianopeus on tarjolla jatkokäyttöön. Aktiivinen stokastinen aikaharhautuksen ilmaisin (Neyman–Pearson / χ²₁-energiatesti Monte Carlo P_fa/P_md -arvoilla ja Turvallisuuden laatumittari 1−P_md), linkkibudjettipohjainen häirintämalli (J/S → efektiivinen C/N₀ → lukituksen menetys), usean satelliittitähdistön saatavuus, yksiakselinen (1-DOF) IMU-virhebudjetti, kaksi riippumatonta (kello + sijainti) Kalman-estimaattoria raportoituna yhdistettynä laatumittarina, todellinen satelliittitähdistön geometria TLE:istä, HTML-tuloskortti, geometriasta johdettu GNSS-saatavuus ja DOP Kepler-radoista eksentrisyydellä ja J2-ajautumalla, Monte Carlo -luottamuskaistat, kauppatutkimusten parametripyyhkäisyt, selaimessa toimiva WebAssembly-leikkikenttä sekä valinnaiset Python (PyO3) ja WebAssembly (wasm-bindgen) -sidokset on viety haaraan main.

Osallistuminen#

Katso CONTRIBUTING.md. Lyhyesti: testit läpäisevät (cargo test), kaksi vartiointiskriptiä läpäisevät, Conventional Commits, ja CHANGELOG.md-tiedoston [Unreleased]-merkintä jokaisesta käyttäjälle näkyvästä muutoksesta. Osallistumista ohjaa käytösohjeemme. Tietoturvaongelman raportoimiseksi katso tietoturvakäytäntö — älä avaa julkista ongelmailmoitusta haavoittuvuuksista.

Dokumentaatio#

Keskeiset lähteet#

Validointioraakkelit ja standardit — ulkoiset auktoriteetit, joihin Kshanan tarkistukset on ankkuroitu:

• Vallado, Crawford, Hujsak & Kelso — Revisiting Spacetrack Report #3 (AIAA 2006-6753; testidata): SGP4/SDP4-varmennusjoukko, johon Kshana vastaa 4,12 mm:n tarkkuudella, sekä esimerkkilaskut, joita TEME→ITRF-ketju vasten tarkistetaan.
• IAU SOFA / ERFA — aika- ja koordinaatistorutiinit, joita vasten IAU 2000A -nutaatio ja CIO-pohjainen GCRS↔ITRS-redusointi on validoitu bitti bitiltä.
• Petit & Luzum (toim.) — IERS Conventions (2010), IERS TN (Technical Note) 36 (Maan orientaatio, napaliike ja koordinaatistostandardit).
• Riley — Handbook of Frequency Stability Analysis, NIST SP 1065 (Allanin poikkeaman suhteet ja NBS14-viitesarja; NBS = entinen Yhdysvaltain National Bureau of Standards).
• Pedregosa et al. — scikit-learn: Machine Learning in Python, JMLR 12 (2011): ROC/AUC-, sekaannusmatriisi- ja tarkkuus/saanto/F1-viitetoteutukset, joihin RF-häiriöiden arviointitestialusta täsmää tarkasti (tests/eval_metrics_reference.rs).
• Virtanen et al. — SciPy 1,0, Nature Methods 17 (2020): optimize.nnls, stats.chi2 ja linalg.expm — viiterutiinit, joita vasten kvanttikauppatutkimuksen mitattu ADEV NNLS -sovitus, χ²-johdonmukaisuuskaistat ja van-Loanin kellon prosessikohinakovarianssi on validoitu (tests/scipy_reference.rs).
• Knowles, Kanhere, Neamati & Gao — gnss_lib_py, SoftwareX 27 (2024): käytetään sekä avoimena aiempana tekniikkana (katso Comparison & open prior art alla) että riippumattomana DOP-oraakkelina, johon GDOP/PDOP/HDOP/VDOP/TDOP-laskenta täsmää 1e-6 tarkkuudella (tests/dop_reference.rs).
• Montenbruck & Gill — Satellite Orbits: Models, Methods and Applications (Springer): voimamallit virastojen tarkkoihin efemerideihin tehdyn voimamallisovituksen takana.
• Howell — Three-dimensional, periodic, halo orbits, Celestial Mechanics 32(1) (1984), doi:10.1007/BF01358403; Zimovan-Spreen, Howell & Davis — Near rectilinear halo orbits and nearby higher-period dynamical structures, Astrodynamics 6 (2022), doi:10.1007/s42064-021-0125-x (halo-/NRHO-perheet, jotka CR3BP-differentiaalikorjain toistaa).

Laitteiden ja menetelmien fysiikka — anturimallien takana olevat lähteet:

• Origlia, Schiller, Bongs et al. — arXiv:1503,08457 (strontiumoptinen hilakello, avaruuteen suuntautuva tavoite).
• Oelker et al., Nature Photonics (2019) — doi:10.1038/s41566-019-0493-4 (laboratorion Sr-kello, 4,8×10⁻¹⁷).
• Templier et al., Science Advances (2022) — arXiv:2209,13209 (hybridikvanttikiihtyvyysanturikolmikko).
• Groves, Principles of GNSS, Inertial, and Multisensor Integrated Navigation — IEEE AESS (Aerospace and Electronic Systems Society) -tutoriaali (University College London Discovery -repositorio) (dead reckoning -virheen kasvu).
• Giorgetta et al., Nature Photonics 7, 434 (2013) — arXiv:1211,4902; Deschênes et al., Phys. Rev. X 6, 021016 (2016) — APS (American Physical Society) (optinen kaksisuuntainen aika-taajuussiirto; optisen satelliittienvälisen linkin malli mallintaa epäresiprookkisuusbudjettinsa näiden mukaan).
• Betz — Binary Offset Carrier Modulations for Radionavigation, NAVIGATION 48(4) (2001), doi:10.1002/j.2161-4296.2001.tb00247.x (BOC-modulaatio ja spektrierotusteoria, jotka ovat kohteen src/navsignal.rs taustalla).
• Kaplan & Hegarty (toim.) — Understanding GPS/GNSS: Principles and Applications (3. painos, Artech House, 2017): häirinnänvastainen efektiivinen C/N₀-yhtälö ja early–late-DLL:n koodinseurannan terminen kohinavärinä, joita navigointisignaali- ja häirintämallit käyttävät.

Vertailu ja avoin aiempi tekniikka — työkalut ja katsaukset, joihin Kshana asemoidaan:

• Humphreys et al. — TEXBAT (Texas Spoofing Test Battery; ION — Institute of Navigation — GNSS 2012): harhautuksen testipatteriston parametrit, joita vasten monikerroksinen ilmaisin on karakterisoitu.
• González et al. — NaveGo (2017): avoimet, validoidut inertianavigoinnin virheprofiilit, joita käytetään klassisena lähtötasona.
• Iiyama, Casadesús Vila & Gao — LuPNT (ION GNSS+ 2023, Stanford NavLab): avoin Kuun PNT -simulaattori.
• Knowles, Kanhere, Neamati & Gao — gnss_lib_py, SoftwareX 27 (2024), doi:10.1016/j.softx.2024.101811: avoin GNSS-data-analyysi.
• Li, Zaminpardaz, Kealy & 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 et al. — Earth and Space Science 8(6) (2021), doi:10.1029/2020EA001454: GRAILin reduced-dynamic OD, empiirisen kiihtyvyyden lattia, jonka LRO-sovitus toistaa.