低軌道航法（シナリオ種別ファミリー）

エンジン v0.40.0 のシナリオ種別 7 件。助言のみ：研究・エンジニアリング用ツールによる解析出力であり、型式承認を受けた航法装置ではなく、人命安全（safety-of-life）サービスでもありません。ここにあるラベルはすべてエンジンまたは検証マトリクスによるものです。検証マトリクスに別の記載がない限り、種別は MODELLED です（ラベルの付与方法：README のエビデンスの節）。

トピックページ：LEO-PNT、LEO-SIGNAL、LEO-PASS、LEO-NAVMSG。実行例：kshana scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml。全ファミリー：KINDS.md。

leo-signal#

LEO-PNT 信号設計：任意のシステム、バンド、構造に対応する、パラメーター化した低軌道（LEO）の測位・航法・時刻（PNT）信号。SIGNAL は、バンド（中心周波数、送信帯域幅、ITU 割り当て RNSS/RDSS/MSS/EESS/non-RNSS/other）と、成分（捕捉、データ、パイロット。任意の部分集合）からなり、各成分は変調（小数の n を許す BPSK(n)、BOC(m,n)、MBOC(6,1,p)、または平坦な OFDM 風のバンド）、電力配分、任意の FDMA サブキャリアオフセット、コード長、データレートを持ちます。信号は、コンパイル済みの公開プリセットファイル（xona-pulsar、iridium-stl、starlink-soo、centispace、generic-c-band、generic-bands。それぞれ出典 URL を持ち、未公表の値はすべて REPRESENTATIVE と記されます）から得るか、インラインで記述します。信号ごと：帯域制限付きの電力スペクトル密度と、送信帯域が通す各成分の電力の割合（BPSK の閉形式を数値と並べて）、RMS（ガボール）帯域幅、C/N0 と early-late 間隔に対するディレイロックループのコード追跡熱雑音ジッター（Betz & Kolodziejski 2009 の帯域制限付きコヒーレント（または非コヒーレント）early-late 式から、帯域無制限の教科書的な形と、間隔が消える極限のガボール限界を添えて）、メートルでの測距精度、捕捉の探索空間（軌道の最大ドップラーと発振器およびユーザーの項から求めるドップラービン、にコードビンを掛けたもの）、二乗検波の検出確率と、直列およびコード並列の平均捕捉時間、その信号から GPS L1 C/A、Galileo E1、GPS L5、Galileo E5a、E5b、E5 AltBOC へのスペクトル分離係数と、それぞれからその信号への係数および C/N0 の劣化、そして追跡成分が許容する CW、広帯域、整合の J/S（スペクトル種別自身の SSC の仕組みから）。BAND TRADE：一次の電離圏遅延（40.3 TEC/f^2）、自由空間損失、等しい C/N0 と等しい EIRP での測距精度、ジャマー耐性。任意の SHAPE CHECKS は、設計のスペクトルを、記述された測定と照合します（MODELLED の整合性）。VALIDATED：BPSK のバンド内電力（メインローブに 90.3 %）とガボール帯域幅の閉形式、教科書的なコヒーレント early-late 形とそのガボール限界に帰着する帯域制限付きジッター、オフセット BPSK スペクトル分離係数とその Parseval の閉形式との比較、AltBOC スペクトルの単位面積、および最大 LEO ドップラーと公表された Xona Pulsar（32-34 kHz）と Iridium（36 kHz）の数値との比較。MODELLED：すべての設計、電力配分、C/N0、ジャマーレベル。EFQPSK、CSK、OFDM のスペクトルは近似です。

必須フィールド：なし。任意：presets、signals、receiver、acquisition、compatibility、trade、shape_checks、psd_points。

台帳：MODELLED 2 · VALIDATED 2。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：leo-signal。

kshana scenarios/leo-band-trade.toml

leo-pass#

LEO-PNT（低軌道からの測位・航法・時刻）向けの、システムに依存しない、バンドごとの LEO パスとリンクバジェット：ユーザー（地上、海上、航空、屋内、静止または移動）と一機以上の LEO 衛星を、DESIGNED PASS（設計パス：ユーザーが選んだ時刻に選んだ最大仰角の一回のパスを見るように置いた円軌道、求めに応じて太陽同期）、明示的な軌道要素、エンジンの SGP4 を通した TLE（二行軌道要素セット）、または衛星コンステレーション設計コードが構築する Walker コンステレーション（最も高いパスを報告）から与えます。バンドは名前付きのプリセット（汎用マルチバンド UHF/L/S/C、汎用 C バンド、Xona Pulsar X1/X5、Iridium STL、ドップラーのみの機会信号としての Starlink、CentiSpace、およびWORKSHOPと明記した任意の Celeste IOD プリセット）から取るか、シナリオに書き込みます；各プリセットは、その数値がPUBLIC（URL 付き）、REPRESENTATIVE、またはWORKSHOPのいずれかを明記します。衛星、バンド、エポックごとに：仰角、方位角、距離、距離変化率、距離加速度；自由空間経路損失；EIRP と衛星パターンのゲイン（アイソフラックス、ガウスビーム、フラット）；仰角に対するユーザーアンテナのゲイン（パッチ、半球、等方）；気体減衰（ITU-R P.676-10 Annex 2）、降雨減衰（降雨強度と降雨高度からの ITU-R P.838-3 係数と P.618-14 手順）、対流圏シンチレーション（ITU-R P.618-14 節2.4.1）、屋内ユーザーの建物侵入損失（ITU-R P.2109-2）、偏波不整合、システム雑音温度と C/N0（搬送波対雑音密度）；距離変化率と距離加速度から閉形式で求めるドップラーとドップラー変化率で、それぞれ中心差分と照合；一次の電離圏遅延40.3 STEC/f^2 を、Klobuchar または鉛直 TEC の斜め TEC から、衛星より下の電離圏の部分に換算して求めます。バンドのペアについては、パスのピークで電離圏フリー係数、雑音増幅、コード雑音を求めます。MEO GNSS 衛星（Galileo または GPS のプリセット）は、インターフェース文書の受信電力から、同じアンテナ・雑音モデルで評価されるため、LEO の釣鐘形のパスと平坦な GNSS 搬送波が一つのプロットを共有します。任意の [iot] セクションは、指定した受信機の電力バジェットに対する、デューティサイクルごとの初回測位時間、一回の測位あたりのエネルギー、バッテリー寿命を与えます（MODELLED）。各バンドのペアは、その幾何フリー結合が復元する斜め TEC をピークで求め、その推定のコード雑音の sigma も与えます（電離圏探査）。任意の [spoofer] セクションは、開始後に真の位置から飛ぶか押し出される主張位置の信号を偽造し、指定した誤警報確率と見逃し確率で二つのモニターを実行します：ドップラーとパス幾何の整合性（軌道と独立した事前の位置・速度から予測した距離変化率に対する測定値、窓にわたる一般化最小二乗のカイ二乗検定、GNSS、LEO、全チャネルについて）と、バンド間の整合性（各 LEO バンドペアのモデル補正済み幾何フリー結合のエポック間のステップ）で、エポックごとの統計と各モニターが検出する時点を報告します（MODELLED）。VALIDATED の構成要素：自由空間損失、P.838-3 係数をその表5に対して、P.618-14 の降雨・シンチレーション手順と P.2109 の建物侵入損失を ITU-R Study Group 3 の検証例に対して、IS-GPS-200 の L1/L2 群遅延比、そして円軌道の静止ユーザーの最大ドップラーを arXiv 2509.19551 の表1に対して。MODELLED：EIRP、パターン、衛星より下の TEC の Chapman 割合、そしてパス全体。

必須フィールド：なし。任意：epoch、duration_s、step_s、user、atmosphere、ionosphere、satellite、leo_constellation、gnss、iono_free_pairs、iot、spoofer、name、description、skyline。

台帳：MODELLED 7 · VALIDATED 5。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：leo-pass。

kshana scenarios/leo-pass-iridium.toml

leo-navmsg#

LEO 航法メッセージ：低軌道（LEO）の測位・航法・時刻衛星の放送エフェメリスと時計。任意の軌道、搬送波、モデルに対応し、名前付きのプリセット（Xona Pulsar、Iridium、Starlink、CentiSpace、代表的な C バンドシステム、ATOMIC ゼロクロックモデル、Celeste IOD）も任意で使えます。内容：補助データ（SVID、データ発行番号、バンド、信号健全性）、同期（週、週内時刻、toc まわりの二次の時計多項式 af0-af2）、四つのモデルのいずれかによるエフェメリス -- Galileo OS SIS ICD の16パラメーターのケプラー要素セット；そのセットに along-track、cross-track、radial の補正多項式を加えたもの；Liu ら 2025 の22パラメーターモデル；時計項のない ECEF 多項式（ATOMIC ゼロクロック）-- およびその他のサービス（Klobuchar の放送セット、実効電離レベルを伴う NeQuick-G ai0-ai2、ICD のうるう秒ロジックによる系統時刻から UTC へのパラメーター）。フィッター：選んだ次数までの帯状 J2-J6 または EGM2008 重力と抗力で積分した真値の軌道と、シード付きの自由または制御された時計；非特異要素に対するケプラー要素セットの Levenberg-Marquardt 当てはめ、続いて線形最小二乗の補正多項式；時計は、ユーザーが加える相対論項を差し引いて当てはめます。解析：fit-interval-trade（軌道高度に対する全球平均の重みを用いた信号空間距離誤差 SISRE を、当てはめ区間と更新周期に対して、軌道のみと時計込みで）、model-comparison（四つのモデル、パラメーター数、符号化ビット数、そして Liu ら の高度での Kshana の当てはめを、公表されている数値と並べて）、midpass-update（ユーザー上空で最も高いパス、各メッセージ切り替えの位置・時計・ユーザー距離のジャンプ、最悪幾何でのジャンプ、連続性しきい値に対する PASS/FAIL）、encode-decode（CRC-24Q を持つ Kshana 独自の文書化されたバイナリフレーム、フィールドごとの半刻み量子化バジェット、破損フレームの検査、Kshana 拡張と明記した RINEX-4 形式のレコードのエクスポートとインポート、そして CSV 表）。VALIDATED：SISRE の重みを公表されている MEO/GEO の表（Montenbruck ら 2018）に対して；Galileo のユーザーアルゴリズムを実際の Galileo 放送エフェメリスについて RTKLIB に対して；CRC-24Q をそのカタログのチェック値と RTCM 1005 の例示フレームに対して。MODELLED：当てはめと SISRE の数値はすべて、Kshana が積分した真値に対する表現誤差です（軌道決定や予測の誤差はありません）；Liu ら との比較は異なる軌道を使っています；符号化とテキスト形式は Kshana 独自のものです。

必須フィールド：なし。任意：name、description、seed、analysis、preset、orbit、clock、message、trade、comparison、midpass。

台帳：MODELLED 5 · VALIDATED 6。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：leo-navmsg。

kshana scenarios/leo-navmsg-celeste-iod.toml

leo-pvt#

任意のコンステレーションにわたる、中軌道（MEO）と低軌道（LEO）を融合した測位・航法・時刻（PNT）：各 [[system]] は、constellation-design 種別の GNSS プリセット、LEO プリセット（xona-pulsar、iridium-stl、starlink-sop、centispace、generic-c-band、atomic-zero-clock エフェメリスモデル、または別のプリセットファイル。それぞれ独自のファイルを持ち、出典は PUBLIC、WORKSHOP、DERIVED のいずれかで示されます）、Walker シェル、または明示した軌道要素の集合のいずれかで、搬送波、チップレート、仰角マスクから天頂までの搬送波対雑音密度（C/N0）の包絡線、信号空間距離誤差（SISRE）、ドップラーのシグマ、クロックモデル（独自の受信機クロックでシステム間バイアスを推定するか、既知の放送オフセット）を持ちます。四つのモード。DOPPLER：距離変化率からのバッチ Gauss-Newton 測位で、解析的な偏微分、クロックドリフトと任意の速度状態、任意の高さ拘束を伴い、単一衛星または複数衛星で、窓長に対する誤差、各 LEO システムのドップラー、ドップラーレート、ジャークの包絡線、およびクロストラックオフセットに対する単一パスのアロングトラック精度とクロストラック精度を扱います（パスが真上に来るにつれてクロストラック誤差は際限なく増大し、単一パスには地上軌跡を挟んだ鏡像解も存在します）。ドップラーのみの機会信号（starlink-sop）はここで実行されます。JOINT：GNSS のみ、LEO のみ、両方によるエポックごとの重み付き最小二乗疑似距離測位解で、C/N0 でのディレイロックループの熱雑音モデルと SISRE から測定ごとのシグマを求め（または固定のシグマとし、信号モデルから与えることもできます）、推定したシステム間バイアスと、追加した LEO 衛星数に対する PDOP/HDOP/VDOP を扱います。POLAR：GNSS、LEO、両方についての、緯度に対する視界内の衛星数と DOP。TIMING：既知の位置にある LEO 衛星から協定世界時（UTC）への時刻伝送で、プロセスノイズがエンジンの発振器クラスに由来する 二状態のクロックフィルターを用い、C/N0 と発振器に対して評価し、IS-GPS-200 のシステム時刻から UTC への式も扱います。[timing] で trace = true とすると、すべての行がエポックごとの時刻誤差と予測シグマも報告します。VALIDATED：真上から地平線までのパスの最大ドップラーを、公表された Iridium（最大 36 kHz）と Xona Pulsar X1（32 から 34 kHz）の数値と比較。MODELLED：それ以外のすべて。DOP は手計算で導いたケースと、測位解は共分散と、ドップラーモデルは距離加速度の恒等式と照合されています。

必須フィールド：なし。任意：mode、seed、duration_s、step_s、user、dll、doppler、joint、polar、timing、system、skyline。

台帳：MODELLED 3 · VALIDATED 2。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：leo-pvt。

kshana scenarios/leo-pvt-fjord-skyline.toml

leo-ppp#

GNSS のみの場合と LEO 補強ありの場合の精密単独測位（PPP）の収束：電離圏フリーのコードと搬送波位相に対するフロート拡張カルマンフィルターで、静的な局座標、白色の受信機クロック、追加システムごとに 一つのシステム間バイアス、1/sin(仰角) でマッピングされるランダムウォークの天頂湿潤遅延、衛星アークごとのフロートアンビギュイティを持ちます。精密な軌道・クロック誤差は白色で、衛星のコードと位相に共通のため、各衛星は Joseph 安定化形式の相関した 二行の更新 一つになります。測定値は、複数の観測局とシードにわたり、シード付きノイズを加えた同じモデルからシミュレートされ、各ケース（最初に GNSS のみ、続いて LEO システムの各 [[case]]、任意のコンステレーションまたはプリセット）は、収束時間の中央値（水平誤差と垂直誤差がしきい値、既定で 10 cm、を下回ったままになる最初のエポック）、収束した割合、誤差曲線の中央値、およびフィルターの整合性（実行ごとに平均した位置 NEES を両側 95% のカイ二乗帯域と比較したもの）を報告します。任意で、公表された Li et al.（2019、J. Geod. 93:749、doi 10.1007/s00190-018-1195-2）の中緯度の数値と並べて示します：マルチ GNSS の 9.6 分は、60、96、192、288 機の LEO 衛星で 7.0、3.2、2.1、1.3 分に短縮されます。MODELLED：傾向の整合性の比較であり、その研究のコンステレーション、ノイズ、観測局の再現ではありません。アンビギュイティ解決、サイクルスリップ、位相ワインドアップ、潮汐、時間相関のある製品誤差はありません。

必須フィールド：なし。任意：seed、duration_s、step_s、runs、criterion_horizontal_m、criterion_vertical_m、compare_li_2019、noise、site、gnss、case。

台帳：MODELLED。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：leo-ppp。

kshana scenarios/leo-ppp-convergence.toml

ntn-positioning#

移動衛星サービス（MSS）S帯（3GPP バンド n256、ダウンリンク 2170 ～ 2200 MHz、既定のキャリア 2172.5 MHz）における5G非地上系ネットワーク（NTN）ダウンリンクからの測位です。各信号（既定では、占有 4.5 MHz の 5 MHz New Radio チャネルと、占有 180 kHz の 200 kHz 狭帯域チャネル）について、到達時刻のクラメル・ラオ限界（CRB）c / (2 pi beta sqrt(2 (C/N0) T))（beta は平坦な OFDM スペクトルの二乗平均平方根（ガボール）帯域幅 B/sqrt(12)）と、複素トーンのドップラーの限界 sqrt(3 / (2 pi^2 (C/N0) T^3)) を求めます。続いて、任意のLEOコンステレーションにわたり、未知の受信機クロックを含むダウンリンク到達時刻の測位解（シード付きで、限界とネットワーク同期誤差を sigma とする）、その PDOP と形式的な3次元 sigma、そして高度を固定した最長パスでの単一衛星ドップラー測位解を求めます。MODELLED：帯域幅から限界への段階は教科書的な閉形式であり、平坦な帯域制限BPSKスペクトルの数値積分に照らして確認しています（内部整合性であり、公表された具体的な数値には固定していません）。測位精度は、同期誤差を明示した、マルチパスのないチャネル上での限界であり、達成した結果ではありません。

必須フィールド：なし。任意：seed、carrier_hz、signal、integration_s、doppler_integration_s、cn0_dbhz、sync_error_m、user、duration_s、step_s、system。

台帳：VALIDATED。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：ntn-positioning。

kshana scenarios/ntn-5g-positioning.toml

leo-pnt-chain#

任意のコンステレーションと信号に対応する、LEO-PNT（低軌道からの測位・航法・時刻）システムのエンドツーエンドの連鎖：signal_design で指定する leo-signal 設計（公開プリセットまたはインラインの [signal] 設計）が [pass] バンドの中心周波数、帯域幅、チップレート、EIRP の配分を決め、leo-pass のリンクバジェットがパス全体にわたる追跡 C/N0 と帯域制限付きのコードジッターを与え、sin(仰角) に対する C/N0 の直線と [navmsg] メッセージの放送 SISRE（パス衛星の高度で当てはめたもの）が、[fusion] の leo-pvt 統合測位解のすべての LEO システムに、また任意で [ppp] の leo-ppp ケースに渡されます。すべての受け渡しは値と単位とともに一覧されます。MODELLED。

必須フィールド：signal_design、pass、fusion。任意：name、description、seed、signal、navmsg、od_sisre_m、ppp。

台帳：MODELLED。入力、結果、エビデンス、制限事項を含む全ページ：leo-pnt-chain。

kshana scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml