来歴：すべてのパラメーターを公表された出典まで追跡可能に
Kshana の中核となる誠実さの規律は、すべてのセンサーパラメーター、物理モデル、検証データセットが、公表された出典（データシート、査読済み論文、信号空間の ICD（インターフェース管理文書）、または標準）まで追跡できることです。この文書は、それらの来歴の文字列を、引用可能な一つの参照表にまとめたものです。
来歴は単なるドキュメントではありません。シナリオ内の各センサーテーブル（たとえば [clock_quantum] と [clock_classical]）は provenance 文字列（src/types.rs の ModelSpec、慣性計測装置（IMU）誤差モデルでは src/inertial/imu_errors.rs の with_provenance）を持ち、これは quantum.spec.provenance と classical.spec.provenance として結果の JSON（JavaScript Object Notation）にそのまま引き継がれるため、どの実行も自身のパラメーターの出典を持ち運びます。結果の units ブロックも、すべての数値フィールドに来歴の区分（input、computed、closed-form、internal-consistency など）を付けています。以下の表は、これらの文字列を集約した、人間が読めるインデックスに、ソースコードのコメントにあるアルゴリズムと検証の来歴を加えたものです。
成熟度は全体を通して正直にラベル付けしています。飛行適格（飛行実績あり）、地上ラボ/観測ロケット（実証済み、飛行実績なし）、地上ハードウェアでの宇宙目標（飛行実績のないハードウェアに対する目標値で、特にストロンチウム光格子時計の数値すべてがこれに当たります）。数値ごとの validated / modelled / not modeled のラベルは VALIDATION.md、地上ラボと飛行の成熟度に関する議論は QUANTUM-MODELS.md を参照してください。
1. 時計・周波数基準のパラメーター#
| センサー | 主要な数値 | 出典 | 成熟度 |
|---|---|---|---|
| Microchip（Microsemi）SA.45s / SA65 CSAC（チップスケール原子時計） | σ_y(1 s) = 3.0×10⁻¹⁰ | メーカーのデータシート | 飛行適格（配備済みの市販品） |
| ストロンチウム光格子時計（宇宙目標） | σ_y(1 s) = 1×10⁻¹⁵ | Origlia, Schiller, Bongs et al.、arXiv:1503.08457 | 地上ハードウェアでの宇宙目標 — Sr 光時計の飛行実績はありません |
| ストロンチウム光格子時計（実験室の記録） | σ_y(1 s) = 4.8×10⁻¹⁷ | Oelker et al.、Nature Photonics (2019) | 地上ラボのみ |
| ACES/PHARAO（Atomic Clock Ensemble in Space / Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite、ISS（国際宇宙ステーション）のベンチマーク） | 数日間の積分後で 1×10⁻¹⁶ 程度 | ESA（欧州宇宙機関）の ACES/PHARAO。2025 年4月から ISS で運用中（ESA が公表した結果を引用すること） | 飛行適格（マイクロ波/メーザーであり、光ではありません） |
ホールドオーバーのモデルが使うアランの白色周波数係数は q_wf = σ_y(1 s)² です。フリッカー周波数変調（フリッカー FM）と経年変化は、flicker_floor が明示的に設定されている場合にのみモデル化され、それ以外はモデル化されません（VALIDATION.md を参照）。
2. 慣性センサーのパラメーター#
| センサー | 主要な数値 | 出典 | 成熟度 |
|---|---|---|---|
| Exail ハイブリッド量子加速度計の三軸構成 | バイアス安定度 6×10⁻⁸ g = 5.88×10⁻⁷ m/s²（24 h）、ノイズ 22 µg/√Hz = 2.16×10⁻⁴ (m/s²)/√Hz | Templier et al.、Science Advances (2022)、arXiv:2209.13209 | ground-lab |
| Honeywell QA-2000 航法グレードの水晶加速度計 | バイアス安定度 ~160 µg = 1.57×10⁻³ m/s²、ノイズ ~20 µg/√Hz、バイアス不安定性 ~1 µg | メーカー / Groves AESS（Aerospace and Electronic Systems Society）チュートリアル | flight-qualified |
| IMU 誤差モデル（スケールファクター、ミスアライメント、g 感度、量子化、レートランプ） | 五つの系統的な誤差分類 | IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）Std 952-1997 §A.2、Groves 2013 §4.3、Table 4.1 | モデル |
| ストラップダウン機械化（NED：北・東・下、コーニング/スカーリング） | クォータニオン姿勢 §2.2、§5.5、NED 機械化 §5.4、重力 §2.4 | Groves、Principles of GNSS (global navigation satellite system), Inertial, and Multisensor Integrated Navigation Systems、第 2 版 | モデル |
3. 時刻・周波数伝送のパラメーター#
| リンク | 主要な数値 | 出典 |
|---|---|---|
| 自由空間光の双方向（衛星間） | 実験室の下限 ~1 fs、軌道上で現実的な目標は 1 ps | Giorgetta et al.（2013、Nature Photonics）、Deschênes et al.（2016、Physical Review X） |
| TWSTFT（衛星双方向時刻・周波数比較、Ku バンド） | 単一セッションで ~0.5 ns | BIPM（国際度量衡局）/ PTB（Physikalisch-Technische Bundesanstalt、ドイツの国家計量機関）/ NIST（National Institute of Standards and Technology） |
4. 軌道、時刻系、座標系のモデル#
| モデル | 式 / 標準 | 参照（ソースコードのコメント） |
|---|---|---|
| SGP4/SDP4（SGP4：Simplified General Perturbations 4、SDP4：Simplified Deep-space Perturbations 4）による伝搬 | WGS-72（WGS：World Geodetic System）の SGP4 モデル | Vallado et al.、「Revisiting Spacetrack Report #3」、AIAA（American Institute of Aeronautics and Astronautics）2006-6753 (2006) |
| うるう秒/時刻系（UTC/TAI/TT/UT1（UTC：協定世界時、TAI：国際原子時、TT：地球時、UT1：世界時 1、地球自転に基づく時刻）） | 1972-01-01 以降の整数うるう秒の体制 | IERS（International Earth Rotation and Reference Systems Service）Conventions (2010)、うるう秒の履歴は IERS Bulletin C |
| 地球回転角 | θ(Tu) = 2π(0.7790572732640 + 1.00273781191135448·Tu) |
IAU（国際天文学連合）2000 決議 B1.8 |
| 放送エフェメリスの SV（宇宙機、すなわち衛星）の位置/時計 | ユーザーアルゴリズム、相対論的な F·e·√A·sin Eₖ、TGD |
IS-GPS-200（IS：Interface Specification、GPS：Global Positioning System）§20.3.3.4.3.1 / §20.3.3.3.3.1 |
| Galileo / QZSS（日本の準天頂衛星システム）/ BeiDou のエフェメリス定数（μ、Ω̇ₑ、C̄₂₀） | システムごとの SIS ICD（インターフェース管理文書） | Galileo OS（オープンサービス）SIS ICD、BeiDou OS SIS ICD（CGCS2000、中国測地座標系 2000）、GLONASS（ロシアの全球航法衛星システム）ICD（PZ-90（PZ：Parametry Zemli、ロシアの測地系）） |
5. GNSS の観測量領域とレジリエンスのモデル#
| モデル | 式 / 標準 | リファレンス |
|---|---|---|
| Klobuchar 単一周波数電離圏 | セミサークルのアルゴリズム | IS-GPS-200 §20.3.3.5.2.5 |
| Saastamoinen 天頂対流圏 | 静水圧 + 湿潤の天頂遅延 | Davis et al.（1985）、Groves §9.4 |
| Niell マッピング関数 | 静水圧と湿潤、仰角によるマッピング | Niell（1996） |
| アンチジャムのリンクバジェット | [1/(C/N₀) + (J/S)/(Q·Rc)]⁻¹（C/N₀ は搬送波対雑音密度比、J/S はジャミング対信号比、Q はスペクトル分離係数、Rc はチップレート）→ 実効 C/N₀ → ロックロス |
Kaplan & Hegarty、Understanding GPS/GNSS、第 3 版、§9.4 |
| スプーフィング/エネルギー検出 | Neyman–Pearson / 両側 χ²₁ エネルギー検定、Φ⁻¹ は Acklam の方法、erf は Abramowitz & Stegun 7.1.26 | 古典的な検出理論 |
| アラン系列の安定度（ADEV/MDEV/TDEV/HDEV（ADEV：アラン偏差、MDEV：修正アラン偏差、TDEV：時間偏差、HDEV：アダマール偏差）） | 信頼区間付き | NIST SP（Special Publication）1065（Riley）、Kasdin、Proc. IEEE (1995) |
| RAIM（受信機自律インテグリティ監視）/ インテグリティ（HPL/VPL（HPL：水平保護レベル、VPL：垂直保護レベル）、ARAIM（高度な受信機自律インテグリティ監視）による解の分離） | スナップショットと解の分離 | INTEGRITY.md を参照 |
6. 検証データセット#
ベンダリングの方針。再配布がライセンス上許可されており、かつサイズが git に無理なく収まる検証データセットは、すべて原本のまま commit します。これにより、クローンしたものでネットワークなし、リンク切れなしにオフラインで検証を再現できます。データセットがfetch-gated（scripts/fetch_*.sh ヘルパーが git の管理対象外の realdata-cache/ にダウンロードし、導出した小さな基準値だけを commit する）になるのは、ライセンスが再配布を明確には許可していない場合、またはサイズが git には大きすぎる場合に限ります。gated の各データセットには、その具体的な理由を以下に記録しており、利便性のために gated にしているものはありません。
| データセット | 用途 | ライセンス | リポジトリ内の状態 |
|---|---|---|---|
| AIAA 2006-6753 SGP4 テストベクトル（全 666 件） | SGP4 の数値検証：最大 4.12 mm | 公表されている基準ベクトル（Vallado、AIAA） | ベンダリング済み tests/fixtures/sgp4/ |
| ⁸⁸Sr 光時計の ADEV σ_y(τ)（Norcia et al.、Science 366:93、2019） | 光時計の実測安定度のフィットの検証 | CC-BY-4.0（Creative Commons Attribution 4.0、Zenodo 10.5281/zenodo.3382347） | ベンダリング済み tests/fixtures/optical_clock_adev/ |
| NASA/USGS（NASA：米国航空宇宙局、USGS：米国地質調査所）SRTM（Shuttle Radar Topography Mission）v3 標高タイル N36W117（デスバレー、6 秒角に間引き、722 KB） | 実際の起伏に対する地形 DEM（DEM：数値標高モデル）の .hgt リーダーの検証（バッドウォーター盆地 ≈ −86 m） |
パブリックドメイン（NASA/USGS SRTM v3、AWS（Amazon Web Services）Open Data elevation-tiles-prod 経由） |
ベンダリング済み tests/fixtures/terrain/N36W117_sub6.hgt |
| CCSDS 502.0/503.0 Blue Book の OEM/TDM（OEM：Orbit Ephemeris Message、TDM：Tracking Data Message）の例 | CCSDS パーサーの往復変換の検証 | 公表されている標準の例（CCSDS） | ベンダリング済み tests/fixtures/ccsds/ |
| IGS（国際 GNSS サービス）の SP3（Standard Product 3、精密軌道のフォーマット）精密軌道 + RINEX（Receiver Independent Exchange Format）航法のサンプル | 軌道フィットとインテグリティの検証 | IGS のオープンデータ（用途を問わず無料、出典表示） | ベンダリング済み tests/fixtures/igs/ |
Celestrak の TLE（二行軌道要素）スナップショット（gps-ops、galileo） |
実在のコンステレーションのシナリオ | Celestrak の利用条件（出典表示、米国政府由来の TLE（二行軌道要素）） | ベンダリング済み tests/fixtures/celestrak/ + ライブの scripts/fetch_tles.sh |
| scipy / scikit-learn / filterpy の基準出力 | 数値カーネルと推定器の検証 | BSD/MIT（BSD：Berkeley Software Distribution ライセンス）のライブラリからローカルで生成 | ベンダリング済み tests/fixtures/scipy/（+ ジェネレータースクリプト） |
| Stable32 の基準偏差（ディケードごとの ADEV/HDEV の階段） | アラン推定器の同等性 | 導出した要約値（小さい） | ベンダリング済み tests/fixtures/cs5071a/, tests/fixtures/phasedat/ |
| 5071A セシウムの生の位相系列（556,990 点、12 MB） | 実際の Cs 時計に対するオーバーラッピング ADEV/HDEV | 不明 — allantools は LGPL-3.0（GNU Lesser General Public License、ソフトウェアライセンス）であり、データ再配布の明示的な許諾はありません。このファイルは PyPI（Python Package Index）の配布物から除外されています |
Fetch-gated scripts/fetch_cs5071a.sh、導出した階段は commit 済み |
| 生の PHASE.DAT（1000 点の回帰系列） | Stable32 推定器の同等性の系列 | 不明 — 商用の Stable32（Hamilton Technical Services）に同梱されています。NIST SP 1065 はパブリックドメインですが、値は掲載していません | Fetch-gated scripts/fetch_phasedat.sh、導出した階段は commit 済み |
| JammerTest 2024 の GNSS ジャミング/スプーフィングのキャプチャ（1.4 GB） | レジリエンス/異常シナリオの較正 | GPL-3.0-or-later（GNU General Public License、Zenodo 10.5281/zenodo.15910563）— 再配布は許可されていますが、サイズが GitHub の 100 MB のファイル上限を超えており、GPL のコピーレフトは AGPL（Affero General Public License）のツリーと両立しません | Fetch-gated、DOI（デジタルオブジェクト識別子）を参照 |
fetch-gated の各データセットのライセンス状況は、上流の権威ある情報源に照らして調査しました。「不明」の二つの時計データセットは、再配布の明示的な許諾が得られるまで gated のままとします（公表するライセンスを受けている値は、すでに commit しています）。JammerTest のセットは、ライセンスはオープンですが、サイズとコピーレフトを理由に gated としています。
7. 新しい領域：パラメーターの出どころ#
上の表より後に追加された種別にも、同じ規則を適用します。各行は、出典と、それに基づく機能の検証マトリクス上のステータスを示します（行全体は VERIFICATION-MATRIX.md を参照）。
| 領域 | パラメーター | 出典 | ステータス |
|---|---|---|---|
通信タイミング（telecom-timing） |
同期マスク | ITU-T（国際電気通信連合 電気通信標準化部門）勧告。各限界値を、その表または条項とともに TELECOM-TIMING.md に記載 |
MODELLED（転記） |
| 通信タイミング | 発振器プリセット ocxo、rubidium、caesium、csac |
Microchip のデータシート四つ。文書番号は TELECOM-TIMING.md に記載 |
MODELLED |
| 通信タイミング | MTIE（最大時間間隔誤差）と TDEV（時間偏差）の推定器 | tests/fixtures/telecom_timing/ の allantools 2024.06 |
VALIDATED |
太陽系（solar-system、body-pnt） |
JPL（Jet Propulsion Laboratory）Standish のケプラー要素による惑星の位置 | tests/fixtures/solar_system/ の JPL Horizons DE441（Development Ephemeris 441）状態ベクトルと照合して確認 |
VALIDATED。天王星、海王星、冥王星、衛星は MODELLED |
| 太陽系 | 各天体の重力パラメーター、半径、自転 | JPL Horizons の天体レコードと、JPL の衛星物理パラメーター表 | MODELLED（転記） |
コンステレーション設計（constellation-design） |
GPS、Galileo、GLONASS の公称スロット | Galileo オープンサービス サービス定義文書 1.1、GPS 標準測位サービス性能標準 第 5 版 | VALIDATED |
LEO（低軌道）PNT（leo-signal、leo-pass、leo-pvt） |
名前付きのシステムプリセット | 引用している公開数値。各プリセットに出典を付記 | MODELLED |
LEO 航法メッセージ（leo-navmsg） |
信号空間レンジ誤差の重み | Montenbruck、Steigenberger、Hauschild（2018）、Advances in Space Research | VALIDATED |
| LEO の航法メッセージ | 22 パラメーターのエフェメリスモデル | Liu et al.（2025）、Remote Sensing 17(16):2894 | MODELLED |
グラフの来歴フッター#
Kshana が描画するすべてのグラフ（ブラウザープレイグラウンド、CLI（コマンドラインインターフェース）の *.chart.svg エクスポート、印刷可能な *.report.html（HTML、HyperText Markup Language）レポート内のグラフ）の右下には、次の内容が刻印されます。
Kshana v<version> · scenario <hash> · kshana.dev
scenario <hash> は、その実行のシナリオハッシュの先頭 12 桁の十六進文字です。シナリオハッシュは、正規化したシナリオ定義（シード、しきい値、モデルパラメーター、GNSS の窓など）に対する SHA-256（SHA：Secure Hash Algorithm）です。これは、一行の実行サマリーや、結果 JSON の scenario_hash フィールドに現れるものと同じフィンガープリントです。（結果ドキュメントに scenario_hash を持たない種別、たとえばインテグリティレポートや月レポートは、シナリオソースの TOML（Tom's Obvious, Minimal Language）の SHA-256 で代用するため、すべてのグラフに安定したフィンガープリントが付きます。）
ハッシュは決定的で入力に敏感なため、保存または貼り付けたグラフ画像は自己識別が可能です。エンジンのバージョン、それを生成した正確なシナリオ（ビット単位の再現のため）、およびソースが記録されており、パラメーターを一つでも変更するとハッシュが変わるため、誤ったラベルのグラフは検出できます。
引用と再現の方法#
すべての結果は scenario + seed + engine version から再現できます。エンジンは CITATION.cff / Zenodo のコンセプト DOI 10.5281/zenodo.20528627 で引用し、特定の実行が依存する数値については、上記のパラメーターの出典を引用してください。それらは結果 JSON の provenance フィールドに含まれて引き継がれるため、公表された結果は自己文書化されています。
数値が、地上ハードウェアでの宇宙目標（ストロンチウム光時計のすべての数値）または地上ラボでの実証（冷却原子加速度計）である場合は、この文書と結果の来歴にその旨を明記しています。Kshana は、ラボの数値や目標値を、飛行時の性能として示すことはありません。