constellation-design (scenariotype)

Scenariotype i motoren v0.40.0, familie Konstellasjoner, dekning og geometri. Veiledende: analyseutdata fra et forsknings- og ingeniørverktøy, ikke typegodkjent navigasjonsutstyr og ikke en sikkerhetskritisk tjeneste for menneskeliv. Hver etikett her er motorens eller verifikasjonsmatrisens; en type er MODELLED med mindre matrisen sier noe annet (hvordan en etikett fortjenes: Evidens-avsnittet i README).

Hva den gjør#

Konstellasjonsutforming i stor skala: Walker DELTA- og Walker STAR-mønstre i konvensjonen i: T/P/F (noder spredt over 360 eller 180 deg, avstand i planet 360P/T, faseforskyvning mellom plan 360F/T), eksplisitte elementlister og design med flere skall, flere konstellasjoner i én kjøring, rundt jorden, Månen, Mars eller en hvilken som helst annen planet, Pluto eller en stor måne med konstantene i body-modulen (de samme som typene solar-system og body-pnt bruker). FORHÅNDSINNSTILLINGER fra publiserte nominelle elementer: gps-baseline og gps-expandable (de 24 sporene og de seks forover-/bakover-utvidbare parene i GPS Standard Positioning Service Performance Standard, 5. utgave 2020, tabell 3.2-1 til 3.2-3), galileo (Walker 24/3/1 ved 29 599,801 km og 56 deg, Galileo Open Service Service Definition Document utgave 1,1 tabell 1 og 23), beidou og beidou-meo (Walker 24/3/1 ved 21 528 km og 55 deg pluss tre geostasjonære satellitter ved 80, 110,5 og 140 deg Ø og tre skråstilte geosynkrone satellitter ved 55 deg, BeiDou Open Service Performance Standard 3,0 avsnitt 4,1; MEO-fasen og krysningen for skråstilt geosynkron ved 118 deg Ø er modellert fordi standarden ikke oppgir dem) og glonass (24/3/1 ved 19 100 km og 64,8 deg fra sporformelen i GLONASS Interface Control Document utgave 5,1 avsnitt 5,2). DEKNING OG PRESISJONSFORTYNNING: over et rutenett av breddegrad/lengdegrad og et samplet vindu med en elevasjonsmaske, antall satellitter i sikt, GDOP, PDOP, HDOP og VDOP per celle, tilgjengeligheten (en posisjonsbestemmelse med PDOP ved eller under en terskel, 6 som standard) per celle, globalt (arealvektet) og på det verste stedet, med én mottakerklokke per konstellasjon med mindre clock = "common". Den skalerer til tusenvis av satellitter: synlighet er et skalarprodukt mot hver satellitts dekningshalvvinkel, og satellitter deles i bånd etter breddegraden under satellitten hver epoke, slik at en rutenettrad bare tester de som kan være i sikt; rapporten teller parstestene som er spart. JSON-en inneholder rutenettkartene og nedsamplede bakkespor per satellitt. VALIDATED: Walker-generatoren mot Galileo OS SDD tabell 23 og sporformelen i GLONASS ICD, GPS-forhåndsinnstillingen mot den publiserte kolonnen for ekvatorkrysning i SPS PS tabell 3.2-1, og den globale HDOP-fordelingen for GPS-grunnlinjen mot SPS PS vedlegg B (median 0,94, 95% 1,25, gjennomsnitt 0,96, toleranse 0,03). MODELLED: todelslegeme-baner med valgfri sekulær J2, et sfærisk legeme, kun geometrisk synlighet (ingen signaleffekt, helse eller terreng), og den relative fasen mellom ulike systemer, som ikke er et øyeblikksbilde av noen virkelig dato.

Én kjøring av scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml oppsummeres som: constellation-design: 5000 satellites (LEO-PNT) around the Earth; availability 99,22% (PDOP <= 3 at 20 deg mask), worst site 0,00%, median PDOP 1,11, mean 39,4 in view; 648 grid points x 12 epochs (MODELLED)

Inndata#

Fra skjemaet (kshana kinds --json):

• Påkrevde felt: ingen
• Valgfrie felt: body, duration_s, step_s, mask_deg, pdop_threshold, grid_step_deg, lat_min_deg, lat_max_deg, lon_min_deg, lon_max_deg, clock, j2, track_points, max_tracks, constellation

Eksempelet scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml setter blant annet:

Kjør den#

kshana scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml

3 medfølgende scenarioer bruker denne typen; de andre står i scenarios/.

Hva den gir#

Skalarresultatene fra den kjøringen, med enhetene motoren oppgir:

Resultatetikett (motorens): MODELLED - two-body Keplerian orbits (optional secular J2) around a spherical body, geometric visibility above an elevation mask, all-in-view dilution of precision with one receiver clock per constellation unless clock = "common"; no signal power, health or terrain. The Walker geometry and the publi

Evidens#

MODELLED 1 · VALIDATED 2: radene i verifikasjonsmatrisen som nevner denne typen.

• VALIDATED Generatorene til typen constellation-design: Walker delta- og star-mønstre i T/P/F-konvensjonen (nodeavstand 360/P eller 180/P, avstand i planet 360·P/T, faseforskyvning mellom plan 360·F/T), og GPS-grunnlinjen og den utvidbare 24-sporsvarianten, Gal
• VALIDATED Dekningsmotoren til typen constellation-design på GPS-grunnlinjens forhåndsinnstilling med 24 spor under betingelsene i vedlegg B i GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) (ett siderisk døgn, 287 femminuttersteg, et globalt rutenett på 4 x 4 deg med
• MODELLED Typen constellation-design utover de to fastlåste tilfellene: eksplisitte design og design med flere skall, flere konstellasjoner per kjøring med én mottakerklokke per konstellasjon, jorden, Månen og Mars fra legemets konstanter, BeiDou-forhåndsinnstillingen Tester: coverage_dop_gnss_lib_py_oracle.rs.

Radene kjøringen selv brukte, med den uavhengige referansen matrisen gir hver (de offentlige kildene er navngitt der):

• MODELLED Deterministisk, scenariohashet, SBOM + gates med gylne verdier på tvers av plattformer. Uavhengig referanse (ExternalDataset): SBOM-overensstemmelse med det offisielle CycloneDX 1,5 JSON Schema (+ gyldige SPDX-identifikatorer), en ekstern publisert standard, null valideringsfeil over hele avhengighetsgrafen; delen om FoM-determinisme / byte-reproduserbarhet er fortsatt en festet selvkonsistenssjekk, så raden forblir MODELLED
• VALIDATED Generatorene til typen constellation-design: Walker delta- og star-mønstre i T/P/F-konvensjonen (nodeavstand 360/P eller 180/P, avstand i planet 360·P/T, int. Uavhengig referanse (ExternalDataset): Publiserte byrådokumenter: Galileo Open Service Service Definition Document utgave 1,1 (European GNSS Service Centre) tabell 1 og 23, referansekonstellasjonen ved 2016-11-21 00:00 UTC; GLONASS Interface Control Document utgave 5,1 (2008) avsnitt 5,2, sporformelen for nodelengde og breddeargument; GPS Standard Positioning Service Performance Standard 5. utgave (april 2020) tabell 3.2-1, 3.2-2 og
• VALIDATED Dekningsmotoren til typen constellation-design på GPS-grunnlinjens forhåndsinnstilling med 24 spor under GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) vedlegg . Uavhengig referanse (ExternalDataset): GPS SPS PS 5. utgave (april 2020) vedlegg B avsnitt B.3.2.2 og B.3.2.3, den publiserte globale gjennomsnittlige HDOP-fordelingen for den fullt besatte grunnlinjekonstellasjonen med 24 spor (median 0,94, 90 % 1,16, 95 % 1,25, 98 % 1,37, gjennomsnitt 0,96), tabell 3.8-1 (PDOP-tilgjengelighet) og tabell B.3-1 (ensemble-PDOP for en degradert konstellasjon, brukt bare som øvre grense), pluss en håndutledet lukket form for én epoke. VDOP og PD
• MODELLED Typen constellation-design utover de to fastlåste tilfellene: eksplisitte design og design med flere skall, flere konstellasjoner per kjøring med én mottakerklokke per konste. Uavhengig referanse (InternalConsistency): Intern konsistens: brute-force-elevasjonsskanningen, de håndberegnede reduksjonene og orbit::dop, og den lukkede Walker- og geosynkrone geometrien. Todelslegeme-baner med valgfri sekulær J2, et sfærisk legeme med lokal vertikal langs radius, kun geometrisk synlighet (ingen signaleffekt, satellitthelse, terreng eller tredjelegemeforstyrrelse), og den relative fasen mellom systemer hentet fra ulike re

Begrensninger#

Hva kjøringens egen rapport sier ikke er modellert eller ikke er validert:

• MODELLED - two-body Keplerian orbits (optional secular J2) around a spherical body, geometric visibility above an elevation mask, all-in-view dilution of precision with one receiver clock per constellation unless clock = "common"; no signal power, health or terrain. The Walker geometry and the published presets are checked against the Galileo OS SDD, the GLONASS ICD and the GPS SPS Performance Standard slot tables, a (resultat label)
• MODELLED: todelslegeme-baner med valgfri sekulær J2, et sfærisk legeme, kun geometrisk synlighet (ingen signaleffekt, helse eller terreng), og den relative fasen mellom ulike systemer, som ikke er et øyeblikksbilde av noen virkelig dato. (typekatalog (kshana kinds --json))
• Hva kjøringen svarer på: satellitter i sikt, PDOP/HDOP/VDOP/GDOP per celle på 10 deg, og andelen av tiden med PDOP ved eller under 3 over en maske på 20 deg i løpet av to timer. Det svake punktet kartet viser er polkalottene: ingen skall når over omtrent 82 deg breddegrad, så en bruker nær en pol ser alle satellitter på én side av himmelen og den vertikale geometrien forverres. MODELLED: et illustrativt design, todelslegeme-baner med J2, en sfæ (kommentar i scenariofilen, linje 17 til 21)
• Reproduserbarhet og programvarekvalitetssikring er MODELLED, ikke validert: en delpåstand er kontrollert eksternt, men hele funksjonen setter sammen modellerte deler, så funksjonen forblir modellert. (verifikasjonsmatrise (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Kart over dekning og presisjonsfortynning for vilkårlige design med flere konstellasjoner i stor skala, rundt et hvilket som helst sentrallegeme, er MODELLED, ikke validert: kontrollert mot sin egen lukkede/analytiske identitet – fanger opp transkripsjons- og koeffisientfeil, men er ikke en uavhengig ekstern referanse. (verifikasjonsmatrise (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Se også#

• Familieside: Konstellasjoner, dekning og geometri
• Alle typer: KINDS.md
• Temaside: LEO-PNT.md
• Temaside: SOLAR-SYSTEM.md