leo-signal (scenariotype)

Scenariotype i motoren v0.40.0, familie Navigasjon i lav jordbane. Veiledende: analyseresultat fra et forsknings- og ingeniørverktøy, ikke typegodkjent navigasjonsutstyr og ikke en safety-of-life-tjeneste. Hver etikett her kommer fra motoren eller verifikasjonsmatrisen; en type er MODELLED med mindre matrisen sier noe annet (hvordan en etikett oppnås: avsnittet Evidence i README).

Hva den gjør#

LEO-PNT-signalutforminger: parametriserte signaler for posisjonering, navigasjon og tidssynkronisering (PNT) i lav jordbane (LEO), for ethvert system, bånd og struktur. Et SIGNAL er et bånd (senterfrekvens, sendebåndbredde, ITU-tildeling RNSS/RDSS/MSS/EESS/non-RNSS/other) og komponenter (akkvisisjon, data, pilot; en hvilken som helst delmengde), hver med en modulasjon (BPSK(n) med brøk-n, BOC(m,n), MBOC(6 1,p) eller et flatt OFDM-lignende bånd), en effektandel, valgfrie FDMA-underbærebølgeforskyvninger, en kodelengde og en datarate. Signalene kommer fra innebygde, offentlige preset-filer (xona-pulsar, iridium-stl, starlink-soo, centispace, generic-c-band, generic-bands; hver med sin kilde-URL og hver upublisert verdi merket REPRESENTATIVE) eller skrives inline. PER SIGNAL: den båndbegrensede effekttettheten og andelen av hver komponents effekt som sendebåndet slipper gjennom (lukket form for BPSK ved siden av den numeriske verdien), RMS-båndbredden (Gabor), den termiske støyjitteren i kodesporingen med forsinkelseslåst sløyfe mot C/N0 og early-late-avstand fra den båndbegrensede koherente (eller ikke-koherente) early-late-formelen til Betz & Kolodziejski 2009, med lærebokformen for ubegrenset bånd og Gabor-grensen for forsvinnende avstand, avstandsnøyaktigheten i meter, akkvisisjonssøkerommet (Doppler-binger fra banens maksimale Doppler pluss oscillator- og brukerledd, ganger kodebinger), deteksjonssannsynlighet med kvadratisk detektor og gjennomsnittlig seriell og kodeparallell akkvisisjonstid, signalets spektrale separasjonskoeffisient mot GPS L1 C/A, Galileo E1, GPS L5, Galileo E5a, E5b og E5 AltBOC og hver av dem mot signalet med C/N0-forringelsen, og den CW-, bredbånds- og tilpassede J/S som den sporede komponenten tåler, fra spektrumtypens egen SSC-maskineri. Et BÅNDVALG: førsteordens ionosfærisk forsinkelse (40,3 TEC/f^2), frirommstap, avstandsnøyaktighet ved lik C/N0 og ved lik EIRP, og jammertoleranse. Valgfrie FORMKONTROLLER holder spekteret til en utforming opp mot en beskrevet måling (MODELLED konsistens). VALIDATED: BPSK-effekt i bånd (90,3 % i hovedlappen) og lukkede former for Gabor-båndbredde, den båndbegrensede jitteren som reduseres til lærebokformen for koherent early-late og til sin Gabor-grense, den spektrale separasjonskoeffisienten for forskjøvet BPSK mot sin lukkede Parseval-form, AltBOC-spektrets enhetsareal, og maksimal LEO-Doppler mot de publiserte verdiene for Xona Pulsar (32-34 kHz) og Iridium (36 kHz). MODELLED: hver utforming, effektfordeling, C/N0 og jammernivå; spektrene for EFQPSK, CSK og OFDM er approksimert.

Én kjøring av scenarios/leo-band-trade.toml oppsummeres slik: scenario leo-signal | 5 signaler | støygulv -202.0 dBW/Hz | fineste avstandsbestemmelse generic-c-wide 0,022 m ved 45,0 dB-Hz

Inndata#

Fra skjemaet (kshana kinds --json):

• Påkrevde felt: ingen
• Valgfrie felt: presets, signals, receiver, acquisition, compatibility, trade, shape_checks, psd_points

Eksempelet scenarios/leo-band-trade.toml setter blant annet:

Kjør den#

kshana scenarios/leo-band-trade.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 egen): MODELLED: parametriserte signalutforminger for posisjonering, navigasjon og tidssynkronisering (PNT) i lav jordbane (LEO), båndbegrenset til sendebåndbredden. De lukkede formene under er VALIDATED (BPSK-effekt i bånd og Gabor-båndbredde, den båndbegrensede early-late-kodesporingsjitteren som reduseres til textboo

Evidens#

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

• VALIDATED navsignal: sinusintegralet (sine_integral), BPSK-R-andelen av effekten innenfor et dobbeltsidig bånd i lukket form (bpsk_power_in_band_closed_form), den båndbegrensede Gabor-båndbredden for BPSK i lukket form (bpsk_gabor_bandwidth_closed_form_hz
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: den største satellittdopplerforskyvningen ved en overflyvning rett over hodet ved høydemasken for en sirkulær bane, v R_E cos(el) / (R_E + h) ganger f / c, fra hver preset-fils egen bærebølge og banehøyde; typen leo-signal legger til o
• MODELLED Typen leo-signal: parametriserte signalutforminger (bånd, sendebåndbredde, ITU-tildeling; akkvisisjons-, data- og pilotkomponenter med BPSK(n), BOC(m,n), MBOC eller flate spektre, effektandeler, FDMA-underbærebølger, kodelengder og datarater Tester: leo_signal_reference.rs.
• MODELLED Typen spectrum utvidet utover L-båndet: bånd gitt som en preset-signalutforming (tegnet med hver komponent, båndbegrenset til sendebåndbredden, C/N0 og J/S referert til den sporede komponenten) eller som en egendefinert bærebølge og modulasjon Tester: leo_signal_reference.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 navsignal: sinusintegralet (sine_integral), BPSK-R-andelen av effekten innenfor et dobbeltsidig bånd i lukket form (bpsk_power_in_band_closed_form), det bånd. Uavhengig referanse (ExternalDataset): Eksternt festet: 90,3 prosent hovedlobeeffekt, den koherente early-late-jitteren ved det oppgitte driftspunktet, tabellverdiene for sinusintegralet, og BPSK-koeffisienten for spektral selvseparasjon 2/(3 R_c) ved null forskyvning. Kun interne krysskontroller, ikke ekstern validering: den lukkede formen for Gabor-båndbredden til båndbegrenset BPSK og dens asymptote, og koeffisienten for spektral separasjon for forskjøvet BPSK ved forskyvninger ulik null, begge
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: den største satellittdopplerforskyvningen ved en overflyvning rett over hodet ved høydemasken for en sirkulær bane, v R_E cos(el) / (R_E + h) ganger f / c,. Uavhengig referanse (ExternalDataset): Publiserte verdier: Xona Pulsar X1 maksimal Doppler 32 til 34 kHz (Leclère, Marathe & Reid, ION GNSS+ 2025, https://arxiv.org/abs/2509.19551); Iridium-Doppler opptil +/-36 kHz (Resilient Navigation and Timing Foundation, Recent PNT Improvements and Test Results Based on Low Earth Orbit Satellites). Jordrotasjonen er utelatt, noe som flytter verdien med opptil omtrent 2,3 kHz; begge de publiserte verdiene nås uten den.
• MODELLED Typen leo-signal: parametriserte signalutforminger (bånd, sendebåndbredde, ITU-tildeling; innhentings-, data- og pilotkomponenter med BPSK(n), BOC(m,n), MB. Uavhengig referanse (InternalConsistency): De validerte lukkede formene i de to radene ovenfor, kvadratlov-identiteten for falsk alarm P_d(snr = 0) = P_fa og Holmes' gjennomsnittlige innhentingstid, og reduksjon til spektrumtypens egen SSC-kjede (den samme koden Jammer::ssc). Utformingene selv er inndata: forhåndsinnstillinger merket REPRESENTATIVE eller WORKSHOP er ikke publiserte spesifikasjoner, forbedrede Feher QPSK-, kodeskifte- og OFDM-spektre er tilnærmet, og formen

Begrensninger#

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

• de eksakte spektrene til forbedret Feher-QPSK, kodeskiftnøkling og OFDM: en BPSK-omhylling med rektangulære chips eller et flatt bånd brukes i stedet, slik hver preset-fil oppgir (resultat not_modelled[0])
• linjestrukturen i spredningskodene og kryss-korrelasjon mellom koder ved flertilgang (resultat not_modelled[1])
• sende- og mottaksfiltrene utover en ideell mursteinsvegg ved sendebåndbredden: ingen utenfor-bånd-emisjon, ingen gruppeforsinkelse i filteret (resultat not_modelled[2])
• flerveisutbredelse, kvantisering i mottakeren og automatisk forsterkningsstyring (resultat not_modelled[3])
• jordrotasjon i Doppler-grensen (opptil omtrent 0,46 km/s avstandsrate ved ekvator) (resultat not_modelled[4])
• ionosfærisk forsinkelse utover første orden, og fordelingen av elektroninnholdet over og under en LEO-satellitt: den skrå TEC-verdien er en inngangsverdi (resultat not_modelled[5])
• atmosfære-, regn- og polarisasjonstap: bare frirommstapet sammenlignes (regn har betydning i C-bånd) (resultat not_modelled[6])
• akkvisisjon utover én enkelt dwell med straff for falsk alarm: ingen verifikasjonslogikk med flere dwell, en uniform a priori-fordeling av kodefasen, verste tilfelle av straddle (resultat not_modelled[7])

Se også#

• Familieside: Navigasjon i lav jordbane
• Alle typer: KINDS.md
• Temaside: LEO-PNT.md
• Temaside: LEO-PASS.md