constellation-design (scenariokind)

Scenariokind van de engine v0.40.0, familie Constellaties, dekking en geometrie. Adviserend: analyse-uitvoer van een onderzoeks- en engineeringhulpmiddel, geen typegoedgekeurde navigatieapparatuur en geen veiligheidskritieke dienst. Elk label hier is dat van de engine of van de verificatiematrix; een kind is MODELLED tenzij de matrix anders zegt (hoe een label wordt verdiend: de sectie Evidence van de README).

Wat het doet#

Constellatieontwerp op schaal: Walker-DELTA- en Walker-STAR-patronen in de i: T/P/F-conventie (knopen verdeeld over 360 of 180 deg, onderlinge afstand in het baanvlak 360P/T, faseverschuiving tussen vlakken 360F/T), expliciete elementenlijsten en ontwerpen met meerdere schillen, meerdere constellaties in één run, rond de Aarde, de Maan, Mars of een andere planeet, Pluto of een grote maan met de constanten in de module body (dezelfde die de kinds solar-system en body-pnt gebruiken). VOORINSTELLINGEN uit gepubliceerde nominale elementen: gps-baseline en gps-expandable (de 24 slots en de zes voor/achter uitbreidbare paren van de GPS Standard Positioning Service Performance Standard, 5th edition 2020, Tables 3.2-1 to 3.2-3), galileo (Walker 24/3/1 op 29.599,801 km en 56 deg, Galileo Open Service Service Definition Document issue 1,1 Tables 1 and 23), beidou en beidou-meo (Walker 24/3/1 op 21.528 km en 55 deg plus drie geostationaire satellieten op 80, 110,5 en 140 deg E en drie hellende geosynchrone satellieten op 55 deg, BeiDou Open Service Performance Standard 3,0 section 4,1; de MEO-fase en de doorgang van de hellende geosynchrone baan op 118 deg E zijn gemodelleerd omdat de standaard ze niet vermeldt) en glonass (24/3/1 op 19.100 km en 64,8 deg uit de slotformule van de GLONASS Interface Control Document edition 5,1 section 5,2). DEKKING EN VERDUNNING VAN PRECISIE: over een breedte-/lengteraster en een bemonsterd venster met een elevatiemasker, het aantal satellieten in zicht, GDOP, PDOP, HDOP en VDOP per cel, de beschikbaarheid (een positiebepaling met PDOP op of onder een drempel, standaard 6) per cel, globaal (oppervlaktegewogen) en op de slechtste locatie, met één ontvangerklok per constellatie tenzij clock = "common". Het schaalt naar duizenden satellieten: zichtbaarheid is een inwendig product met de dekkingshalfhoek van elke satelliet, en satellieten worden per tijdstip in banden ingedeeld op breedte van het subsatellietpunt zodat een rasterrij alleen die test die in zicht kunnen zijn; het rapport telt de bespaarde paartests. De JSON bevat de rasterkaarten en gedownsamplede grondsporen per satelliet. VALIDATED: de Walker-generator tegen Galileo OS SDD Table 23 en de slotformule van de GLONASS ICD, de GPS-voorinstelling tegen de gepubliceerde kolom met equatordoorgangen van SPS PS Table 3.2-1, en de globale HDOP-verdeling van de GPS-basislijn tegen SPS PS Appendix B (mediaan 0,94, 95% 1,25, gemiddelde 0,96, tolerantie 0,03). MODELLED: tweelichamenbanen met optionele seculaire J2, een bolvormig lichaam, alleen geometrische zichtbaarheid (geen signaalvermogen, gezondheid of terrein), en de relatieve fase tussen verschillende systemen, die geen momentopname van een echte datum is.

Eén run van scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml vat samen als: constellation-design: 5000 satellieten (LEO-PNT) rond de Aarde; beschikbaarheid 99,22% (PDOP <= 3 bij 20 deg masker), slechtste locatie 0,00%, mediane PDOP 1,11, gemiddeld 39,4 in zicht; 648 rasterpunten x 12 tijdstippen (MODELLED)

Invoer#

Uit het schema (kshana kinds --json):

• Vereiste velden: geen
• Optionele velden: 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

Het voorbeeld scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml stelt onder meer in:

Uitvoeren#

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

3 meegeleverde scenario's gebruiken dit kind; de overige staan in scenarios/.

Wat het oplevert#

De scalaire resultaten van die run, met de eenheden die de engine noemt:

Resultaatlabel (van de engine): MODELLED - tweelichamen-Keplerbanen (optionele seculaire J2) rond een bolvormig lichaam, geometrische zichtbaarheid boven een elevatiemasker, all-in-view-verdunning van precisie met één ontvangerklok per constellatie tenzij clock = "common"; geen signaalvermogen, gezondheid of terrein. De Walker-geometrie en de gepubliceerde

Bewijs#

MODELLED 1 · VALIDATED 2: de rijen van de verificatiematrix die dit kind noemen.

• VALIDATED De generatoren van het kind constellation-design: Walker-delta- en -starpatronen in de T/P/F-conventie (knoopafstand 360/P of 180/P, onderlinge afstand in het baanvlak 360·P/T, faseverschuiving tussen vlakken 360·F/T), en de GPS-basislijn en uitbreidbare 24-slot, Gal
• VALIDATED De dekkingsengine van het kind constellation-design op de GPS-basislijnvoorinstelling met 24 slots onder de voorwaarden van Appendix B van de GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) (één siderische dag, 287 stappen van vijf minuten, een globaal raster van 4 x 4 deg met
• MODELLED Het kind constellation-design buiten de twee vastgezette gevallen: expliciete ontwerpen en ontwerpen met meerdere schillen, meerdere constellaties per run met één ontvangerklok per constellatie, de Aarde, de Maan en Mars uit de lichaamsconstanten, de BeiDou-voorinstelling Tests: coverage_dop_gnss_lib_py_oracle.rs.

De rijen die de run zelf heeft beproefd, met de onafhankelijke referentie die de matrix aan elk geeft (de openbare bronnen worden daar genoemd):

• MODELLED Deterministisch, scenario-gehasht, SBOM + gouden poorten voor meerdere platforms. Onafhankelijke referentie (ExternalDataset): formaatcontrole van de SBOM tegen het officiële CycloneDX 1,5 JSON Schema (+ geldige SPDX-identificatoren) — een externe gepubliceerde standaard, nul validatiefouten over de volledige afhankelijkheidsgraaf; het onderdeel determinisme van de FoM en byte-reproduceerbaarheid blijft een vastgepinde zelfconsistentiecontrole, dus de rij blijft MODELLED
• VALIDATED De generatoren van het kind constellation-design: Walker-delta- en -starpatronen in de T/P/F-conventie (knoopafstand 360/P of 180/P, onderlinge afstand in het baanvlak 360·P/T, int. Onafhankelijke referentie (ExternalDataset): Gepubliceerde documenten van instanties: Galileo Open Service Service Definition Document issue 1,1 (European GNSS Service Centre) Tables 1 and 23, de referentieconstellatie op 2016-11-21 00:00 UTC; GLONASS Interface Control Document edition 5,1 (2008) section 5,2, de slotformule voor knooplengte en breedteargument; GPS Standard Positioning Service Performance Standard 5th edition (April 2020) Tables 3.2-1, 3.2-2 and
• VALIDATED De dekkingsengine van het kind constellation-design op de GPS-basislijnvoorinstelling met 24 slots onder de voorwaarden van de GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) Appendix . Onafhankelijke referentie (ExternalDataset): GPS SPS PS 5th edition (April 2020) Appendix B sections B.3.2.2 and B.3.2.3, de gepubliceerde globaal gemiddelde HDOP-verdeling van de volledig bezette basislijnconstellatie met 24 slots (mediaan 0,94, 90 % 1,16, 95 % 1,25, 98 % 1,37, gemiddelde 0,96), Table 3.8-1 (PDOP availability) en Table B.3-1 (ensemble PDOP of a degraded constellation, alleen als bovengrens gebruikt), plus een met de hand afgeleide gesloten vorm voor één tijdstip. De VDOP en PD
• MODELLED Het kind constellation-design buiten de twee vastgezette gevallen: expliciete ontwerpen en ontwerpen met meerdere schillen, meerdere constellaties per run met één ontvangerklok per conste. Onafhankelijke referentie (InternalConsistency): Interne consistentie: de brute-force-elevatiescan, de met de hand berekende reducties en die van orbit::dop, en de gesloten-vorm-Walker- en geosynchrone geometrie. Tweelichamenbanen met een optionele seculaire J2, een bolvormig lichaam met de lokale verticaal langs de straal, alleen geometrische zichtbaarheid (geen signaalvermogen, satellietgezondheid, terrein of derdelichamenverstoring), en de relatieve fase tussen systemen genomen uit verschillende re

Beperkingen#

Wat het eigen rapport van de run zegt dat niet is gemodelleerd of niet extern getoetst is:

• MODELLED - tweelichamen-Keplerbanen (optionele seculaire J2) rond een bolvormig lichaam, geometrische zichtbaarheid boven een elevatiemasker, all-in-view-verdunning van precisie met één ontvangerklok per constellatie tenzij clock = "common"; geen signaalvermogen, gezondheid of terrein. De Walker-geometrie en de gepubliceerde presets worden gecontroleerd tegen de slottabellen van de Galileo OS SDD, de GLONASS ICD en de GPS SPS Performance Standard, a (resultaat label)
• MODELLED: tweelichamenbanen met optionele seculaire J2, een bolvormig lichaam, alleen geometrische zichtbaarheid (geen signaalvermogen, gezondheid of terrein), en de relatieve fase tussen verschillende systemen, die geen momentopname van een echte datum is. (kindcatalogus (kshana kinds --json))
• Wat de run beantwoordt: satellieten in zicht, PDOP/HDOP/VDOP/GDOP per cel van 10 deg, en het aandeel van de tijd met PDOP op of onder 3 boven een masker van 20 deg over twee uur. De zwakke plek die de kaart toont zijn de poolkappen: geen enkele schil reikt boven ongeveer 82 deg breedte, dus een gebruiker bij een pool ziet elke satelliet aan één kant van de hemel en de verticale geometrie verslechtert. MODELLED: een illustratief ontwerp, tweelichamenbanen met J2, een bol (opmerking in het scenariobestand, regels 17 tot 21)
• Reproduceerbaarheid en softwarewaarborging is MODELLED, niet extern getoetst: een deelclaim wordt extern gecontroleerd, maar de hele mogelijkheid is samengesteld uit gemodelleerde onderdelen, dus de mogelijkheid blijft gemodelleerd. (verificatiematrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Dekkings- en verdunningskaarten van precisie voor willekeurige multiconstellatieontwerpen op schaal, rond elk centraal lichaam, is MODELLED, niet extern getoetst: gecontroleerd tegen zijn eigen gesloten-vorm- of analytische identiteit — dat vangt transcriptie- en coëfficiëntfouten, maar is geen externe referentie. (verificatiematrix (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Zie ook#

• Familiepagina: Constellaties, dekking en geometrie
• Alle kinds: KINDS.md
• Onderwerppagina: LEO-PNT.md
• Onderwerppagina: SOLAR-SYSTEM.md