constellation-design (rodzaj scenariusza)

Rodzaj scenariusza silnika v0.40.0, rodzina Konstelacje, pokrycie i geometria. Wyłącznie doradczo: wynik analizy z narzędzia badawczo-inżynieryjnego; nie jest to sprzęt nawigacyjny z zatwierdzeniem typu ani usługa bezpieczeństwa życia. Każda etykieta tutaj pochodzi od silnika lub z macierzy weryfikacji; rodzaj jest MODELLED, o ile macierz nie mówi inaczej (jak zdobywa się etykietę: sekcja Evidence w README).

Co robi#

Projektowanie konstelacji na dużą skalę: wzorce Walker DELTA i Walker STAR w konwencji i: T/P/F (węzły rozłożone na 360 lub 180 deg, odstęp w płaszczyźnie 360P/T, przesunięcie fazowe między płaszczyznami 360F/T), jawne listy elementów i projekty wielopowłokowe, kilka konstelacji w jednym przebiegu, wokół Ziemi, Księżyca, Marsa lub dowolnej innej planety, Plutona lub dużego księżyca, z użyciem stałych w module body (tych samych, których używają rodzaje solar-system i body-pnt). USTAWIENIA WSTĘPNE z opublikowanych nominalnych elementów: gps-baseline i gps-expandable (24 slotów i sześć rozszerzalnych par przód/tył z GPS Standard Positioning Service Performance Standard, wydanie 5, 2020, tabele 3.2-1 do 3.2-3), galileo (Walker 24/3/1 na 29 599,801 km i 56 deg, Galileo Open Service Service Definition Document wydanie 1,1 tabele 1 i 23), beidou i beidou-meo (Walker 24/3/1 na 21 528 km i 55 deg plus trzy satelity geostacjonarne na 80, 110,5 i 140 deg E oraz trzy nachylone satelity geosynchroniczne na 55 deg, BeiDou Open Service Performance Standard 3,0 sekcja 4,1; faza MEO i przecięcie nachylonej orbity geosynchronicznej na 118 deg E są modelowane, ponieważ norma ich nie podaje) oraz glonass (24/3/1 na 19 100 km i 64,8 deg ze wzoru na sloty z GLONASS Interface Control Document wydanie 5,1 sekcja 5,2). POKRYCIE I WSPÓŁCZYNNIK ROZMYCIA DOKŁADNOŚCI: na siatce szerokość/długość geograficzna i próbkowanym oknie z maską elewacji liczba widocznych satelitów, GDOP, PDOP, HDOP i VDOP w każdej komórce, dostępność (rozwiązanie z PDOP nie większym niż próg, domyślnie 6) w każdej komórce, globalnie (ważona powierzchnią) i w najgorszym miejscu, z jednym zegarem odbiornika na konstelację, chyba że clock = "common". Skaluje się do tysięcy satelitów: widoczność jest iloczynem skalarnym względem połowy kąta pokrycia każdego satelity, a satelity są grupowane w pasy według szerokości podsatelitarnej w każdej epoce, więc wiersz siatki testuje tylko te, które mogą być widoczne; raport zlicza zaoszczędzone testy par. JSON zawiera mapy siatki i zredukowane śladowe trasy naziemne każdego satelity. VALIDATED: generator Walker względem tabeli 23 Galileo OS SDD i wzoru na sloty z GLONASS ICD, ustawienie GPS względem opublikowanej kolumny przecięć równika z tabeli 3.2-1 SPS PS, a globalny rozkład HDOP bazowego GPS względem dodatku B SPS PS (mediana 0,94, 95% 1,25, średnia 0,96, tolerancja 0,03). MODELLED: orbity dwóch ciał z opcjonalnym sekularnym J2, sferyczne ciało, wyłącznie widoczność geometryczna (bez mocy sygnału, stanu technicznego ani terenu) oraz względna faza między różnymi systemami, która nie jest migawką żadnej rzeczywistej daty.

Jeden przebieg scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml podsumowuje się tak: constellation-design: 5000 satelitów (LEO-PNT) wokół Ziemi; dostępność 99,22% (PDOP <= 3 przy masce 20 deg), najgorsze miejsce 0,00%, mediana PDOP 1,11, średnio 39,4 w zasięgu widzenia; 648 punktów siatki x 12 epok (MODELLED)

Wejścia#

Ze schematu (kshana kinds --json):

• Pola wymagane: brak
• Pola opcjonalne: 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

Przykład scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml ustawia m.in.:

Uruchom#

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

Tego rodzaju używają 3 dołączone scenariusze; pozostałe są w scenarios/.

Co daje#

Wyniki skalarne tego przebiegu, z jednostkami podanymi przez silnik:

Etykieta wyniku (silnika): MODELLED - orbity keplerowskie dwóch ciał (opcjonalny sekularny J2) wokół sferycznego ciała, widoczność geometryczna powyżej maski elewacji, rozmycie dokładności dla wszystkich widocznych z jednym zegarem odbiornika na konstelację, chyba że clock = "common"; bez mocy sygnału, stanu technicznego ani terenu. Geometria Walkera i opubliko

Dowody#

MODELLED 1 · VALIDATED 2: wiersze macierzy weryfikacji, które wymieniają ten rodzaj.

• VALIDATED Generatory rodzaju constellation-design: wzorce Walker delta i star w konwencji T/P/F (odstęp węzłów 360/P lub 180/P, odstęp w płaszczyźnie 360·P/T, przesunięcie fazowe między płaszczyznami 360·F/T) oraz bazowe i rozszerzalne 24-slotowe ustawienia GPS, Gal
• VALIDATED Silnik pokrycia rodzaju constellation-design na bazowym 24-slotowym ustawieniu GPS w warunkach dodatku B GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) (jedna doba gwiazdowa, 287 pięciominutowych kroków, globalna siatka 4 x 4 deg z
• MODELLED Rodzaj constellation-design poza dwoma przypiętymi przypadkami: jawne i wielopowłokowe projekty, kilka konstelacji na przebieg z jednym zegarem odbiornika na konstelację, Ziemia, Księżyc i Mars ze stałych ciał, ustawienie BeiDou Testy: coverage_dop_gnss_lib_py_oracle.rs.

Wiersze, które sam przebieg wykorzystał, wraz z wyrocznią, jaką macierz podaje dla każdego (publiczne źródła są tam wymienione):

• MODELLED Deterministyczne, haszowane na poziomie scenariusza, bramki SBOM i złotych wyników między platformami. Wyrocznia (ExternalDataset): zgodność SBOM z oficjalnym schematem JSON CycloneDX 1,5 (+ prawidłowe identyfikatory SPDX): zewnętrzny opublikowany standard, zero błędów walidacji w całym grafie zależności; część dotycząca determinizmu wskaźników jakości i odtwarzalności bajt w bajt pozostaje przypiętą kontrolą samospójności, więc wiersz pozostaje MODELLED
• VALIDATED Generatory rodzaju constellation-design: wzorce Walker delta i star w konwencji T/P/F (odstęp węzłów 360/P lub 180/P, odstęp w płaszczyźnie 360·P/T, int. Wyrocznia (ExternalDataset): Opublikowane dokumenty agencji: Galileo Open Service Service Definition Document wydanie 1,1 (European GNSS Service Centre) tabele 1 i 23, konstelacja referencyjna na 2016-11-21 00:00 UTC; GLONASS Interface Control Document wydanie 5,1 (2008) sekcja 5,2, wzór na sloty dla długości węzła i argumentu szerokości; GPS Standard Positioning Service Performance Standard wydanie 5 (April 2020) tabele 3.2-1, 3.2-2 i
• VALIDATED Silnik pokrycia rodzaju constellation-design na bazowym 24-slotowym ustawieniu GPS w warunkach dodatku B GPS Standard Positioning Service Performance Standard (SPS PS) . Wyrocznia (ExternalDataset): GPS SPS PS wydanie 5 (April 2020) dodatek B sekcje B.3.2.2 i B.3.2.3, opublikowany globalnie uśredniony rozkład HDOP w pełni obsadzonej bazowej konstelacji 24-slotowej (mediana 0,94, 90 % 1,16, 95 % 1,25, 98 % 1,37, średnia 0,96), tabela 3.8-1 (dostępność PDOP) i tabela B.3-1 (zespołowy PDOP zdegradowanej konstelacji, używany tylko jako górna granica), plus ręcznie wyprowadzona postać zamknięta dla jednej epoki. VDOP i PD
• MODELLED Rodzaj constellation-design poza dwoma przypiętymi przypadkami: jawne i wielopowłokowe projekty, kilka konstelacji na przebieg z jednym zegarem odbiornika na konste. Wyrocznia (InternalConsistency): Spójność wewnętrzna: brutalny skan elewacji, redukcje obliczone ręcznie i przez orbit::dop oraz zamknięta geometria Walkera i geosynchroniczna. Orbity dwóch ciał z opcjonalnym sekularnym J2, sferyczne ciało z lokalną pionową wzdłuż promienia, wyłącznie widoczność geometryczna (bez mocy sygnału, stanu technicznego satelitów, terenu ani zaburzeń od trzeciego ciała) oraz względna faza między systemami wzięta z różnych re

Ograniczenia#

Co raport samego przebiegu podaje jako niemodelowane lub niesprawdzone względem niezależnego wzorca:

• MODELLED - orbity keplerowskie dwóch ciał (opcjonalny sekularny J2) wokół sferycznego ciała, widoczność geometryczna powyżej maski elewacji, rozmycie dokładności dla wszystkich widocznych z jednym zegarem odbiornika na konstelację, chyba że clock = "common"; bez mocy sygnału, stanu technicznego ani terenu. Geometria Walkera i opublikowane ustawienia wstępne są sprawdzone względem Galileo OS SDD, GLONASS ICD i tabel slotów GPS SPS Performance Standard, a (wynik label)
• MODELLED: orbity dwóch ciał z opcjonalnym sekularnym J2, sferyczne ciało, wyłącznie widoczność geometryczna (bez mocy sygnału, stanu technicznego ani terenu) oraz względna faza między różnymi systemami, która nie jest migawką żadnej rzeczywistej daty. (katalog rodzajów (kshana kinds --json))
• Na co przebieg odpowiada: satelity w zasięgu widzenia, PDOP/HDOP/VDOP/GDOP na komórkę 10 deg oraz odsetek czasu z PDOP nie większym niż 3 powyżej maski 20 deg w ciągu dwóch godzin. Słabym punktem, który pokazuje mapa, są czapy polarne: żadna powłoka nie sięga powyżej około 82 deg szerokości, więc użytkownik w pobliżu bieguna widzi wszystkie satelity po jednej stronie nieba, a geometria pionowa się pogarsza. MODELLED: projekt ilustracyjny, orbity dwóch ciał z J2, sfe (komentarz w pliku scenariusza, wiersze 17 do 21)
• Odtwarzalność i zapewnienie jakości oprogramowania jest MODELLED, nie jest sprawdzona względem niezależnego wzorca: jedno twierdzenie składowe jest sprawdzone zewnętrznie, ale cała możliwość składa się z elementów obliczonych na podstawie modelu, więc pozostaje obliczona na podstawie modelu. (macierz weryfikacji (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Mapy pokrycia i rozmycia dokładności dla dowolnych wielokonstelacyjnych projektów na dużą skalę, wokół dowolnego ciała centralnego, są MODELLED, nie są sprawdzone względem niezależnego wzorca: sprawdzone względem własnej tożsamości w postaci zamkniętej / analitycznej; wychwytuje błędy przepisania i współczynników, ale nie jest zewnętrzną wyrocznią. (macierz weryfikacji (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Zobacz też#

• Strona rodziny: Konstelacje, pokrycie i geometria
• Wszystkie rodzaje: KINDS.md
• Strona tematu: LEO-PNT.md
• Strona tematu: SOLAR-SYSTEM.md