leo-pass (rodzaj scenariusza)

Rodzaj scenariusza silnika v0.40.0, rodzina Nawigacja z niskiej orbity okołoziemskiej. Wyłącznie doradczo: wynik analizy z narzędzia badawczo-inżynieryjnego; nie jest to sprzęt nawigacyjny z zatwierdzeniem typu ani usługa bezpieczeństwa życia. Każda etykieta tutaj pochodzi z silnika lub z macierzy weryfikacji; rodzaj jest MODELLED, chyba że macierz stanowi inaczej (jak zdobywa się etykietę: sekcja Evidence w README).

Co robi#

Przelot LEO i bilans łącza, pasmo po paśmie, dla LEO-PNT (pozycjonowanie, nawigacja i czas z niskiej orbity okołoziemskiej), niezależnie od systemu: użytkownik (naziemny, morski, powietrzny lub wewnątrz budynku, nieruchomy lub w ruchu) i jeden lub więcej satelitów LEO z ZAPROJEKTOWANEGO PASS (orbita kołowa ustawiona tak, by użytkownik widział jeden przelot o wybranej maksymalnej elewacji w wybranym czasie, heliosynchroniczna na życzenie), jawnych ELEMENTÓW, TLE (dwuwierszowy zestaw elementów) przez SGP4 silnika albo konstelacji WALKER zbudowanej kodem projektowania konstelacji (raportowane są najwyższe przeloty). Pasma pochodzą z nazwanego ustawienia wstępnego (ogólne wielopasmowe UHF/L/S/C, ogólne pasmo C, Xona Pulsar X1/X5, Iridium STL, Starlink jako sygnał okazji wyłącznie Dopplera, CentiSpace oraz opcjonalne ustawienie Celeste IOD oznaczone WORKSHOP) albo są wpisane w scenariuszu; każde ustawienie wstępne podaje, czy jego liczby są PUBLIC (z URL), REPRESENTATIVE czy WORKSHOP. Dla każdego satelity, pasma i epoki: elewacja, azymut, odległość, prędkość zmiany odległości i przyspieszenie odległości; tłumienie w wolnej przestrzeni; EIRP i zysk wzorca satelity (izofluks, wiązka gaussowska lub płaski); zysk anteny użytkownika w funkcji elewacji (patch, półkulisty lub izotropowy); tłumienie gazowe (ITU-R P.676-10 Annex 2), tłumienie deszczowe (współczynniki ITU-R P.838-3 i procedura P.618-14, z natężenia deszczu i wysokości deszczu), scyntylacja troposferyczna (ITU-R P.618-14 sekcja 2.4.1), tłumienie wnikania do budynku dla użytkownika wewnątrz (ITU-R P.2109-2), niedopasowanie polaryzacji, temperatura szumowa systemu i C/N0 (gęstość nośnej do szumu); Doppler i tempo Dopplera w postaci zamkniętej z prędkości zmiany odległości i przyspieszenia odległości, każde sprawdzone różnicami centralnymi; opóźnienie jonosferyczne pierwszego rzędu 40,3 STEC/f^2 z ukośnego TEC Klobuchara lub pionowego TEC, przeskalowanego do części jonosfery poniżej satelity. Pary pasm dostają współczynniki wolne od jonosfery, wzmocnienie szumu i szum kodu w szczycie przelotu. Satelity MEO GNSS (ustawienia Galileo lub GPS) są oceniane tym samym modelem anteny i szumu z mocy odbieranych podanych w dokumentach interfejsu, więc dzwonowy przelot LEO i płaskie nośne GNSS dzielą jeden wykres. Opcjonalna sekcja [iot] podaje czas do pierwszego rozwiązania, energię na rozwiązanie i czas pracy baterii w funkcji cyklu pracy dla podanego budżetu mocy odbiornika (MODELLED). Każda para pasm podaje też ukośny TEC, który odtwarza jej kombinacja bez geometrii w szczycie, oraz sigma szumu kodu tego oszacowania (sondowanie jonosfery). Opcjonalna sekcja [spoofer] podrabia sygnały deklarowanego położenia, które skacze lub jest odpychane od prawdziwego po początku ataku, i uruchamia dwa monitory z podanymi prawdopodobieństwami fałszywego alarmu i niewykrytego zdarzenia: spójność Dopplera i geometrii przelotu (zmierzone prędkości zmiany odległości względem przewidywanych z orbit i niezależnego wcześniejszego położenia i prędkości, uogólniony test chi-kwadrat metodą najmniejszych kwadratów w oknie, na kanałach GNSS, LEO i wszystkich) oraz spójność między pasmami (krok między epokami skorygowanej modelem kombinacji bez geometrii każdej pary pasm LEO), raportując statystyki na epokę i moment, w którym każdy monitor wykrywa (MODELLED). Komponenty VALIDATED: tłumienie w wolnej przestrzeni, współczynniki P.838-3 względem jego tabeli 5, procedury deszczu i scyntylacji P.618-14 oraz tłumienie wnikania do budynku P.2109 względem przykładów walidacyjnych ITU-R Study Group 3, stosunek opóźnienia grupowego L1/L2 z IS-GPS-200 oraz maksymalny Doppler nieruchomego użytkownika na orbicie kołowej względem arXiv 2509,19551 tabela 1. MODELLED: EIRP, wzorce, część Chapmana TEC poniżej satelity i cały przelot.

Jeden przebieg scenarios/leo-pass-iridium.toml podsumowuje się tak: LEO pass link budget, air user at 50,00, -30.00; 1 LEO satellite(s), 900 s window Iridium-pass [iridium-stl PUBLIC]: 781 km, max elevation 65,0 deg at 444 s, 750 s above the mask STL 1621,000 MHz: C/N0 peak 80,5 dB-Hz median 71,3 dB-Hz; |Doppler| max 35,4 kHz; iono 7,53 m GNSS gps-baseline L1: 8 in view, C/N0 38,2 dB-Hz to 51,1 dB-Hz (median 46,2 dB-Hz) LEO STL peak 80,5 dB-Hz is 34,3 dB above the GNSS median; above the strongest GNSS carrier for 750 s

Wejścia#

Ze schematu (kshana kinds --json):

• Pola wymagane: brak
• Pola opcjonalne: epoch, duration_s, step_s, user, atmosphere, ionosphere, satellite, leo_constellation, gnss, iono_free_pairs, iot, spoofer, name, description, skyline

Przykład scenarios/leo-pass-iridium.toml ustawia między innymi:

Uruchom#

kshana scenarios/leo-pass-iridium.toml

Ten rodzaj stosuje 8 dołączonych scenariuszy; pozostałe są w scenarios/.

Co daje#

Wyniki skalarne tego przebiegu, z jednostkami podanymi przez silnik:

Etykieta wyniku (silnika): MODELLED: geometria przelotu LEO i bilans łącza dla każdego pasma z podanych EIRP i wyidealizowanych wzorców anten z członami propagacyjnymi ITU-R; modele składowe mają własne etykiety w macierzy weryfikacji. To nie jest pomiar żadnego satelity.

Dowody#

MODELLED 7 · VALIDATED 5: wiersze macierzy weryfikacji, które wymieniają ten rodzaj.

• VALIDATED Równania ITU-R (International Telecommunication Union, Radiocommunication Sector) P.838-3 (1) do (5): k_H, alpha_H, k_V, alpha_V z dopasowań krzywych z tabel 1 do 4, zależne od drogi i polaryzacji (k, alpha) oraz tłumienie właściwe Testy: leo_link_reference.rs.
• VALIDATED ITU-R P.618-14 sekcja 2.2.1.1 kroki od 2 do 10 (ścieżka ukośna i pozioma poniżej wysokości deszczu, współczynniki redukcji poziomej i korekty pionowej, A0.01 i jego skalowanie do 0,001 % do 5 % przeciętnego roku), z wysokością deszczu (P.839) a Testy: leo_link_reference.rs.
• VALIDATED ITU-R P.618-14 sekcja 2.4.1 kroki od 3 do 9 (sigma odniesienia z N_wet, efektywna długość drogi, współczynnik uśredniania anteny, głębokość zaniku dla 0,01 % do 50 % czasu), z N_wet jako daną wejściową lub obliczaną z temperatury, wilgotności i ciśnienia przez t Testy: leo_link_reference.rs.
• VALIDATED ITU-R P.2109-2 Annex 1 równania (1) do (10) z tabelą 1: strata nieprzekraczana z prawdopodobieństwem P dla budynków tradycyjnych i energooszczędnych cieplnie przy elewacji ścieżki na fasadzie, 80 MHz do 100 GHz; stosowana dla każdego pasma i epoki Testy: leo_link_reference.rs.
• oraz 8 kolejnych w macierzy.

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 ITU-R P.618-14 sekcja 2.4.1 kroki od 3 do 9 (sigma odniesienia z N_wet, efektywna długość drogi, współczynnik uśredniania anteny, głębokość zaniku dla 0,01 % do 50 % czasu. Wyrocznia (ExternalDataset): przykłady walidacyjne ITU-R Study Group 3 (CG-3M3J-13-ValEx-Rev8.3.0) dla scyntylacji P.618-14, z N_wet P.453-14 dla każdego miejsca z tych samych przykładów; zatwierdzone w tests/fixtures/leo_link/p618_14_scintillation.csv z adresami URL i datą pobrania. Wyrażenie na refrakcyjność wilgotną z temperatury i wilgotności nie jest objęte tym wierszem
• VALIDATED Opóźnienie grupowe 40,3 STEC/f^2 dla każdego pasma; współczynniki wolne od jonosfery f1^2/(f1^2 - f2^2) i -f2^2/(f1^2 - f2^2) oraz wzmocnienie szumu sqrt(a1^2 s1^2 + a2^. Wyrocznia (ExternalDataset): IS-GPS-200 sekcja 20.3.3.3.3.2, która podaje stosunek opóźnień grupowych L1/L2 gamma = (77/60)^2 wynikający ze skalowania pierwszego rzędu 1/f^2, oraz wzór Friisa na transmisję (Proc. IRE, 1946). Waliduje prawa skalowania, nie ukośny TEC
• VALIDATED leo_link::geometry::max_static_user_range_rate: przeszukanie każdego położenia na orbicie i każdego użytkownika na horyzoncie satelity na orbicie kołowej, z Ziemią. Wyrocznia (ExternalDataset): Leclere, Marathe i Reid, Insights into Xona Pulsar LEO PNT: Constellation, Signals, and Receiver Design, ION GNSS+ 2025, arXiv 2509,19551, tabela 1 (odbiornik nieruchomy na sferze 6371 km, obrót Ziemi jedynym innym efektem): 37751,7 / 33628,5 / 31813,4 / 4018,4 Hz na L1. Obejmuje kołowe orbity dwuciałowe
• MODELLED Rodzaj leo-pass: satelity z zaprojektowanego przelotu, elementów, TLE przez SGP4 lub konstelacji Walkera z constellation-design; dla każdego pasma i epoki. Wyrocznia (InternalConsistency): wzory zamknięte i samospójność: tożsamości prędkości zmiany i przyspieszenia odległości względem pochodnych numerycznych, zysk izofluksowy znoszący narastanie odległości, podręcznikowe granice straty polaryzacji, jakościowa obserwacja LEO w porównaniu z GNSS (dzwonowy przelot trwający minuty, ze szczytem o kilka dB ponad płaskimi nośnymi GNSS 44-51 dB-Hz). EIRP i wzorce to opublikowane moce odbierane przeliczone na EIRP lub reprezentatywn

Ograniczenia#

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

• MODELLED: geometria przelotu LEO i bilans łącza dla każdego pasma z podanych EIRP i wyidealizowanych wzorców anten z członami propagacyjnymi ITU-R; modele składowe mają własne etykiety w macierzy weryfikacji. To nie jest pomiar żadnego satelity. (wynik label)
• Opcjonalna sekcja [iot] podaje czas do pierwszego rozwiązania, energię na rozwiązanie i czas pracy baterii w funkcji cyklu pracy dla podanego budżetu mocy odbiornika (MODELLED). (katalog rodzajów (kshana kinds --json))
• Opcjonalna sekcja [spoofer] podrabia sygnały deklarowanego położenia, które skacze lub jest odpychane od prawdziwego po początku ataku, i uruchamia dwa monitory z podanymi prawdopodobieństwami fałszywego alarmu i niewykrytego zdarzenia: spójność Dopplera i geometrii przelotu (zmierzone prędkości zmiany odległości względem przewidywanych z orbit i niezależnego wcześniejszego położenia i prędkości, uogólniony test chi-kwadrat metodą najmniejszych kwadratów w oknie (katalog rodzajów (kshana kinds --json))
• MODELLED: EIRP, wzorce, część Chapmana TEC poniżej satelity i cały przelot. (katalog rodzajów (kshana kinds --json))
• MODELLED. Wiązki punktowe, harmonogram impulsów i przebieg STL nie są modelowane. (komentarz w pliku scenariusza, wiersz 14)
• 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))
• Przelot LEO-PNT i jego bilans łącza dla każdego pasma względem widocznych satelitów MEO GNSS jest MODELLED, nie jest sprawdzony względem niezależnego wzorca: sprawdzony względem własnej tożsamości w postaci zamkniętej / analitycznej, wychwytuje błędy transkrypcji i współczynników, ale nie jest zewnętrzną wyrocznią. (macierz weryfikacji (docs/MODELLED-RATIONALE.md))
• Nazwane ustawienia wstępne systemów LEO-PNT z podanymi źródłami oraz niezależny od systemu silnik są MODELLED, nie są sprawdzone względem niezależnego wzorca: sprawdzone względem własnej tożsamości w postaci zamkniętej / analitycznej, wychwytuje błędy transkrypcji i współczynników, ale nie jest zewnętrzną wyrocznią. (macierz weryfikacji (docs/MODELLED-RATIONALE.md))

Zobacz też#

• Strona rodziny: Nawigacja z niskiej orbity okołoziemskiej
• Wszystkie rodzaje: KINDS.md
• Strona tematu: LEO-PNT.md
• Strona tematu: LEO-PASS.md