leo-signal (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#

Projekty sygnałów LEO-PNT: parametryzowane sygnały pozycjonowania, nawigacji i czasu (PNT) na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) dla dowolnego systemu, pasma i struktury. SYGNAŁ to pasmo (częstotliwość środkowa, szerokość pasma nadawania, przydział ITU RNSS/RDSS/MSS/EESS/non-RNSS/other) oraz składowe (akwizycyjna, danych, pilotowa; dowolny podzbiór), każda z modulacją (BPSK(n) z ułamkowym n, BOC(m,n), MBOC(6 1,p) lub płaskie pasmo typu OFDM), udziałem mocy, opcjonalnymi przesunięciami podnośnych FDMA, długością kodu i szybkością danych. Sygnały pochodzą ze skompilowanych w program publicznych plików ustawień wstępnych (xona-pulsar, iridium-stl, starlink-soo, centispace, generic-c-band, generic-bands; każdy z adresem URL źródła, a każda niepublikowana wartość oznaczona jako REPRESENTATIVE) albo są zapisane bezpośrednio w scenariuszu. DLA KAŻDEGO SYGNAŁU: gęstość widmowa mocy ograniczona do pasma i ułamek mocy każdej składowej, który przepuszcza pasmo nadawania (postać zamknięta dla BPSK obok wartości numerycznej), szerokość pasma RMS (Gabora), jitter szumu termicznego śledzenia kodu w pętli śledzenia opóźnienia w funkcji C/N0 i odstępu early-late według wzoru early-late (koherentnego lub niekoherentnego) dla pasma ograniczonego, Betz i Kolodziejski 2009, wraz z jego podręcznikową postacią dla pasma nieograniczonego i granicą Gabora dla zanikającego odstępu, dokładność wyznaczania odległości w metrach, przestrzeń poszukiwań akwizycji (przedziały Dopplera z maksymalnego Dopplera orbity plus składniki oscylatora i użytkownika, razy przedziały kodu), prawdopodobieństwo detekcji kwadratowej i średni czas akwizycji szeregowej i równoległej względem kodu, współczynnik separacji widmowej sygnału względem GPS L1 C/A, Galileo E1, GPS L5, Galileo E5a, E5b i E5 AltBOC oraz każdego z nich względem sygnału wraz z degradacją C/N0, a także CW, szerokopasmowe i dopasowane J/S tolerowane przez śledzoną składową, z własnego mechanizmu SSC rodzaju spectrum. ZESTAWIENIE PASM: opóźnienie jonosferyczne pierwszego rzędu (40,3 TEC/f^2), tłumienie w wolnej przestrzeni, dokładność wyznaczania odległości przy równym C/N0 i przy równym EIRP oraz tolerancja na zakłócacz. Opcjonalne SPRAWDZENIA KSZTAŁTU zestawiają widmo projektu z opisanym pomiarem (spójność na poziomie MODELLED). VALIDATED: zamknięte formy mocy BPSK w paśmie (90,3 % w głównym listku) i szerokości pasma Gabora, jitter ograniczony do pasma sprowadzający się do podręcznikowej postaci koherentnej early-late i do granicy Gabora, współczynnik separacji widmowej przesuniętego BPSK względem jego postaci zamkniętej z tożsamości Parsevala, jednostkowe pole widma AltBOC oraz maksymalny Doppler LEO względem opublikowanych wartości Xona Pulsar (32-34 kHz) i Iridium (36 kHz). MODELLED: każdy projekt, podział mocy, poziom C/N0 i zakłócacza; widma EFQPSK, CSK i OFDM są przybliżone.

Jeden przebieg scenarios/leo-band-trade.toml podsumowuje się tak: scenariusz leo-signal | 5 sygnałów | poziom szumu -202.0 dBW/Hz | najlepsza dokładność wyznaczania odległości generic-c-wide 0,022 m przy 45,0 dB-Hz

Wejścia#

Ze schematu (kshana kinds --json):

• Pola wymagane: brak
• Pola opcjonalne: presets, signals, receiver, acquisition, compatibility, trade, shape_checks, psd_points

Przykład scenarios/leo-band-trade.toml ustawia między innymi:

Uruchom#

kshana scenarios/leo-band-trade.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: parametryzowane projekty sygnałów pozycjonowania, nawigacji i czasu (PNT) na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), ograniczone do ich szerokości pasma nadawania. Formy zamknięte pod spodem mają poziom VALIDATED (moc BPSK w paśmie i szerokość pasma Gabora, jitter śledzenia kodu early-late ograniczony do pasma sprowadzający się do podręcznikowego

Dowody#

MODELLED 2 · VALIDATED 2: wiersze macierzy weryfikacji dotyczące tego rodzaju.

• VALIDATED navsignal: całka sinusowa (sine_integral), ułamek mocy BPSK-R wewnątrz pasma dwustronnego w postaci zamkniętej (bpsk_power_in_band_closed_form), szerokość pasma Gabora BPSK ograniczonego do pasma w postaci zamkniętej (bpsk_gabor_bandwidth_closed_form_hz
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: największy Doppler satelity podczas przelotu nad głową przy masce elewacji dla orbity kołowej, v R_E cos(el) / (R_E + h) razy f / c, z własnej nośnej i wysokości orbity każdego ustawienia wstępnego; rodzaj leo-signal dodaje o
• MODELLED Rodzaj leo-signal: parametryzowane projekty sygnałów (pasmo, szerokość pasma nadawania, przydział ITU; składowe akwizycyjna, danych i pilotowa z widmami BPSK(n), BOC(m,n), MBOC lub płaskimi, udziałami mocy, podnośnymi FDMA, długościami kodu i szybkościami danych Testy: leo_signal_reference.rs.
• MODELLED Rodzaj spectrum rozszerzony poza pasmo L: pasma podane jako predefiniowany projekt sygnału (rysowany ze wszystkimi składowymi, ograniczony do szerokości pasma nadawania, C/N0 i J/S odniesione do śledzonej składowej) albo jako własna nośna i modulacja Testy: leo_signal_reference.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 navsignal: całka sinusowa (sine_integral), ułamek mocy BPSK-R wewnątrz pasma dwustronnego w postaci zamkniętej (bpsk_power_in_band_closed_form), ograniczone pasmem. Wyrocznia (ExternalDataset): przypięte zewnętrznie: 90,3 procent mocy płata głównego, spójne drżenie early-late w podanym punkcie pracy, wartości tabeli całki sinusowej oraz współczynnik separacji widmowej własnej BPSK 2/(3 R_c) przy zerowym przesunięciu. Tylko kontrole wewnętrzne, nie walidacja zewnętrzna: wzór zamknięty na szerokość pasma Gabora ograniczonego pasmem BPSK i jego asymptota oraz współczynnik separacji widmowej BPSK z przesunięciem przy niezerowych przesunięciach, oba
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: największy Doppler satelity podczas przelotu nad głową przy masce elewacji dla orbity kołowej, v R_E cos(el) / (R_E + h) razy f / c,. Wyrocznia (ExternalDataset): opublikowane wartości: maksymalny Doppler Xona Pulsar X1 od 32 do 34 kHz (Leclère, Marathe & Reid, ION GNSS+ 2025, https://arxiv.org/abs/2509.19551); Doppler Iridium do +/-36 kHz (Resilient Navigation and Timing Foundation, Recent PNT Improvements and Test Results Based on Low Earth Orbit Satellites). Obrót Ziemi jest pominięty, co przesuwa wartość o około 2,3 kHz; obie opublikowane wartości są osiągnięte bez niego.
• MODELLED Rodzaj leo-signal: parametryzowane projekty sygnałów (pasmo, szerokość pasma nadawania, przydział ITU; składowe akwizycyjne, danych i pilotowe z BPSK(n), BOC(m,n), MB. Wyrocznia (InternalConsistency): wzory zamknięte sprawdzone względem niezależnego wzorca z dwóch wierszy powyżej, tożsamość fałszywego alarmu detektora kwadratowego P_d(snr = 0) = P_fa i średni czas akwizycji Holmesa oraz redukcja do własnego łańcucha SSC rodzaju widmowego (ten sam kod Jammer::ssc). Same projekty są danymi wejściowymi: ustawienia oznaczone REPRESENTATIVE lub WORKSHOP nie są opublikowanymi specyfikacjami, widma enhanced Feher QPSK, code shift keying i OFDM są przybliżane, a kształt

Ograniczenia#

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

• dokładne widma ulepszonego Feher QPSK, kluczowania przesunięciem kodu i OFDM: zastępuje je prostokątna obwiednia chipu BPSK lub płaskie pasmo, jak podaje każde ustawienie wstępne (wynik not_modelled[0])
• struktura prążkowa kodów rozpraszających i korelacja wzajemna kodów w wielodostępie (wynik not_modelled[1])
• filtry nadawcze i odbiorcze poza idealną ścianą prostokątną przy szerokości pasma nadawania: bez emisji poza pasmem, bez opóźnienia grupowego filtra (wynik not_modelled[2])
• wielodrogowość, kwantyzacja w odbiorniku i automatyczna regulacja wzmocnienia (wynik not_modelled[3])
• obrót Ziemi w oszacowaniu Dopplera (do około 0,46 km/s prędkości zmiany odległości na równiku) (wynik not_modelled[4])
• opóźnienie jonosferyczne powyżej pierwszego rzędu oraz podział zawartości elektronowej nad satelitą LEO i pod nim: pochyłe TEC jest daną wejściową (wynik not_modelled[5])
• straty atmosferyczne, deszczowe i polaryzacyjne: porównuje się samo tłumienie w wolnej przestrzeni (deszcz ma znaczenie w paśmie C) (wynik not_modelled[6])
• akwizycja poza pojedynczym oknem z karą za fałszywy alarm: bez logiki weryfikacji wielookienkowej, z jednostajnym rozkładem a priori fazy kodu, w najgorszym przypadku rozkładu na granicy (wynik not_modelled[7])

Zobacz też#

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