leo-pnt-chain (вид сценария)

Вид сценария движка v0.40.0, семейство Навигация на низких околоземных орбитах. Носит консультативный характер: результат анализа исследовательского и инженерного инструмента; это не навигационное оборудование с утверждённым типом и не служба обеспечения безопасности жизни. Все обозначения здесь принадлежат движку или матрице верификации; вид относится к уровню MODELLED, если матрица не указывает иное (как заслуживается обозначение: раздел Evidence в README).

Что делает#

Одна система LEO-PNT (позиционирование, навигация и время с низкой околоземной орбиты) от начала до конца, для любой орбитальной группировки и сигнала: проект leo-signal, названный в signal_design (общедоступный пресет или встроенный проект [signal]), задаёт центр, полосу, скорость чипов и распределение EIRP диапазона [pass], бюджет линии leo-pass даёт отслеживаемое C/N0 и ограниченный полосой джиттер кода за пролёт, линия C/N0 по sin(elevation) и передаваемое SISRE сообщения [navmsg] (подогнанное на высоте спутника пролёта) питают каждую систему LEO совместного определения [fusion] leo-pvt и, при необходимости, случаи [ppp] leo-ppp; каждая передача перечислена со своим значением и единицей. MODELLED.

Один прогон scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml кратко выглядит так: LEO-PNT от начала до конца, универсальная группировка 1080 km сигнал generic-l (https://www.itu.int/pub/R-REG-RR), отслеживаемый пилот на 10,230 Mchip/s, смещение C/N0 -2.57 dB пролёт LEO-1 1080 km: отслеживаемое C/N0 пик 58,2 dB-Hz, джиттер кода медиана 0,050 m; линия C/N0 35,6 + 24,3 sin(el) dB-Hz сообщение kepler-rac подгонка 300 s / обновление 300 s: SISRE представления 0,907 mm RMS (орбита 0,005 mm), с 0,250 m определение орбиты: передано дальше 0,250 m объединённое определение: только GNSS PDOP 1,47 RMS 3D 1,60 m -> GNSS + LEO PDOP 1,06 RMS 3D 0,43 m сходимость PPP: только GNSS 11,5 min, 240 LEO 7,5 min 11 значений передано между этапами. MODELLED.

Входные параметры#

Из схемы (kshana kinds --json):

• Обязательные поля: signal_design, pass, fusion
• Необязательные поля: name, description, seed, signal, navmsg, od_sisre_m, ppp

Пример scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml задаёт, среди прочего:

Запустите#

kshana scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml

3 входящих в поставку сценария используют этот вид; остальные находятся в scenarios/.

Что он даёт#

Скалярные результаты этого прогона с единицами, которые указывает движок:

Обозначение результата (от движка): MODELLED — цепочка передаёт выход каждого этапа следующему; этапы сохраняют собственные обозначения (строки leo-signal, leo-pass, leo-navmsg, leo-pvt и leo-ppp матрицы верификации).

Доказательства#

MODELLED: строки матрицы верификации, называющие этот вид.

• MODELLED Вид leo-pnt-chain: проект leo-signal (общедоступный пресет или встроенный) задаёт центр, полосу, скорость чипов и распределение EIRP диапазона leo-pass; пролёт даёт C/N0 отслеживаемой компоненты и ограниченный полосой джиттер кода по эпохам; C/ по методу наименьших квадратов Тесты: leo_pnt_chain.rs.

Строки, которые задействовал сам прогон, с оракулом, который указывает им матрица (публичные источники названы там):

• MODELLED Детерминированные, хешируемые по сценарию, SBOM и кроссплатформенные эталонные проверки (golden). Оракул (ExternalDataset): соответствие SBOM официальной схеме JSON CycloneDX 1,5 (плюс допустимые идентификаторы SPDX) — внешний опубликованный стандарт, ноль ошибок валидации на всём графе зависимостей; часть о детерминизме FoM и побайтной воспроизводимости остаётся закреплённой проверкой внутренней согласованности, поэтому строка остаётся MODELLED
• VALIDATED navsignal: интегральный синус (sine_integral), доля мощности BPSK-R внутри двусторонней полосы в замкнутой форме (bpsk_power_in_band_closed_form), ограниченная полосой. Оракул (ExternalDataset): внешне зафиксировано: 90,3 процента мощности главного лепестка, когерентный джиттер раннего-позднего при заданной рабочей точке, табличные значения интегрального синуса и коэффициент спектрального разделения BPSK с самим собой 2/(3 R_c) при нулевом смещении. Только внутренние перекрёстные проверки, не внешняя валидация: замкнутая форма ограниченной полосой гауссовой (Gabor) ширины полосы BPSK и её асимптота, а также коэффициент спектрального разделения BPSK со смещением при ненулевых смещениях, оба
• MODELLED Вид leo-signal: параметризованные проекты сигналов (диапазон, ширина полосы передачи, распределение ITU; компоненты захвата, данных и пилота с BPSK(n), BOC(m,n), MB. Оракул (InternalConsistency): валидированные замкнутые формы двух строк выше, тождество ложной тревоги для квадратичного детектора P_d(snr = 0) = P_fa и среднее время захвата по Холмсу, а также сведение к собственной цепочке SSC вида spectrum (тот же код Jammer::ssc). Сами проекты — входные данные: пресеты с пометкой «REPRESENTATIVE» или «WORKSHOP» не являются опубликованными спецификациями, спектры enhanced Feher QPSK, кодовой манипуляции сдвигом и OFDM приближены, а форма
• VALIDATED ITU-R P.618-14 section 2.4.1 шаги 3–9 (опорная сигма по N_wet, эффективная длина трассы, коэффициент усреднения антенны, глубина замирания для 0,01 %–50 % времени. Оракул (ExternalDataset): проверочные примеры ITU-R Study Group 3 (CG-3M3J-13-ValEx-Rev8.3.0) для сцинтилляции P.618-14, с N_wet по P.453-14 каждой площадки из тех же примеров; зафиксированы в tests/fixtures/leo_link/p618_14_scintillation.csv с URL и датой получения. Выражение влажной рефракции по температуре и влажности этой строкой не охвачено
• VALIDATED Групповая задержка 40,3 STEC/f^2 по диапазонам; безионосферные коэффициенты f1^2/(f1^2 - f2^2) и -f2^2/(f1^2 - f2^2) и усиление шума sqrt(a1^2 s1^2 + a2^. Оракул (ExternalDataset): IS-GPS-200 section 20.3.3.3.3.2, где задано отношение групповых задержек L1/L2 gamma = (77/60)^2, следующее из масштабирования первого порядка по 1/f^2, и формула передачи Фрииса (Proc. IRE, 1946). Валидирует законы масштабирования, а не наклонный TEC

Ограничения#

Что отчёт самого прогона называет не смоделированным или не проверенным:

• Этап позиционирования моделирует C/N0 как прямую линию по синусу возвышения между маской и зенитом; цепочка подгоняет эту линию к отслеживаемому C/N0 пролёта, поэтому форма, специфичная для пролёта (изопотоковое плато, край луча), сводится к двум числам. (результат limitations[0])
• SISRE, передаваемое этапам позиционирования, — это ошибка представления навигационного сообщения относительно истинной орбиты, проинтегрированной Kshana, плюс заданное в сценарии od_sisre_m в виде корня из суммы квадратов; сам этап сообщения не моделирует ни определение, ни прогноз орбиты. (результат limitations[1])
• Этап позиционирования вычисляет собственный джиттер контура слежения за задержкой по переданному C/N0 по формуле для неограниченной полосы; пролёт сообщает рядом ограниченный полосой джиттер реального проекта. (результат limitations[2])
• Этап прецизионного абсолютного позиционирования принимает SISRE сообщения за ошибку орбиты и часов LEO; его шумы кода и фазы остаются собственными входными данными этапа. (результат limitations[3])
• Один спутник — первый, чей диапазон несёт проект, — представляет всю систему LEO на этапах пролёта и сообщения. (результат limitations[4])
• MODELLED — цепочка передаёт выход каждого этапа следующему; этапы сохраняют собственные обозначения (строки leo-signal, leo-pass, leo-navmsg, leo-pvt и leo-ppp матрицы верификации). (результат label)
• MODELLED. (каталог видов (kshana kinds --json))
• MODELLED: каждый этап сохраняет собственное обозначение; цепочка не добавляет физики. (комментарий в файле сценария, строка 25)

См. также#

• Страница семейства: Навигация на низких околоземных орбитах
• Все виды: KINDS.md
• Тематическая страница: LEO-PNT.md
• Страница темы: LEO-PASS.md