Подавление, спуфинг и спектр (семейство видов сценариев)

Видов сценариев движка v0.40.0: 6. Носит консультативный характер: результат анализа исследовательского и инженерного инструмента; это не навигационное оборудование с утверждённым типом и не служба обеспечения безопасности жизни. Каждая метка здесь — метка движка или матрицы верификации; вид относится к MODELLED, если матрица не говорит иного (как заслуживается метка: раздел Evidence в README).

Тематические страницы: SPECTRUM, DECEIVED-TIME, IQ-FOLLOW. Запуск одного из них: kshana scenarios/jamming-demo.toml. Все семейства: KINDS.md.

jamming#

Подавление по бюджету линии: J/S → эффективное C/N₀ → потеря захвата.

Обязательные поля: seed, time, receiver, constellation. Необязательные: jammer, mask_deg, tracking_threshold_dbhz, degraded_margin_db, signal_power_dbw, temp_k, freq_hz, chip_rate_hz, skyline.

Реестр (ledger): MODELLED. Полная страница со входными данными, результатами, доказательствами и ограничениями: jamming.

kshana scenarios/jamming-demo.toml

spoof#

Стохастический детектор спуфинга времени (Неймана–Пирсона / χ²₁) с P_fa/P_md по методу Монте-Карло.

Обязательные поля: threshold_ns, time, attack, clock_quantum, clock_classical.

Реестр (ledger): MODELLED. Полная страница со входными данными, результатами, доказательствами и ограничениями: spoof.

kshana scenarios/spoof-attack.toml

spoof-detect#

Комбинированный детектор спуфинга по РЧ и измерениям (согласованность RAIM по нескольким SV + AGC + SQM, с объединением) против параметризованной атаки (преимущество по мощности, выравнивание фазы несущей, сдвиг времени/положения; в стиле TEXBAT).

Обязательные поля: attack. Необязательные: satellites, detector.

Реестр (ledger): MODELLED. Полная страница со входными данными, результатами, доказательствами и ограничениями: spoof-detect.

kshana scenarios/spoof-detect.toml

tracking-loop#

Срыв слежения в петле слежения: C/N0 -> захват/потеря захвата С ГИСТЕРЕЗИСОМ, время до потери захвата и втягивание спуфера как функция СКОРОСТИ смещения кода и несущей. Существующие в движке критерии подавления и захвата — это отношения по принимаемой мощности (глушитель подавляет при J/S = 30 dB, спуфер захватывает при 3 dB); реальный срыв слежения — это не отношение мощностей, а то место, где джиттер петли плюс динамическое напряжение выходят за бюджет её порога слежения. Выводятся: (1) 1-сигма тепловой джиттер несущей (Костас) и кода (некогерентный «раньше/позже») в зависимости от C/N0, с учётом потерь на возведение в квадрат, относительно заданных правил 3sigma_PLL + theta_e <= 45 deg (правило 15 градусов в форме трёх сигм) и 3sigma_DLL + запаздывание по скорости изменения <= d/2 чипа; (2) пороги C/N0 срыва и повторного захвата с названной определяющей петлёй, причём порог повторного захвата ВЫВЕДЕН из более широкой полосы, в которой приёмник повторно втягивается, а не задан произвольно, так что ширина гистерезиса должна лежать между 5log10(ratio) и 10log10(ratio) dB; (3) объявленное время до потери захвата от двухпорогового детектора захвата с подтверждающими выдержками при проходе по рампе C/N0, выводимое отдельно от физического времени ухода фазы (среднее время Витерби между проскальзываниями циклов, в log10 s, поскольку оно охватывает сотни порядков); (4) пределы втягивания спуфера — наибольшая скорость смещения кода и доплеровская скорость несущей, за которыми могут следовать петли жертвы, с картой по обеим осям, потому что спуфер, смещающий быстрее этих пределов, не захватывает петлю, а опережает её; и (5) РАДИУС ПОДАВЛЕНИЯ, следующий из динамики петли, выводимый РЯДОМ с существующим радиусом по отношению мощностей, а не вместо него, с их знаковой разностью в отдельном именованном поле (denial_radius_delta_km) и определением рядом. Каждое выводимое числовое поле несёт единицу и класс происхождения. VALIDATED замкнутые формы: выражения джиттера несущей и кода, редукция фильтра петли sqrt(2B_nT) и запаздывание по скорости изменения первого порядка перекрёстно проверены по собственному коррелятору sdr движка, пошагово запущенному на засеянной синтетической ПЧ, — другим путём к тем же числам — до 0,6 %, 3,7 % и 0,17 % соответственно, а модифицированная функция Бесселя I0, лежащая в основе времени проскальзывания цикла, — по стандартным табличным значениям до 1e-7. Нижний предел применимости утверждён, а не только заявлен: ниже ~32 dB-Hz при 1 ms реальный дискриминатор atan насыщается относительно своего диапазона +-pi/2 и измеряет меньший джиттер, чем любая линейная теория. MODELLED: полосы петель, время интегрирования, разнос коррелятора, отношение полос втягивания, подтверждающие выдержки, мощность глушителя и усиления антенн — это репрезентативные значения диапазона, а не техпаспорт. НЕ моделируются: джиттер генератора (девиация Аллана) и вибрации, ограничение полосы входного тракта, многолучевость, динамика AGC, потери на переходах битов данных, внешнее сопровождение и любая поправка на полцикла к формуле проскальзывания циклов Костаса. При динамике петли у захвата спуфера радиуса нет вовсе — определяющее ограничение — скорость смещения, а не мощность, — поэтому это поле равно null с указанием причины, а не выдуманным числом. Это не сертифицированный продукт для оценки характеристик приёмника.

Обязательные поля: нет. Необязательные: pll_bandwidth_hz, dll_bandwidth_hz, predetection_integration_s, correlator_spacing_chips, carrier_allowance_deg, code_allowance_chips, pullin_bandwidth_ratio, drop_confirm_epochs, relock_confirm_epochs, doppler_rate_hz_per_s, code_slew_chips_per_s, cn0_high_dbhz, cn0_low_dbhz, ramp_duration_s, jitter_table_cn0_dbhz, jammer_power_dbw, jammer_gain_dbi, rx_gain_toward_jammer_db, rx_gain_toward_sat_db, signal_power_dbw, temp_k, freq_hz, chip_rate_hz, jammer_type, q_override, denial_js_threshold_db, capture_js_threshold_db, spoof_code_slew_chips_per_s, spoof_doppler_rate_hz_per_s.

Реестр (ledger): MODELLED. Полная страница со входными данными, результатами, доказательствами и ограничениями: tracking-loop.

kshana scenarios/tracking-loop.toml

spectrum#

Модель спектра L-диапазона и водопадная диаграмма: весь L-диапазон GNSS как одна спектральная плотность мощности (PSD), частота по горизонтали, время по вертикали, при заданной сценарием временной шкале помех-глушителей. СИГНАЛЫ: GPS L1 C/A и L2C (BPSK(1)), открытый сервис Galileo E1 (MBOC(6,1,1/11) или BOC(1 1)), GPS L5 и Galileo E5a (BPSK(10)), каждый на своей несущей с минимальной принимаемой мощностью по спецификации интерфейса (IS-GPS-200, IS-GPS-705, Galileo OS SIS ICD), если не задано иное; GLONASS, BeiDou и Galileo E6 не моделируются. ГЛУШИТЕЛИ: тон непрерывной волны, плоский узкополосный шум, линейный пилообразный чирп и широкополосный шум, согласованный с собственной модуляцией диапазона, у каждого — центр, полоса, принимаемая мощность (напрямую либо через EIRP и дальность по потерям в свободном пространстве вида подавления) и моменты включения и выключения. Каждый глушитель оценивается относительно каждого диапазона по коэффициенту спектрального разделения kappa в полосе приёмника, и (C/N0)_eff = [1/(C/N0) + sum (J/S) kappa]^-1; для одного глушителя это равно уравнению защиты от помех вида подавления при Q = 1/(R_c kappa), и отчёт содержит эту перекрёстную проверку (и рядом репрезентативное значение Q вида подавления). Уровень шума равен k T_sys при T_sys = T_ant + 290 K (F - 1). Водопад усредняет каждую ячейку по её интервалу частоты и по её строке (чирпы точно, целые развёртки плюс неполная; глушители, переключающиеся в середине строки, — по скважности), так что временная шкала C/N0 и картинка получаются из одних и тех же чисел; result.json содержит сетку, усреднённую блоками по мощности, C/N0 и J/S для каждого диапазона на строку, а для каждого глушителя и диапазона — SSC, Q, J/S, J/S в полосе и установившееся C/N0. Необязательный [iq]: модель, отрисованная как комплексный IQ в один момент, записанная в запись SigMF (cf32_le или ci16_le), считанная обратно и сопоставленная с оценкой Уэлча. Необязательный [recording] (нативные сборки): PSD Уэлча реальной записи SigMF рядом с моделью. VALIDATED: PSD сигналов по учебниковым ширинам главного лепестка (BPSK(n) 2n x 1,023 MHz от нуля до нуля; лепестки BOC(1 1) с центрами на +/-1.023 MHz) и коэффициенты спектрального разделения по их замкнутым формам на основе равенства Парсеваля и по Q = 1 (CW) и 1,5 (согласованный) из Kaplan & Hegarty. MODELLED: мощности глушителей, временная шкала, полосы входных трактов, трактовка непрерывного спектра (без кодовых линий) и отсутствие АРУ, бланкирования и диаграммы направленности антенны.

Обязательные поля: нет. Необязательные: seed, duration_s, step_s, receiver, grid, bands, jammers, iq, recording.

Реестр (ledger): MODELLED 3 · VALIDATED 2. Полная страница со входными данными, результатами, доказательствами и ограничениями: spectrum.

kshana scenarios/l-band-waterfall-jamming.toml

impairment-eval#

Испытательный стенд оценки машинного обнаружения RF-нарушений (13494): генерирует размеченный, обоснованный параметрами СИНТЕТИЧЕСКИЙ корпус (nominal/jamming/spoof-time/spoof-position/multipath), оценивает детектор (energy|agc|sqm|parity|fused) универсальной по отношению к детектору обвязкой и сообщает AUC/ROC/матрицу ошибок + Pd по классам при целевом Pfa, а также разрыв оптимизма между данными внутри и вне распределения. Только рабочие характеристики MODELLED — никогда не полевые данные/IQ, без вердикта «хорошо/плохо».

Обязательные поля: нет. Необязательные: seed, n_per_class, nominal_cn0_dbhz, meas_noise, detector, target_pfa, shift_severity_scale, optimism_tol.

Реестр (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 2. Полная страница со входными данными, результатами, доказательствами и ограничениями: impairment-eval.

kshana scenarios/impairment-eval.toml