Ordlista

Lättförståeliga definitioner av termerna som används i Kshana. Varje post börjar med en enradig förklaring “med enkla ord” och lägger sedan till den exakta betydelsen där det behövs. Förkortningar som inte definieras i något avsnitt finns i A–Ö-tabellen nära slutet, Alla övriga förkortningar, A till Z.

Navigering och tidssynkronisering#

PNT, Positioning, Navigation, and Timing (positionering, navigering och tidssynkronisering). Att veta var du är, åt vilket håll du är på väg och hur mycket klockan är, med precision. Modern PNT kommer mest från satellitsignaler (GNSS, de globala satellitnavigeringssystem som definieras härnäst); Kshana studerar vad som händer med tiden och positionen när de signalerna går förlorade.

GNSS, Global Navigation Satellite System. De satellitkonstellationer som ger PNT: GPS (Global Positioning System, USA (Amerikas förenta stater)), Galileo (EU), GLONASS (Rysslands Global Navigation Satellite System), BeiDou (Kina). En mottagare som ser ≥ 4 satelliter kan beräkna en fullständig 3D-position och tid.

GNSS-avbrott / nekad / försämrad / störd. När satellitsignalerna inte är tillgängliga (blockerade, störda eller utom synhåll). Under ett avbrott måste systemet “glida” på sina egna sensorer ombord. Hela Kshanas syfte är att mäta hur väl det glider.

Holdover. Med enkla ord: hur länge klockan kan hålla god tid på egen hand efter att den förlorat GNSS. En bättre klocka håller längre innan felet passerar den tillåtna gränsen.

Dödräkning. Med enkla ord: att uppskatta var du är genom att lägga ihop din uppmätta rörelse, utan någon yttre referens. Felen ackumuleras, så en bättre tröghetssensor driver långsammare.

Spec / tröskel. Det största fel som tillåts innan lösningen räknas som “utanför spec”, till exempel “tidssynkroniseringen måste hålla sig inom 20 ns” eller “positionen inom 100 m”.

Sensorerna som Kshana jämför#

Klocka (atomklocka). En enhet som håller tiden genom att räkna en atoms naturliga svängning. Två exempel här:

• CSAC, Chip-Scale Atomic Clock. En liten, utplacerad, kommersiell klocka (den “klassiska” referensen). Bra, men driver märkbart under ett långt avbrott.
• Optisk gitterklocka (till exempel strontium). En mycket stabilare “kvantklocka”; det främsta som finns i laboratorier, ännu inte flugen i rymden.

Accelerometer. Mäter acceleration (förändring i rörelse). Integrerad två gånger ger den position, så varje fel växer snabbt. Kallatomsaccelerometer är kvantversionen med mycket bättre långtidsstabilitet; navigeringsklass är den klassiska.

Gyroskop. Mäter rotation. Ett litet rotationsfel lutar plattformen, vilket läcker in tyngdkraft i horisontell riktning och förvanskar positionsuppskattningen.

IMU, Inertial Measurement Unit (tröghetsmätenhet). Själva paketet med accelerometer och gyroskop: tre axlar av vardera, som rapporterar specifik kraft och vinkelhastighet. Den mäter rörelse; på egen hand vet den inte var den är.

INS, Inertial Navigation System (tröghetsnavigeringssystem). En IMU plus den “mekanisering” som integrerar dess utdata till attityd, hastighet och position. INS är det som dödräknar genom ett GNSS-avbrott, och dess noggrannhet bestäms av de felprocesser i IMU som listas nedan.

Tidsöverföring. Att skicka en precis tidssignal mellan två platser (till exempel från satellit till satellit). Optiska länkar är mycket mer precisa än RF-länkar (radiofrekvens).

Hur fel modelleras (klockbrus)#

Klockfel byggs upp av vanliga “brustyper”, var och en med en känd signatur:

Vitt FM (vit frekvensmodulation). Med enkla ord: snabb, slumpmässig jitter i klockans gångtakt. Medelvärdesbildning minskar den med tiden. Parameter q_wf.

Random-walk FM. Med enkla ord: klockans gångtakt vandrar långsamt. Detta dominerar vid långa avbrott. Parameter q_rw.

Flicker FM (1/f-brus). Med enkla ord: ett envist brusgolv som klockan aldrig kan medelvärdesbilda sig under. Det är jämnt över alla medelvärdestider. Parameter flicker_floor.

Åldring / drift. En långsam, förutsägbar förändring av gångtakten över tid; eftersom den är förutsägbar tar Kshanas estimator bort den. Parameter drift.

VRW, Velocity Random Walk. Accelerometerns motsvarighet till vitt brus: slumpmässiga stötar i hastigheten som växer till positionsfel. Parameter q_va.

ARW, Angular Random Walk. Gyroskopets motsvarighet: slumpmässiga stötar i orienteringen. Parameter q_arw.

Hur stabilitet mäts#

Allan-deviation (σ_y(τ)). Med enkla ord: det vedertagna sättet att ange hur stabil en klocka är över en given medelvärdestid τ. Ett klockdatablad anger till exempel σ_y(1 s) = 3×10⁻¹⁰. Kshana validerar sin klockmodell genom att beräkna Allan-deviationen för sin egen utdata och kontrollera att den stämmer med det publicerade värdet. (Referens: Riley, NIST SP 1065, National Institute of Standards and Technology Special Publication 1065.)

PSD, Power Spectral Density (effektspektraltäthet). Hur ett brus effekt fördelar sig över frekvenser; det formella sättet att ange vitt brus, random-walk-brus och flickerbrus.

Kvalitetsmåtten (så poängsätts en körning)#

De sex operativa PNT-kvalitetsmått som Kshana redovisar (se tabellen “Output” i README):

FoM, Figure of Merit (kvalitetsmått). Ett tal som poängsätter en aspekt av en körning, redovisat med sin enhet och om det är validerat eller modellerat. De sex nedan är Kshanas operativa kvalitetsmått.

• Positionerings- / tidssynkroniseringsprestanda: felets storlek, som RMS (root mean square, det kvadratiska medelvärdet) och som 95:e percentilen.
• Autonomi: holdover-tiden (hur länge systemet håller sig inom spec utan GNSS).
• Resiliens: hur snabbt felet växer när GNSS väl är förlorat.
• Tillgänglighet: den andel av körningen som har en lösning inom spec.
• Integritet: kan du lita på systemets egen uppskattning av sitt fel? Kshana redovisar den andel avbrottsprover vars verkliga fel håller sig inom filtrets skyddsgräns.
• Säkerhet: robusthet mot spoofing: en poäng för spoofing-detekterbarhet baserad på klockstabilitet (sedan v0.3.0), meningsfull bara när ett spoofing-attackscenario är konfigurerat. Den är inte integritet av flygkvalitet: den beräknar ingen horisontell eller vertikal skyddsnivå (HPL/VPL) och kör ingen autonom integritetsövervakning i mottagaren (RAIM), varken avancerad eller annan. De kommer från de separata scenariotyperna för integritet och ARAIM (advanced RAIM) och definieras under “Integritet och förstärkning” nedan. Exportkänslig.

Termer som används vid sidan av kvalitetsmåtten:

Spoofing. Med enkla ord: en falsk satellitsignal som ljuger om position eller tid. En spoofer matar mottagaren med ett rimligt men felaktigt svar, vilket är värre än jamming eftersom mottagaren kanske inte märker det.

1-DOF, en frihetsgrad. En enda axel. Positionsfelet i Kshanas scenariopaket är enaxligt; ett fullständigt 3D-svar kräver treaxelmodellen.

Monte Carlo-ensemble. Att köra samma scenario många gånger med olika slumpfrön och redovisa spridningen i resultaten i stället för en enda körning.

CI, konfidensintervall. Det intervall som en statistisk storhet förväntas hamna i med en angiven sannolikhet (till exempel 95 %). I READMEs tabeller och märken betyder “CI” oftare kontinuerlig integrering, den automatiska bygg- och testkörningen vid varje ändring; sammanhanget avgör vilket.

k-sigma-gräns. En gräns satt vid k standardavvikelser av filtrets egen osäkerhet; kvalitetsmåttet Integritet räknar hur ofta det verkliga felet håller sig inom den.

CEP / 2DRMS, circular error probable / twice the distance root mean square. Två vanliga sätt att ange horisontell 2D-noggrannhet: CEP är den radie som rymmer 50 % av positionsbestämningarna; 2DRMS är två gånger det kvadratiska medelvärdet av det horisontella felet. Biblioteket kan beräkna båda ur en positionskovarians (src/fom.rs), men ingen scenariotyp redovisar dem ännu.

Att läsa ett resultat: termerna i utdata#

Det här är namnen du möter i en resultatfil eller i lekplatsens sammanfattning, först med enkla ord.

Holdover (holdover_s). Med enkla ord: hur många sekunder systemet höll sig inom sin felgräns efter att GNSS gick förlorat. Kshana redovisar den kortaste sådana glidningen över alla avbrott i körningen, mätt på körningens tidsrutnät, så den är en nedre gräns vid tidstegets upplösning. En holdover lika med avbrottets längd betyder att gränsen aldrig passerades.

p95 (timing_p95_ns). Med enkla ord: 95 % av tiden var tidsfelet så här litet eller mindre. Det är den 95:e percentilen av felet under avbrottet. Ett mycket litet värde kan visas som 0.0 i en kort sammanfattning; resultatfilen i JSON (JavaScript Object Notation) innehåller talet med full precision.

Integritet (integrity). Med enkla ord: hur ofta systemets egen felskattning var ärlig. Det är den andel avbrottsprover vars verkliga fel höll sig inom filtrets k-sigma-gräns (definieras nedan). Ett värde nära 1 betyder att estimatorn inte underskattade sitt fel. Det är ingen skyddsnivå av flygkvalitet; se “Integritet och förstärkning” nedan och INTEGRITY.md.

Säkerhetspoäng (security). Med enkla ord: hur sannolikt det är att en spoofing-attack upptäcks. Det är sannolikheten att den konfigurerade attacken detekteras, ett minus sannolikheten för missad detektering P_md, härledd ur klockans stabilitet. Den betyder bara något när scenariot konfigurerar en spoofing-attack. Utan konfigurerad attack skriver sammanfattningsraden ut security n/a (no attack) och resultatet markerar värdet applicable: false i sitt block figure_tiers; värdet finns kvar i dokumentet och betyder “ej tillämpligt”, inte “noll säkerhet”.

PDOP, position dilution of precision (nycklar som pdop_min). Med enkla ord: hur mycket satellitgeometrin förstorar avståndsfel till positionsfel. Positionsfelet är ungefär PDOP gånger avståndsfelet, så lägre är bättre. Se DOP under “Skattning och geometri”.

sigma_y (σ_y(τ), Allan-deviationen). Med enkla ord: hur mycket en klockas gångtakt vacklar när den medelvärdesbildas över tiden τ. En databladsrad som sigma_y(1 s) = 3e-10 betyder att gångtakten, medelvärdesbildad över en sekund, varierar med ungefär 3 delar på 10¹⁰. Mindre är en stabilare klocka. Se “Hur stabilitet mäts” ovan.

q_wf, intensitet för vitt frekvensbrus. Med enkla ord: styrkan hos den snabba, slumpmässiga jittern i en klockas gångtakt. Det är koefficienten i σ_y²(τ) = q_wf / τ för vitt frekvensbrus, så ett scenario sätter q_wf = sigma_y(1 s)² utifrån databladets Allan-deviation för en sekund. Dess följeslagare är q_rw (random-walk-frekvensbrus) och drift (åldring); se “Hur fel modelleras” ovan.

Termer för telekomtidssynkronisering#

Telekomnät distribuerar tid över paketnät (Precision Time Protocol) från en GNSS-matad referensklocka, och International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU-T) sätter gränser för det tidsfel varje klocka får lägga till. De här termerna förekommer i typen telecom-timing; se TELECOM-TIMING.md.

TE, time error (tidsfel). Med enkla ord: hur långt en klockas tid ligger från referenstiden, vid ett enda ögonblick. Positivt eller negativt, vanligen i nanosekunder.

max|TE|, maximalt absolut tidsfel. Med enkla ord: det värsta tidsfelet under mätningen, oavsett tecken. Det är den huvudgräns som de flesta masker sätter.

cTE, constant time error (konstant tidsfel). Med enkla ord: den stadiga förskjutningsdelen av tidsfelet, det medelfel som inte ändras under mätningen.

dTE, dynamic time error (dynamiskt tidsfel). Med enkla ord: den vacklande delen av tidsfelet, det som återstår när den konstanta förskjutningen tagits bort. Det bedöms med MTIE och TDEV.

MTIE, maximum time interval error. Med enkla ord: den största svängningen i tidsfel inom något fönster av en given längd. För varje fönsterlängd låter den ett fönster glida längs registret och tar den största topp-till-topp-ändringen; en mask anger det största tillåtna värdet för varje fönsterlängd.

TDEV, time deviation. Med enkla ord: det typiska (kvadratiska medelvärdet av) vandringen i tidsfelet vid en given medelvärdestid, efter att kortvarig jitter medelvärdesbildats bort. Det är en släkting till Allan-deviationen i tidsdomänen och kontrolleras, liksom MTIE, mot en mask.

PRTC, primary reference time clock. Klockan högst upp i en telekomtidskedja, normalt styrd av GNSS. Dess prestandagränser finns i ITU-T Recommendation G.8272.

ePRTC, enhanced primary reference time clock. En PRTC med snävare gräns för tidsfel, uppbackad av en mycket stabil lokal atomklocka så att den kan hålla tiden genom ett långt GNSS-bortfall. ITU-T Recommendation G.8272.1.

T-BC, telecom boundary clock. En nätklocka som tar emot tid uppströms och för den vidare nedströms, och lägger till ett litet tidsfel av eget. ITU-T Recommendation G.8273.2.

T-TSC, telecom time slave clock. Klockan i slutet av kedjan som tar emot tid och förser den utrustning som behöver den (till exempel en radiobasstation). Omfattas också av ITU-T Recommendation G.8273.2.

OCXO, oven-controlled crystal oscillator (ugnsstyrd kristalloscillator). En kvartsoscillator som hålls vid konstant temperatur i en liten ugn, vilket gör den mycket stabilare än en vanlig kvartsoscillator. En vanlig holdover-klocka i nätutrustning; den åldras (driver) märkbart över dygn.

CSAC, chip-scale atomic clock. En mycket liten atomklocka (se “Sensorerna som Kshana jämför” ovan). Stabilare än en OCXO vid långa holdover-perioder, till högre kostnad och effektförbrukning.

Evidensnivåer: VALIDATED, MODELLED, PARTNER#

Varje förmåga i den maskinkontrollerade verifieringsmatrisen (VERIFICATION-MATRIX.md) har en av tre nivåer.

VALIDATED. Med enkla ord: kontrollerad mot någon annans svar. Förmågans utdata jämfördes med en oberoende extern referens (verkliga mätdata, ett oberoende bibliotek skrivet av någon annan eller publicerade referensvärden) och stämde inom en angiven tolerans. En kontroll i kontinuerlig integrering avvisar en VALIDATED-rad som inte anger någon extern oberoende referens.

MODELLED. Med enkla ord: byggd på sund fysik och kontrollerad för intern konsistens, men ännu inte jämförd med ett externt svar. Värdena är meningsfulla för jämförelse och konstruktionsavvägningar; de är inget belägg för att en verklig enhet kommer att prestera så. MODELLED-RATIONALE.md förklarar varför varje sådan rad är modellerad.

PARTNER. Med enkla ord: den här delen tillhör en maskinvaru- eller produktsäkringspartner, och Kshana hävdar ingenting om den. Raden finns så att luckan syns i stället för att vara tyst.

Termer för spektrum och störning#

De här termerna förekommer i typen spectrum; se SPECTRUM.md.

• BPSK(n), binary phase-shift keying vid n × 1,023 Mchip/s. Modulationen med rektangulära chip för GPS L1 coarse/acquisition (C/A) och L2 civil (L2C) (n = 1) samt GPS L5 och Galileo E5a (n = 10). Dess spektrum är en sinc² med nollställen var n × 1,023 MHz.
• BOC(m, n), binary offset carrier. En spridningskod vid n × 1,023 Mchip/s multiplicerad med en fyrkantsvåg som underbärvåg vid m × 1,023 MHz, vilket delar spektrumet i två lober på var sin sida om bärvågen.
• MBOC(6,1,1/11), multiplexed binary offset carrier. Effektspektraltätheten 10/11 × BOC(1 1) + 1/11 × BOC(6 1), överenskommen för Galileo E1 open service och GPS L1C; Galileo sänder den som composite BOC (CBOC).
• CW, continuous wave (kontinuerlig våg). En omodulerad bärvåg: en enda ton.
• J/S, jammer-to-signal ratio. Mottagen störsändareffekt delad med mottagen signaleffekt, i decibel.
• SSC, spectral separation coefficient. κ = ∫ G_s(f) G_j(f) df över mottagarbandet: hur stor del av en störkällas spektrum med enhetseffekt som hamnar där signalens gör. Den effektiva bärvåg-till-brustätheten är [1/(C/N₀) + (J/S)·κ]⁻¹.
• Brusfaktor. Hur mycket en mottagare lägger till det termiska bruset, som ett förhållande F i decibel; systemets brustemperatur är T_ant + 290 K × (F − 1).
• Vattenfall. En tid-frekvensbild av ett spektrum: frekvens i sidled, tid nedåt, färg för effekt.
• Welch-skattning. En effektspektraltäthet som skattas genom att medelvärdesbilda fönstrade, överlappande periodogram (Welch 1967).
• SigMF, Signal Metadata Format. Ett öppet inspelningsformat: en JSON-fil .sigmf-meta som beskriver en rå .sigmf-data-fil med sampel (här komplexa cf32_le, ci16_le eller ci8).
• IQ, in-phase and quadrature. De två komponenterna i ett komplext basbandssampel.

Signaltermer för LEO-PNT#

De här termerna förekommer i typen leo-signal och i multibandsscenarierna spectrum; se LEO-SIGNAL.md.

• LEO-PNT, positionering, navigering och tidssynkronisering från låg omloppsbana. Navigeringssignaler som sänds från satelliter på några hundra upp till cirka 1200 km höjd: starkare och snabbare i rörelse än GNSS från medelhög omloppsbana.
• RNSS, RDSS, MSS, EESS, Radio Navigation Satellite Service, Radio Determination Satellite Service, Mobile Satellite Service, Earth Exploration-Satellite Service. Tjänstetilldelningar från ITU (International Telecommunication Union) som ett band kan ligga inom.
• Pilot-, data- och upptagningskomponenter. Delarna av en signal: en datafri pilot för avståndsmätning, en datakomponent som bär navigeringsmeddelandet och en kort komponent med låg takt som är lätt att hitta vid upptagning.
• FDMA, frequency-division multiple access. Komponenter eller satelliter som skiljs åt av bärfrekvens snarare än av kod.
• Gabor-bandbredd (RMS). β = √(∫ f² G df / ∫ G df) över mottagarbandet: hur en signals effekt sprids i frekvens, vilket avgör hur fint den kan mäta avstånd.
• DLL, delay lock loop. Kodföljningsslingan; avståndet mellan tidig och sen korrelator och brusbandbredden avgör jittern i avståndsmätningen på grund av termiskt brus.
• EFQPSK, enhanced Feher quadrature phase-shift keying. En modulation med konstant envelopp (Xona Pulsar); approximeras här av ett spektrum med rektangulära chip.
• OFDM, orthogonal frequency-division multiplexing. En flerbärvågsvågform (Starlinks nedlänk); ritas här som ett platt band.
• TEC, total electron content. Elektroner per kvadratmeter längs vägen; 1 TECU = 10¹⁶ el/m². Den första ordningens jonosfärsfördröjning är 40,3·TEC/f² meter.
• EIRP, effective isotropic radiated power. Sändeffekt gånger antennförstärkning mot mottagaren.

Integritet och förstärkning#

Integritet är frågan om förtroende: inte “hur stort är mitt fel?” utan “kan jag begränsa det, och blir jag varnad när gränsen bryts?” Det här är flygets termer för det.

RAIM, Receiver Autonomous Integrity Monitoring. Med enkla ord: mottagaren kontrollerar satelliterna mot varandra. Med fler satelliter än de fyra som en positionsbestämning behöver ska resterna (residualerna) vara små; en stor residual betyder att en satellit ljuger, och mottagaren kan säga det utan hjälp från marken. Implementerad i src/raim.rs.

ARAIM, Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring. Den moderna formen av RAIM med två frekvenser och flera konstellationer. Den matas med ett integritetsstödmeddelande som anger varje satellits antagna fel och felsannolikhet, och returnerar skyddsnivåer i stället för en flagga för pass eller fail. Fullständig genomgång, med varje antagande, i ARAIM_REFERENCE.md.

SISRE, Signal-in-Space Range Error. Med enkla ord: hur mycket en satellits utsända bana och klocka förvanskar det avstånd som en typisk användare mäter. Banfelet delas upp i radiella, längsgående och tvärgående delar och viktas efter hur mycket var och en syns längs en genomsnittlig siktlinje, och kombineras sedan med klockfelet (Montenbruck m.fl. 2018). För en satellit i låg omloppsbana väger de längsgående och tvärgående delarna mycket tyngre än för GPS, eftersom användare ser den långt från nadir. Används av typen leo-navmsg.

RAC, Radial, Along-track, Cross-track. De tre riktningar som ett banfel delas upp i: utåt från jordens centrum, längs färdriktningen och vinkelrätt mot banplanet. Modellen kepler-rac i typen leo-navmsg lägger till ett korrektionspolynom i var och en.

SVID, Space-Vehicle Identifier. Det nummer som ett navigeringsmeddelande använder för att namnge den satellit som sände det.

IOD, Issue of Data. En räknare som ändras när innehållet i en satellits navigeringsmeddelande ändras, så att en mottagare kan skilja ett nytt meddelande från en upprepning. (Förväxla inte med en demonstration i omloppsbana, som också förkortas IOD, som i ESA:s Celeste IOD.)

TOW, Time of Week. Sekunder sedan början av den aktuella GNSS-veckan (söndag 00:00).

CRC-24Q, 24-bitars cyklisk redundanskontroll (Qualcomm-polynom). Den felupptäckande kontroll som RTCM 10403 och Galileo-meddelanden bär: en 24-bitars rest av meddelandebitarna delade med polynomet 0x1864CFB. En mottagare räknar om den och kasserar ett meddelande som inte stämmer.

URE, User Range Error. Med enkla ord: hur fel en satellits egen utsända bana och klocka gör varje avstånd till den. Kallas också signal-i-rymden-fel (SISE); det är den felbudget per satellit som ARAIM och RAIM matas med (sigma_ure_m i src/raim.rs).

MHSS, Multiple Hypothesis Solution Separation. Metoden som ARAIM använder. För varje sätt som konstellationen kan vara felaktig bildar den en lösning som utesluter de misstänkta satelliterna, och begränsar hur långt den dellösningen kan ligga från lösningen med alla satelliter i sikte.

HPL / VPL, Horizontal / Vertical Protection Level. Med enkla ord: den radie som systemet lovar att det verkliga felet ligger inom, vid en angiven integritetsrisk. Det är en gräns som algoritmen beräknar, inte ett uppmätt fel. En körning är tillgänglig när skyddsnivån håller sig under den larmgräns som operationen tillåter (VAL, den vertikala larmgränsen; HAL, den horisontella).

SBAS, Satellite-Based Augmentation System. Ett marknät som övervakar GNSS, beräknar korrektioner och integritetsgränser och sänder ut dem från geostationära satelliter. WAAS, Wide Area Augmentation System är det amerikanska; EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) är det europeiska motsvarigheten. Kshana beräknar skyddsnivåer i DO-229E-formen med viktade minsta kvadrater (DO-229E är RTCA:s minimikrav på operativ prestanda för SBAS-mottagare; RTCA hette tidigare Radio Technical Commission for Aeronautics) (src/sbas.rs).

Skattning och geometri#

Estimator. Algoritmen som förutsäger den verkliga positionen/tiden under ett avbrott utifrån sensormodellen. Kshana har en analytisk holdover-prediktor och ett Kalmanfilter.

Kalmanfilter. Med enkla ord: en algoritm som följer en storhet och också följer hur osäker den är. Kshana använder dess osäkerhetsgräns för att beräkna Integritet.

EKF, Extended Kalman Filter. Ett Kalmanfilter för ett olinjärt problem: det linjäriserar modellen kring den aktuella skattningen i varje steg. Det vanliga valet för att koppla GNSS till en INS.

UKF, Unscented Kalman Filter. Samma uppgift utan linjärisering: det skickar en liten mängd deterministiskt valda samplingspunkter genom den verkliga olinjära modellen och bygger upp medelvärde och kovarians från var de hamnar. Fungerar bättre när olinjäriteten är stark, vilket är varför banbestämningen använder det.

DOP, Dilution Of Precision. Med enkla ord: hur mycket satelliternas geometri förstärker avståndsfel till positions- eller tidsfel. Positionsfel ≈ PDOP × avståndsfel, så ett lågt tal betyder bra geometri. Familjen: GDOP (geometrisk, position och tid tillsammans), PDOP (position), HDOP (horisontell), VDOP (vertikal), TDOP (tid).

Walker-konstellation. Ett vanligt sätt att beskriva en satellitkonstellation med antalet banplan och satelliter per plan (GPS är ungefär ett 24/6 Walker-skal).

Elevationsmask. Den minsta vinkel över lokal horisont vid vilken en satellit anses användbar; signaler som ligger för lågt utesluts.

Ockultation. När jorden fysiskt blockerar siktlinjen till en satellit.

Siluett (siluettmask). Med enkla ord: konturen av byggnader, kranar eller kullar mot himlen, som en elevation för varje azimut. En satellit räknas som synlig bara ovanför max(elevation mask, skyline) vid sin azimut, och en som ligger över masken men bakom siluetten är “maskerad av siluetten”. Kshana bygger en sådan utifrån en tabell, en gatukanjon, sektorer och terräng (deras punktvisa maximum) eller en REPRESENTATIVE-förinställning; endast siktlinje, ingen reflektion eller diffraktion (SKYLINE.md).

Himlageometri. Vilka satelliter en plats ser under en siluett och vad det gör med lösningen: DOP-faktorerna, öst-nord-upp-kovariansen för minsta-kvadrat-positionsbestämningen och dess felellips, den horisontella region som rymmer den angivna andelen av positionsbestämningarna (95 % som standard) för oberoende, lika stora gaussiska avståndsfel. MODELLED geometri under en angiven felmodell, inte en mottagares verkliga fel (SKYLINE.md).

CTI, Composed Timing Integrity. Skyddsnivåer för tid snarare än position, beräknade över en övergång mellan olika tidskällor, till exempel från en satellitkontrollerad (RAIM-tillgänglig) klocka till en fritt gående i holdover, så att gränsen förblir giltig genom övergången (src/integrity/mod.rs).

TIB, Timing Integrity Benchmark. Ett mätinstrument för andras tidsövervakare: det injicerar en meny av fel och kontrollerar om övervakarens angivna skyddsnivå verkligen begränsade dess fel. Det gör inget eget noggrannhetsanspråk, så det kan inte överdriva något (src/benchmark/mod.rs).

Omloppsbanor och cislunärt#

CR3BP, Circular Restricted Three-Body Problem. Jord–måne-systemet behandlat som två kroppar på cirkulära banor kring sin gemensamma tyngdpunkt, plus ett rymdfarkost som är för lätt för att påverka tillbaka. Nära månen är en tvåkropps-Kepler-ellips helt enkelt fel form; CR3BP är den billigaste dynamik som är rätt (src/cr3bp.rs).

NRHO, Near-Rectilinear Halo Orbit. En periodisk CR3BP-bana som svänger nära över den ena månpolen och långt ut över den andra, så den är nästan en rak linje sedd från änden, därav “nära rätlinjig”. Det är den bana som valts för månstationen Gateway, och den behåller nästan kontinuerlig siktlinje till jorden.

DRO, Distant Retrograde Orbit. En annan CR3BP-familj: en stor, stabil bana som cirklar kring månen baklänges sedd i det roterande referenssystemet.

EOP, Earth Orientation Parameters. Jordens uppmätta, något oregelbundna vingling och rotation (polrörelse, UT1 (Universal Time 1, jordrotationstid)−UTC, jordrotationstid minus Coordinated Universal Time, samt dygnslängd) som behövs för att omvandla en jordfast position till en tröghetsposition med bättre än meters noggrannhet. IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service) publicerar dem; Kshana läser dess fil finals2000A via --eop.

Standarder, format och organisationer#

De förkortningar som README och paketsidorna använder för standarder, filformat, tidsskalor, referenssystem och organisationerna bakom dem. Var och en skrivs också ut vid första användningen på de sidorna.

Omloppsbanor, referenssystem och tid

• SGP4 / SDP4, Simplified General Perturbations 4 / Simplified Deep-space Perturbations 4. De vanliga analytiska propagatorerna för publicerade satellitbanor.
• TLE, two-line element set (tvåradig elementmängd). Det publika banformat som SGP4 läser.
• LEO / MEO / GTO / IGSO, låg omloppsbana / medelhög omloppsbana / geostationär överföringsbana / lutande geosynkron bana. Banregimer; de flesta GNSS-satelliter flyger i MEO.
• LMO, låg marsbana.
• ECI / ECEF, jordcentrerat tröghetssystem / jordcentrerat, jordfast. Ett referenssystem som inte roterar med jorden, och ett som gör det.
• TEME, true equator, mean equinox. Det referenssystem som SGP4 ger utdata i.
• GCRS / ITRS / ITRF, Geocentric Celestial Reference System / International Terrestrial Reference System / dess realisering, International Terrestrial Reference Frame. De moderna tröghets- och jordfasta referenssystemen.
• CIO, Celestial Intermediate Origin. Referenspunkten för den moderna jordrotationskedjan utan vårdagjämning.
• LVLH, lokal vertikal, lokal horisontell. Ett referenssystem som följer med rymdfarkosten.
• WGS-84, World Geodetic System 1984. Den jordellipsoid som GPS använder.
• UTC / TAI / TT / UT1 / TDB, Coordinated Universal Time / International Atomic Time / Terrestrial Time / Universal Time 1 (jordrotationstid) / Barycentric Dynamical Time.
• LTC / TCL, Lunar Coordinate Time (Temps-Coordonnée Lunaire). Den föreslagna tidsskalan för månen.
• OD, banbestämning. Att återskapa en bana ur spårningsmätningar.
• CR3BP, NRHO och DRO definieras under “Omloppsbanor och cislunärt” ovan.

Filformat och meddelanden

• SP3, Standard Product 3. Filformatet för precisa banor från International GNSS Service (IGS), i versionerna c och d.
• RINEX, Receiver Independent Exchange Format. Standardfilformatet för GNSS-observationer och utsända efemerider.
• IONEX, IONosphere map EXchange format.
• OEM / OMM / TDM, Orbit Ephemeris Message / Orbit Mean-elements Message / Tracking Data Message. Standardmeddelanden för banor och spårningsdata från Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS).
• TOML, Tom's Obvious, Minimal Language. Klartextformatet för Kshana-scenarier.
• KIF, Kshana Interchange Format. Kshanas versionshanterade, självbeskrivande resultatkuvert.

Standarder

• DO-229E / DO-316. RTCA:s minimikrav på operativ prestanda för SBAS-mottagare och för GPS-utrustning i luftfartyg med luftfartygsbaserad förstärkning.
• IS-GPS-200 / IS-GPS-705. Gränssnittsspecifikationerna för GPS (den andra omfattar L5-signalen).
• NIST SP 1065. National Institute of Standards and Technology Handbook of Frequency Stability Analysis.
• TRL, technology readiness level (teknisk mognadsgrad). En skala från 1 till 9 för maskinvarans mognad.

Organisationer

• ESA / ESOC / ESTRACK: European Space Agency, dess European Space Operations Centre och dess European Space Tracking network.
• NASA / JPL / NAIF / DSN: den amerikanska National Aeronautics and Space Administration, dess Jet Propulsion Laboratory, dess Navigation and Ancillary Information Facility (som publicerar verktygslådan SPICE, Spacecraft, Planet, Instrument, C-matrix, Events) och dess Deep Space Network.
• IGS: International GNSS Service. IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service. IAU: International Astronomical Union (vars SOFA-bibliotek, Standards of Fundamental Astronomy, och dess öppna port ERFA, Essential Routines for Fundamental Astronomy, är Kshanas referenser för referenssystem).
• CCSDS: Consultative Committee for Space Data Systems. AIAA: American Institute of Aeronautics and Astronautics. RTCA: tidigare Radio Technical Commission for Aeronautics.

Programvara och leveranskedja

• CLI, kommandoradsgränssnitt. MCP, Model Context Protocol, det protokoll som Kshanas agentserver talar. IDE, integrerad utvecklingsmiljö.
• SBOM, programvarans innehållsförteckning (software bill of materials). SLSA, Supply-chain Levels for Software Artifacts, det ramverk för byggursprung som Kshanas utgåvor attesteras under.

Alla övriga förkortningar, A till Z#

Varje förkortning som används i arkivets dokumentation (docs/ och de fyra README-filerna) och som inget avsnitt ovan definierar, plus några som ett avsnitt definierar, upprepade för uppslagning. Varje sida skriver också ut sina förkortningar vid första användningen; den här tabellen är det enda stället där du kan slå upp dem alla. Några poster är identifierare eller namn snarare än förkortningar, och anger det.

Reproducerbarhet och licensiering#

Reproducerbar (deterministisk). Samma indata ger alltid bit för bit identiska utdata: scenario + seed + version → identical result. Ingen dold slump.

Frö. Talet som initierar den (deterministiska) slumpgeneratorn, så att körningar går att upprepa.

Öppen kärna. Affärsmodellen: motorn är gratis och har öppen källkod (AGPL-3.0, GNU Affero General Public License, som definieras nedan; dubbellicensierad kommersiellt); den bärande verksamheten är support, integrering, kommersiella licenser och proprietära tillägg, inte platsavgifter på den öppna motorn.

AGPL-3.0. GNU Affero General Public License v3, en stark copyleft-licens med öppen källkod som erkänts av OSI (Open Source Initiative). Liksom GPL (GNU General Public License) men med en extra klausul (§13) som gäller programvara som erbjuds användare över ett nätverk: en ändrad version som nås över ett nätverk måste erbjuda dessa användare sin motsvarande källkod. Kshanas öppna licens.

Dubbellicensiering. Att erbjuda samma kod under två licenser så att användare väljer: här AGPL-3.0 (öppen, copyleft) eller en kommersiell licens från Ashforde OÜ (ett estniskt privat aktiebolag; OÜ = osaühing) för proprietär/sluten användning som AGPL inte passar. Se LICENSING.md.

Används också på kshana.dev

Förkortningar som webbplatsen använder och som inte finns i arkivets ordlista ovan.

GPS

Global Positioning System

C/N₀

bärvåg-till-brustäthet, i dB-Hz

L-band

radiobandet på 1 till 2 GHz som GNSS använder

C/A

coarse/acquisition-koden för GPS L1

AFS

augmented forward signal (månen)

MEMS

mikroelektromekaniska system

UAS

obemannat luftfartygssystem

PL · AL

skyddsnivå · larmgräns

APV-I

inflygning med vertikal ledning, nivå I

LEO · GEO

låg omloppsbana · geostationär bana

OEM · OMM · TDM

CCSDS-meddelanden för banefemerid, banmedelelement och spårningsdata

IGRF

International Geomagnetic Reference Field

DSN

Deep Space Network

VLBI

interferometri med mycket lång baslinje

LLR

laseravståndsmätning mot månen

TCXO · OCXO

temperaturkompenserad · ugnsstyrd kristalloscillator

RAFS

atomfrekvensnormal med rubidium

PHM

passiv vätemaser

USO · DSAC

ultrastabil oscillator · atomklocka för djuprymd

MTIE · TDEV

maximalt tidsintervallfel · tidsdeviation

PRTC · ePRTC

primär referenstidsklocka · förbättrad PRTC

ADEV · σy(τ)

Allan-deviation vid medelvärdestiden τ

ITU-T

International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector

NIS · NEES

normaliserad kvadrerad innovation · normaliserat kvadrerat skattningsfel

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

WASM

WebAssembly

JSON · CSV · SVG

JavaScript Object Notation · kommaseparerade värden · Scalable Vector Graphics

CLI · API · IDE

kommandoradsgränssnitt · programmeringsgränssnitt · integrerad utvecklingsmiljö

SBOM · SLSA

programvarans innehållsförteckning · Supply-chain Levels for Software Artifacts

NDA

sekretessavtal

DOI

Digital Object Identifier

C/N₀-vattenfall

ett diagram över bärvåg-till-brustäthet per satellit över tid

HPL · VPL

horisontell · vertikal skyddsnivå

LROC

Lunar Reconnaissance Orbiter Camera