Maskinöversättning, inte granskad av en modersmålstalare. Engelska är referensen.

BanorRedigera på GitHubKälla: docs/LUNAR-INFRASTRUCTURE.md

Månens omloppsbana och yta som infrastruktur för navigering och geodesi

Scenariotypen lunar-infrastructure, fem studier som väljs med study. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och ILLUSTRATIVE indata. Numeriken kontrolleras mot oberoende numpy/scipy-program; ingenting jämförs med en mätning av någon månstorhet och ingenting här är ett uttalande om något uppdrag eller system. Inte ansluten till eller stödd av någon myndighet. Rådgivande programvara, inte typgodkänd utrustning. Kshana sänder ingenting och styr ingen hårdvara.

Utformningarna, indata och trösklarna fastställdes i xval/lunar-infra/PREREGISTRATION.md (incheckad innan någon studie poängsattes) och två redovisade ändringar (PREREGISTRATION-amendment-1.md). Utfallet för varje tröskel finns i xval/lunar-infra/RESULTS.md.

Studie Scenario Vad den beräknar
od-consistency lunar-infrastructure-od-consistency.toml, ...-model-error.toml Banbestämning ombord med Earth-GNSS i en NRHO (eller family = "elfo") mot oberoende banbestämning från marken med avstånd och avståndshastighet från tre DSN-stationer; varje skattnings formella kovarians; en Monte Carlo-simulering med fast frö av om de två kovarianserna förklarar sin skillnad (q, chi-kvadrat med 6 frihetsgrader); en injicerad omodellerad acceleration
carrier-phase lunar-infrastructure-carrier-phase.toml (snabb), xval/lunar-infra/scenarios/carrier-phase-scored.toml (poängsatt, cirka åtta minuter) Gemensam dubbeldifferentierad bärvågsfas mellan ytstation och orbiter; kovarians för flytande heltalsosäkerhet; LAMBDA; bootstrappad och Monte Carlo-framgång; sigma för flytande och fixerad position
frame-coestimation lunar-infrastructure-frame-coestimation.toml Fisher-information för det lunara datumet med 7 parametrar från avståndsmätning mot jordstationer, med och utan avstånd mellan orbiter och ytstation; slumpade stationsuppsättningar med fast frö
space-tie lunar-infrastructure-space-tie.toml GNSS, VLBI och laseravståndsmätning på en och samma rymdfarkost: Cramer-Rao-precision för skillnaderna mellan teknikerna mot felet i den lokala förbindelsen
geodesy-sensitivity lunar-infrastructure-geodesy-sensitivity.toml Information om h2, k2, l2 och den fysiska librationen från laseravståndsmätning, spårning av orbiter, en gravimeter och en ytklocka (konstanter som delas med månmodulerna för tid)
Samstämmighet mellan en banbestämning ombord med Earth-GNSS i en nästan rätlinjig haloomloppsbana och en oberoende banbestämning från marken, från verkliga körningar av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-od-consistency.toml och varianten med modellfel (400 försök vardera). Den genomsnittliga normaliserade skillnaden q är 5,81 utan modellfel och 5,95 med ett injicerat accelerationsfel på 3e-10 m/s2, mot 6 förväntat: de två banlösningarna är samstämmiga (tröskel C1 MET). Andelen försök över 95 %-punkten är 0,040 och 0,052; tröskeln för att upptäcka det injicerade felet var minst 0,5, så den är NOT MET (C3): lösningen ombord är känd till cirka 352 m mot 23 m för den från marken, så en förskjutning på tio meter gömmer sig inom dess kovarians. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst.Samstämmighet mellan en banbestämning ombord med Earth-GNSS i en nästan rätlinjig haloomloppsbana och en oberoende banbestämning från marken, från verkliga körningar av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-od-consistency.toml och varianten med modellfel (400 försök vardera). Den genomsnittliga normaliserade skillnaden q är 5,81 utan modellfel och 5,95 med ett injicerat accelerationsfel på 3e-10 m/s2, mot 6 förväntat: de två banlösningarna är samstämmiga (tröskel C1 MET). Andelen försök över 95 %-punkten är 0,040 och 0,052; tröskeln för att upptäcka det injicerade felet var minst 0,5, så den är NOT MET (C3): lösningen ombord är känd till cirka 352 m mot 23 m för den från marken, så en förskjutning på tio meter gömmer sig inom dess kovarians. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst. Fixering av heltalsosäkerhet för bärvågsfas mellan månens ytstationer och en orbiter, från det incheckade resultatet av den poängsatta körningen av motor v0.40.0 (tests/fixtures/lunar_infra/phase_full_run.json: 3 båglängder, en Monte Carlo-simulering med 400 dragningar vardera, skriven av scenarios/carrier-phase-scored.toml). 1 dygn: framgång 1,0 % (standardfel 0,5 %), 134 heltalsosäkerheter, sigma för orbiterns position 45,6 m flytande och 18,5 m fixerad; 2 dygn: framgång 0,5 % (standardfel 0,4 %), 259 heltalsosäkerheter, sigma för orbiterns position 21,5 m flytande och 8,7 m fixerad; 3 dygn: framgång 2,8 % (standardfel 0,8 %), 375 heltalsosäkerheter, sigma för orbiterns position 6,3 m flytande och 2,1 m fixerad. Heltalsfixering uppnås inte: framgången stannar mellan 1 % och 3 % vid 25 dBi, och vid de registrerade 12 dBi kan problemet inte formuleras. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst.Fixering av heltalsosäkerhet för bärvågsfas mellan månens ytstationer och en orbiter, från det incheckade resultatet av den poängsatta körningen av motor v0.40.0 (tests/fixtures/lunar_infra/phase_full_run.json: 3 båglängder, en Monte Carlo-simulering med 400 dragningar vardera, skriven av scenarios/carrier-phase-scored.toml). 1 dygn: framgång 1,0 % (standardfel 0,5 %), 134 heltalsosäkerheter, sigma för orbiterns position 45,6 m flytande och 18,5 m fixerad; 2 dygn: framgång 0,5 % (standardfel 0,4 %), 259 heltalsosäkerheter, sigma för orbiterns position 21,5 m flytande och 8,7 m fixerad; 3 dygn: framgång 2,8 % (standardfel 0,8 %), 375 heltalsosäkerheter, sigma för orbiterns position 6,3 m flytande och 2,1 m fixerad. Heltalsfixering uppnås inte: framgången stannar mellan 1 % och 3 % vid 25 dBi, och vid de registrerade 12 dBi kan problemet inte formuleras. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst. Precisionen hos det lunara datumet med sju parametrar (tre translationer, en skala och tre rotationer) från avståndsmätning mot jordstationer, med och utan avstånd mellan orbiter och ytstation, från en verklig körning av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-frame-coestimation.toml. Cramer-Rao-sigma för translationerna och rotationerna sjunker med orbiterlänkarna (till exempel t_z från 0,98 m till 0,046 m); det minsta informationsegenvärdet stiger 111 gånger och spåret av CRLB sjunker till 1,0 % (tröskel F3 MET). Detta förutsätter att banan är känd i månaxlarna, med sitt fel bärt av orbiterns avståndssigma på 1 m. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst.Precisionen hos det lunara datumet med sju parametrar (tre translationer, en skala och tre rotationer) från avståndsmätning mot jordstationer, med och utan avstånd mellan orbiter och ytstation, från en verklig körning av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-frame-coestimation.toml. Cramer-Rao-sigma för translationerna och rotationerna sjunker med orbiterlänkarna (till exempel t_z från 0,98 m till 0,046 m); det minsta informationsegenvärdet stiger 111 gånger och spåret av CRLB sjunker till 1,0 % (tröskel F3 MET). Detta förutsätter att banan är känd i månaxlarna, med sitt fel bärt av orbiterns avståndssigma på 1 m. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst. Precisionen hos skillnaderna mellan lasermätningens, VLBI:s och GNSS:s positioner för en rymdfarkost, mot felet i den lokala förbindelsen på marken, från en verklig körning av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-space-tie.toml (en båge på 6.56 dygn, tekniksigma GNSS 10 m, VLBI 1 m, laser 0,1 m). Med en lokal förbindelse från 1 mm till 1 m stannar translationssigmat för laser minus GNSS nära 1,04 m tills förbindelsen når 1 m: det begränsas av teknikernas mätbrus, inte av den lokala förbindelsen. Golvet som sätts av förbindelsen ensam är kvadratroten ur två gånger dess sigma. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst.Precisionen hos skillnaderna mellan lasermätningens, VLBI:s och GNSS:s positioner för en rymdfarkost, mot felet i den lokala förbindelsen på marken, från en verklig körning av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-space-tie.toml (en båge på 6.56 dygn, tekniksigma GNSS 10 m, VLBI 1 m, laser 0,1 m). Med en lokal förbindelse från 1 mm till 1 m stannar translationssigmat för laser minus GNSS nära 1,04 m tills förbindelsen når 1 m: det begränsas av teknikernas mätbrus, inte av den lokala förbindelsen. Golvet som sätts av förbindelsen ensam är kvadratroten ur två gånger dess sigma. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst. Vilken observationsfamilj som är känslig för månens Love-tal h2, k2 och l2, från en verklig körning av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-geodesy-sensitivity.toml. Varje cell är det kvadratiska medelvärdet (RMS) av partiella derivatan av en familjs observationer med avseende på en parameter, i den familjens egna enheter (så celler jämförs längs en rad, inte nedför en kolumn); ett tankstreck betyder att familjen saknar känslighet. laseravståndsmätning: h2 7,6, k2 ingen, l2 9,8. spårning av orbiter: h2 ingen, k2 0,00086, l2 ingen. ytgravimeter: h2 2.9e+03, k2 4.3e+03, l2 ingen. ytklocka: h2 2.8e-17, k2 2.8e-17, l2 ingen. Med alla fyra familjerna är Cramer-Rao-sigma 0,36 % av nominellt h2, 0,52 % av k2 och 1,16 % av l2. Att lägga till en familj sänkte aldrig det minsta egenvärdet (28 av 28 tillägg), men spåret av pseudoinversen blev inte större i bara 16 av 28: den halvan av tröskel G3 är NOT MET. Orbiterfamiljen ser siktlinjeintegralen av k2-accelerationen, en siffra i den övre änden. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst.Vilken observationsfamilj som är känslig för månens Love-tal h2, k2 och l2, från en verklig körning av motor v0.40.0 på scenarios/lunar-infrastructure-geodesy-sensitivity.toml. Varje cell är det kvadratiska medelvärdet (RMS) av partiella derivatan av en familjs observationer med avseende på en parameter, i den familjens egna enheter (så celler jämförs längs en rad, inte nedför en kolumn); ett tankstreck betyder att familjen saknar känslighet. laseravståndsmätning: h2 7,6, k2 ingen, l2 9,8. spårning av orbiter: h2 ingen, k2 0,00086, l2 ingen. ytgravimeter: h2 2.9e+03, k2 4.3e+03, l2 ingen. ytklocka: h2 2.8e-17, k2 2.8e-17, l2 ingen. Med alla fyra familjerna är Cramer-Rao-sigma 0,36 % av nominellt h2, 0,52 % av k2 och 1,16 % av l2. Att lägga till en familj sänkte aldrig det minsta egenvärdet (28 av 28 tillägg), men spåret av pseudoinversen blev inte större i bara 16 av 28: den halvan av tröskel G3 är NOT MET. Orbiterfamiljen ser siktlinjeintegralen av k2-accelerationen, en siffra i den övre änden. MODELLED: en begränsad trekroppsmodell med angivna förenklingar och illustrativa indata, inte en mätning av någon månstorhet. Rådgivande: analysresultat från ett forsknings- och ingenjörsverktyg, inte typgodkänd navigationsutrustning och inte en livsäkerhetstjänst.

Uttalade förenklingar#

Jorden och månen som punktmassor på en cirkulär bana, ingen sol, inga harmoniska termer i månens gravitation; jordens rotationsaxel är banans normal; det tröga systemet sammanfaller med det roterande systemet vid t = 0; en sfärisk måne; ett synkront månsystem (ingen libration) utom i geodesy-sensitivity; banan hålls känd i månens axlar i frame-coestimation (dess fel bärs av omloppsfarkostens avståndssigma); omloppsfarkostfamiljen i geodesy-sensitivity ser synlinjeintegralen av k2-accelerationen sedan en konstant och en linjär trend har tagits bort, ett värde i den övre delen av intervallet.

Rapportens form#

Varje rapport innehåller kind, study, label, scenario_hash, studiens fält och ett units-block (en enhet och en proveniensklass för varje numeriskt fält). Inga tidsserier per tidpunkt skapas. Fältlistor: units-blocket i varje rapport samt docs/field-units-schema.json.

Källor#

k2 = 0,024116 +/- 0,000108 (Lemoine et al., Geophys. Res. Lett. 41(10), 3382-3389, 2014, doi 10.1002/2014GL060027), används som nominellt värde. h2 och l2 är linjäriseringspunkter, inte verifierade värden. DSN-stationernas koordinater är ITRF93-värdena i kommentarerna i NAIF-kärnan earthstns_fx; DSN:s noggrannhetsband lästes endast ur sökträffarnas sammanfattningar. Rymdlänkskonceptet följer de offentliga beskrivningarna av GRASP och ESA Genesis. Hela tabellen, med uppgift om hur varje värde lästes, finns i förhandsregistreringen.

Resultat i korthet (se RESULTS.md)#

Inte uppnådda, och fastlåsta av tester som hävdar missen: C3 (mätvärdet för injicerat fel utlöses inte vid 3e-10 m/s2), den bootstrappade frekvensdelen av Q3 vid 1e-9 och CRLB-spårdelen av G3. Heltalsosäkerheten löses inte vid de registrerade indata. Ingenting är VALIDATED.