leo-signal (вид сценарію)

Вид сценарію рушія v0.40.0, родина Навігація на низькій навколоземній орбіті. Лише консультативно: результат аналізу від дослідницького та інженерного інструмента; це не навігаційне обладнання із затвердженням типу і не послуга забезпечення безпеки життя. Кожна позначка тут — від рушія або матриці верифікації; вид має рівень MODELLED, якщо матриця не каже іншого (як здобувається позначка: розділ «Докази» в README).

Що він робить#

Проєкти сигналів LEO-PNT: параметризовані сигнали позиціонування, навігації та часу (PNT) з низької навколоземної орбіти (LEO) для будь-якої системи, діапазону та структури. СИГНАЛ — це діапазон (центральна частота, смуга передавання, розподіл ITU RNSS/RDSS/MSS/EESS/non-RNSS/other) та компоненти (захоплення, дані, пілот; будь-яка підмножина), кожен з модуляцією (BPSK(n) з дробовим n, BOC(m,n), MBOC(6 1,p) або плоска OFDM-подібна смуга), часткою потужності, необов'язковими зсувами піднесучих FDMA, довжиною коду та швидкістю даних. Сигнали беруться зі вбудованих відкритих файлів пресетів (xona-pulsar, iridium-stl, starlink-soo, centispace, generic-c-band, generic-bands; кожен із власним URL джерела, а кожне неопубліковане значення позначено як REPRESENTATIVE) або записуються вбудовано. ДЛЯ КОЖНОГО СИГНАЛУ: обмежена смугою спектральна густина потужності та частка потужності кожного компонента, яку пропускає смуга передавання (замкнена форма BPSK поряд із числовим значенням), середньоквадратична (габорова) смуга, тепловий шум тремтіння відстеження коду петлею захоплення затримки залежно від C/N0 та рознесення «рання-пізня» за обмеженою смугою формулою когерентного (або некогерентного) «рання-пізня» Бетца та Колодзейського 2009 з її підручниковою формою для необмеженої смуги та її габоровою межею для зникаючого рознесення, точність визначення дальності в метрах, простір пошуку захоплення (бінів Доплера з максимального Доплера орбіти плюс складові генератора та користувача, помножених на біни коду), ймовірність виявлення квадратичного закону та середній час послідовного та кодово-паралельного захоплення, коефіцієнт спектрального розділення сигналу з GPS L1 C/A, Galileo E1, GPS L5, Galileo E5a, E5b і E5 AltBOC і кожного з них із сигналом разом із погіршенням C/N0, а також CW, широкосмугове та узгоджене J/S, яке витримує відстежуваний компонент, із власного апарату SSC виду spectrum. КОМПРОМІС ДІАПАЗОНІВ: іоносферна затримка першого порядку (40,3 TEC/f^2), втрати у вільному просторі, точність визначення дальності за однакового C/N0 та за однакового EIRP і стійкість до завад. Необов'язкові ПЕРЕВІРКИ ФОРМИ порівнюють спектр проєкту з описаним вимірюванням (узгодженість рівня MODELLED). VALIDATED: замкнені форми частки потужності BPSK у смузі (90,3 % у головній пелюстці) та габорової смуги, обмежене смугою тремтіння, що зводиться до підручникової когерентної форми «рання-пізня» та до своєї габорової межі, коефіцієнт спектрального розділення BPSK зі зсувом проти його замкненої форми за Парсевалем, одинична площа спектра AltBOC і максимальний Доплер LEO проти опублікованих показників Xona Pulsar (32-34 кГц) та Iridium (36 кГц). MODELLED: кожен проєкт, розподіл потужності, C/N0 і рівень завад; спектри EFQPSK, CSK та OFDM наближені.

Один прогін scenarios/leo-band-trade.toml підсумовується так: scenario leo-signal | 5 signals | noise floor -202.0 dBW/Hz | finest ranging generic-c-wide 0,022 m at 45,0 dB-Hz

Входи#

Зі схеми (kshana kinds --json):

• Обов'язкові поля: немає
• Необов'язкові поля: presets, signals, receiver, acquisition, compatibility, trade, shape_checks, psd_points

Приклад scenarios/leo-band-trade.toml задає, зокрема:

Запуск#

kshana scenarios/leo-band-trade.toml

Цей тип використовують 3 вбудовані сценарії; решта — у scenarios/.

Що це дає#

Скалярні результати цього прогону з одиницями, які вказує рушій:

Позначка результату (від рушія): MODELLED: параметризовані проєкти сигналів позиціонування, навігації та часу (PNT) з низької навколоземної орбіти (LEO), обмежені смугою передавання. Замкнені форми під ними мають рівень VALIDATED (потужність BPSK у смузі та габорова смуга, обмежене смугою тремтіння відстеження коду «рання-пізня», що зводиться до підручник

Докази#

MODELLED 2 · VALIDATED 2: рядки матриці верифікації, що згадують цей вид.

• VALIDATED navsignal: інтегральний синус (sine_integral), частка потужності BPSK-R всередині двосторонньої смуги у замкненій формі (bpsk_power_in_band_closed_form), обмежена смугою габорова смуга BPSK у замкненій формі (bpsk_gabor_bandwidth_closed_form_hz
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: найбільший Доплер супутника на проході над головою за маски кута місця для колової орбіти, v R_E cos(el) / (R_E + h) помножене на f / c, із власної несівної та висоти орбіти кожного пресета; вид leo-signal додає
• MODELLED Вид leo-signal: параметризовані проєкти сигналів (діапазон, смуга передавання, розподіл ITU; компоненти захоплення, даних і пілота з BPSK(n), BOC(m,n), MBOC або плоскими спектрами, частками потужності, піднесучими FDMA, довжинами кодів і швидкостями даних Тести: leo_signal_reference.rs.
• MODELLED Вид spectrum, розширений за межі діапазону L: діапазони, задані як пресет проєкту сигналу (намальований з усіма компонентами, обмежений смугою передавання, C/N0 та J/S віднесені до відстежуваного компонента) або як довільна несівна та модуляція Тести: leo_signal_reference.rs.

Рядки, які задіяв сам прогін, з оракулом, що його дає матриця кожному (публічні джерела названі там):

• MODELLED Детерміновані, хешовані за сценарієм, SBOM + міжплатформні еталонні шлюзи. Оракул (ExternalDataset): відповідність SBOM офіційній схемі JSON CycloneDX 1,5 (+ дійсні ідентифікатори SPDX) — зовнішній опублікований стандарт, нуль помилок валідації на всьому графі залежностей; частина щодо детермінованості FoM / побайтової відтворюваності залишається закріпленою перевіркою самоузгодженості, тому рядок залишається MODELLED
• VALIDATED navsignal: інтегральний синус (sine_integral), частка потужності BPSK-R всередині двосторонньої смуги у замкненій формі (bpsk_power_in_band_closed_form), обмежена смугою. Оракул (ExternalDataset): Зовнішньо зафіксовано: 90,3 відсотка потужності головної пелюстки, когерентне тремтіння «рання-пізня» у заданій робочій точці, табличні значення інтегрального синуса та коефіцієнт спектрального розділення BPSK із самим собою 2/(3 R_c) за нульового зсуву. Лише внутрішні перехресні перевірки, а не зовнішня перевірка за еталоном: замкнена форма габорової смуги BPSK, обмеженої смугою, та її асимптота, а також коефіцієнт спектрального розділення BPSK зі зсувом за ненульових зсувів, обидва
• VALIDATED leo_signal::max_doppler_hz: найбільший Доплер супутника на проході над головою за маски кута місця для колової орбіти, v R_E cos(el) / (R_E + h) помножене на f / c,. Оракул (ExternalDataset): Опубліковані показники: максимальний Доплер Xona Pulsar X1 від 32 до 34 кГц (Leclère, Marathe & Reid, ION GNSS+ 2025, https://arxiv.org/abs/2509.19551); Доплер Iridium до +/-36 кГц (Resilient Navigation and Timing Foundation, Recent PNT Improvements and Test Results Based on Low Earth Orbit Satellites). Обертання Землі не враховано, що зсуває значення приблизно до 2,3 кГц; обидва опубліковані показники виконуються й без нього.
• MODELLED Вид leo-signal: параметризовані проєкти сигналів (діапазон, смуга передавання, розподіл ITU; компоненти захоплення, даних і пілота з BPSK(n), BOC(m,n), MB. Оракул (InternalConsistency): Замкнені форми з двох рядків вище, які перевірено за еталоном, тотожність хибної тривоги квадратичного закону P_d(snr = 0) = P_fa і середній час захоплення за Холмсом, а також зведення до власного ланцюга SSC виду spectrum (той самий код Jammer::ssc). Самі проєкти є входами: пресети з позначкою REPRESENTATIVE або WORKSHOP не є опублікованими специфікаціями, спектри покращеного Feher QPSK, маніпуляції зсувом коду та OFDM наближені, а форма

Обмеження#

Що, за власним звітом прогону, не обчислено за моделлю або не перевірено за зовнішнім еталоном:

• точні спектри покращеного Feher QPSK, маніпуляції зсувом коду та OFDM: замість них править прямокутна обвідна чипів BPSK або плоска смуга, як вказує кожен пресет (результат not_modelled[0])
• лінійна структура спектра розширювальних кодів і взаємна кореляція між кодами за множинного доступу (результат not_modelled[1])
• фільтри передавання та приймання за межами ідеальної прямокутної стінки на смузі передавання: без позасмугового випромінювання, без групової затримки фільтра (результат not_modelled[2])
• багатопроменевість, квантування приймача та автоматичне регулювання підсилення (результат not_modelled[3])
• обертання Землі в оцінці Доплера (до приблизно 0,46 км/с швидкості зміни дальності на екваторі) (результат not_modelled[4])
• іоносферна затримка понад перший порядок і розподіл електронного вмісту вище та нижче супутника LEO: похилий TEC є вхідною величиною (результат not_modelled[5])
• атмосферні, дощові та поляризаційні втрати: порівнюються лише втрати у вільному просторі (дощ має значення в C-діапазоні) (результат not_modelled[6])
• захоплення понад одну затримку із штрафом за хибну тривогу: без логіки багатозатримкової перевірки, з рівномірним апріорним розподілом фази коду, найгірший випадок перетину (результат not_modelled[7])

Див. також#

• Сторінка родини: Навігація на низькій навколоземній орбіті
• Усі різновиди: KINDS.md
• Тематична сторінка: LEO-PNT.md
• Тематична сторінка: LEO-PASS.md