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回放 任务T+00:00:00 场景campaign-jam-spoof-holdover-integrity 正常 引擎v0.40.0 · 随机种子20260928真实运行
v0.40.0开源 · AGPL-3.0 · Ashforde® 出品

Kshana · क्षण · 精确的一瞬

预演GNSS失效的那一分钟。

Kshana是一款开源的PNT(定位、导航与授时)韧性仿真器。当GNSS(全球导航卫星系统)信号失效时,可重放压制干扰(jamming)、欺骗干扰(spoofing)和时钟守时(holdover),引擎以Rust编写,直接在浏览器中运行,并清楚显示哪些结果已对照独立参考核对。

启动Kshana Studio

按⌘K搜索页面、场景和文档

Kshana Pro同一引擎,放大:608种设计,一条帕累托前沿
事件日志 · campaign-jam-spoof-holdover-integrity真实事件
每条曲线的来源

测评活动:引擎v0.40.0,构建3395218 · campaign-jam-spoof-holdover-integrity.toml · 随机种子20260928在Kshana Studio中打开报告JSONTOML

轨道:引擎v0.40.0,构建3395218 · constellation-multi-gnss-coverage.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告JSONTOML

控制台、三张卡片和日志回放的是一次链式运行,共6个阶段和18次成员运行,其10 s网格上的任务时间为T+01:16:10。轨道取自星座运行中GPS、Galileo、北斗和GLONASS的102颗卫星,每颗都由引擎的星下点轨迹恢复为圆形二体轨道(最坏残差0.0034°),半径为显示而压缩。链路绘向高于星座运行10° 截止角的卫星(完好性告警阶段为25°,即该测评活动的重新捕获截止角),受压制干扰而变暗,在守时中被切断。地球:NASA Blue Marble与Black Marble。Kshana Studio在浏览器中回放这次链式运行;引擎自身的报告和命令可复现每一次运行。

L频段控制台 · spectrum类型

看一个干扰源如何占据频段。

GNSS L频段呈现为一张功率谱密度(PSD)图:横向为频率,纵向为时间,颜色表示高出噪声底的功率。信号位于该噪声底之下,因此亮起的是干扰源:线性调频、CW(连续波)单音和窄带噪声。悬停、轻触或使用方向键可查看每个频段的C/N0(载噪比密度)和J/S(干信比)。

kshana spectrum · l-band-waterfall-jamming.toml 真实运行

瀑布图由JavaScript依据所记录的运行绘制。下方的引擎报告显示的是同一次运行。

本次运行所驱动的测评活动 · 每个阶段都跟随干扰源状态

    l-band-waterfall-jamming.toml的引擎运行在Kshana Studio中打开引擎报告

    场景、结果数据、测评活动运行,以及哪些是建模得到的

    spectrum运行场景文件结果数据

    其所驱动的测评活动:campaign-spectrum-holdover-integrity.toml在Kshana Studio中打开引擎报告场景文件

    由模型计算:热噪声底之上的闭式频谱,按各频段以频谱分离度评分;干扰源的功率和时序为场景输入。时间轴数的是此刻之前的秒数;青色线标出回放重新开始之处。Kshana Studio在浏览器中运行同一场景并回放瀑布图;报告和命令可复现本次运行。

    01任务时间线 · 滚动或拖动以拖拽定位

    1/6正常

    每颗卫星都在被跟踪。时钟被驾驭到GNSS时间,保护级远低于告警限值。

    T+00:00:00
    任务时间
    kshana campaign · campaign-jam-spoof-holdover-integrity · 随机种子20260928 真实运行

    阶段 · 成员运行

    1. 正常T+00:00:00
      • clock随机种子42
      • jamming随机种子1
      • integrity随机种子7
    2. 压制干扰T+00:10:00
      • clock随机种子43
      • jamming随机种子1
      • integrity随机种子7
    3. 欺骗干扰T+00:20:00
      • spoof
      • spoof-detect
      • jamming随机种子1
    4. 守时T+00:26:10
      • clock随机种子44
      • gnss-ins随机种子7
      • jamming随机种子1
    5. 完好性告警T+00:56:10
      • clock随机种子45
      • jamming随机种子1
      • integrity随机种子7
    6. 恢复T+01:06:10
      • clock随机种子46
      • jamming随机种子1
      • integrity随机种子7
    6个阶段 · 18次现有类型的成员运行
    时钟钟差ns · 护栏50
    –
    C/N0dB-Hz · 下限25
    –
    PL对AL米 · AL 50
    –
    正常压制干扰欺骗干扰(spoofing)守时(holdover)完好性告警恢复
    T+00:00:00 → T+01:16:10任务时间 · 是链式运行,而不是三次运行并排放置PL = 保护级 · AL = 告警限值 · INS = 惯性导航系统

    引擎v0.40.0,构建3395218 · campaign-jam-spoof-holdover-integrity.toml · 随机种子20260928在Kshana Studio中打开报告JSONTOML

    02能力

    一个引擎,覆盖整条故障链。

    从第一颗被压制的卫星到时钟守时的最后一纳秒:信号、传感器、时钟、轨道和完好性集于一个仿真器。下面每一幅图都是一次真实的引擎运行,并注明是哪一次。

    干扰

    GNSS压制干扰与干扰

    桅杆上的一台宽带干扰源,以及在其周围网格上移动的接收机:每个单元格都是引擎jamming类型的一次独立运行。深浅表示平均J/S(干信比);红色单元格丢失了每一颗卫星。

    875 engine runs15 km cells around the jammer121 lost every satellite15 lost some epochs739 held trackingdarker = higher mean J/Speak 110.1 dB at the mast▲ the scenario's ship

    引擎v0.40.0 · maritime-strait-jamming.toml · 随机种子1 · 每个单元格移动接收机在Kshana Studio中打开每个单元格,见任务页

    欺骗

    欺骗干扰(spoofing)检测

    欺骗干扰源捕获接收机,并以稳定的速率把它的时间带偏。每个时钟的完好性监测器都有自己的检测界:量子钟几乎立即标出这一谎言,经典钟则要等偏移增大之后才能标出。

    引擎v0.40.0 · spoof-attack.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告
    时钟

    各类振荡器的时钟守时(holdover)

    自GNSS消失的那一刻起:芯片级原子钟(CSAC)和光学晶格钟200次蒙特卡罗运行的中位数与第95百分位,以及另外四类的一日误差:光学主钟、氢脉泽、铷原子频标(RAFS)及其小型版本(mini-RAFS)。

    引擎v0.40.0 · clock-ensemble.toml · 随机种子42在Kshana Studio中打开报告

    一日一列:引擎v0.40.0 · lunar-time-budget.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告

    航位推算

    GNSS/INS滑行

    GNSS中断时,INS(惯性导航系统)继续工作,其误差锥随之张开。两台惯性测量单元(IMU),一份预算。

    引擎v0.40.0 · small-uas-jammed-nav.toml · 随机种子7在Kshana Studio中打开报告
    授时

    时隙授时

    最后一次定位之后,时钟能在其保护间隔内停留多久:这是时隙网络所关心的问题。

    引擎v0.40.0 · slot-timing-ocxo-leo.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告
    完好性

    RAIM与ARAIM

    接收机自主完好性监测(RAIM)及其先进形式(ARAIM)给出的保护级(PL),对照告警限值核对:这里是链式任务的完好性告警阶段。带斜线的柱表示无法形成保护级的历元。

    dashed: alert limit 50 mT+00:56:10 · 30 s epochs

    引擎v0.40.0,构建3395218 · campaign-jam-spoof-holdover-integrity.toml · 随机种子20260928在Kshana Studio中打开报告JSONTOML

    电信

    授时模板

    24小时守时(holdover)的MTIE(最大时间间隔误差)与TDEV(时间偏差),对照ITU-T(国际电信联盟电信标准化部门)限值,这里是PRTC-A(一级基准时间钟,A类)的限值。

    引擎v0.40.0 · telecom-prtc-holdover-24h.toml · 随机种子20260925在Kshana Studio中打开报告
    天体动力学

    轨道:SGP4与数值方法

    对一组真实两行根数的SGP4(Simplified General Perturbations 4)外推,绘制在真实影像上;可输入输出CCSDS OEM与SP3星历。

    引擎v0.40.0 · ephemeris.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告
    地月空间

    月球PNT

    月球周围的定位、导航与授时:月球导航服务上由ARAIM给出的水平与垂直保护级(HPL、VPL)。

    引擎v0.40.0 · lunanet-araim.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告
    新兴传感器

    量子传感器权衡研究

    在有人购买硬件之前,先把量子钟与经典钟放在一起权衡:经典钟噪声扫描范围内的守时。

    引擎v0.40.0 · sweep-clock-stability.toml · 随机种子42在Kshana Studio中打开报告
    处处可运行

    浏览器、终端、笔记本、IDE、助手

    同一个Rust引擎以WebAssembly形式随Kshana Studio发布,并提供CLI(命令行界面)、Python和JavaScript软件包、面向你的IDE(集成开发环境)的JetBrains Marketplace插件,以及MCP(模型上下文协议)服务器。

    WebAssemblycargo install kshanapip install kshananpm install kshanaJetBrains Marketplacecargo install kshana-mcpghcr.io镜像CCSDS OEMSP3

    CCSDS OEM:空间数据系统咨询委员会轨道星历消息。SP3:Standard Product 3轨道格式。

    范围,直说

    Kshana不是什么

    了解边界与了解功能同样重要。

    不是射频信号发生器硬件它不驱动任何无线电,也不发射任何信号;其信号级输出是供软件接收机使用的基带IQ采样文件。
    不是硬件接收机,也不是经认证的GNSS接收机其软件接收机(对已记录或生成的IQ做捕获与跟踪)是分析工具,不是导航产品。
    不是飞行产品这是一件研究与权衡的工具,每个答案都标明是经独立核对还是由模型计算。
    03AI助手 · kshana-mcp

    问你的AI助手,由引擎作答。

    你的AI(人工智能)助手通过kshana-mcp经由MCP(模型上下文协议)运行引擎,并读回JSON(JavaScript对象表示法)。

    安装由代码仓库生成

    面向所有人,无需安装。

    引擎以WebAssembly形式在本地运行;不会上传任何内容。

    然后把它注册到你的助手的MCP客户端配置中。完整配置见开发者页面

    AI助手 + kshana-mcp 已记录的会话

    助手与kshana-mcp之间交换的消息,取自服务器的捕获。

    已记录的会话在此逐步播放。

    Studio中的同一次运行:引擎v0.40.0 · clock-holdover.toml · 随机种子42在Kshana Studio中打开报告

    04滚动叙事 · 一次链式运行

    从干净的天空到自由运行的时钟。

    一台接收机,T+01:16:10的任务时间:干净的天空,一个干扰源,一个不阻断而是改变答案的欺骗干扰源,然后是任由其自行运行的时钟。102颗卫星是星座运行中的四个系统,位于真实的地球上。请滚动。

    01 · 正常

    每条链路,都有交代。

    跟踪8颗卫星,平均C/N0(载噪比密度)为43.0 dB-Hz。垂直保护级保持在9.1至21.6 m之间,低于50 m的告警限值。

    02 · 压制干扰

    噪声吞没天空。

    一台1.0 km外的宽带干扰源以-30 dBW开启。C/N0降到30.6 dB-Hz,刚好高于25 dB-Hz的跟踪下限。干扰很强,所以接收机能察觉。

    03 · 欺骗干扰

    看起来像定位解的谎言。

    欺骗干扰源以0.1 ns/s的速率推动时钟。RF(射频)检测器在T+00:20:00告警;时钟辅助监测器需要370 s,而到那时已有36.0 ns被拉入。

    04 · 守时

    然后时间开始漂移。

    干扰源升到10 dBW,每颗卫星都丢失。时钟从欺骗干扰源留下的37.0 ns起自由运行,并在T+00:35:40越过其50 ns护栏;惯性误差达到24.3 km。

    测评活动:引擎v0.40.0,构建3395218 · campaign-jam-spoof-holdover-integrity.toml · 随机种子20260928在Kshana Studio中打开报告JSONTOML

    轨道:引擎v0.40.0,构建3395218 · constellation-multi-gnss-coverage.toml · 确定性,无随机种子在Kshana Studio中打开报告JSONTOML

    开源核心、Kshana Pro、定制研究

    人人免费。当答案必须经得起评审时,选Pro。

    Kshana Pro是依赖开源核心而绝不分叉它的专有叠加层,按合同提供。网页上不标价格:每条付费路径都从发给contact@ashforde.org的一封邮件开始。

    开源核心 · 免费 · AGPL-3.0

    为什么人人都需要它

    • 任何从GNSS获取位置或时间的人都会受到影响:压制干扰、欺骗干扰和信号丢失同样会波及车辆、网络、电网和航天器。
    • 401项能力中有176项与独立的外部参考基准(oracle)一致;其余明确标注为由模型计算。
    • 全部92种场景类型,免费,无功能门控,由场景、随机种子和引擎版本决定,具有确定性。
    • 同一个核心,按商业许可提供,用于闭源集成。
    Kshana Pro · 按合同

    为什么选择Pro,更进一步

    • 设计空间的帕累托前沿,前沿上的每个设计都是一个可由免费引擎重新运行的场景。
    • 数千次运行上的不确定性与敏感性分析。
    • 一条命令生成的任务档案,含验证矩阵和一份PDF(可移植文档格式)文件。
    • 可供审计、可复现的证据包;依据你的设备所发布的阿伦预算校准的时钟数字孪生;按性能指标排序的架构权衡研究;基于模型的系统工程(MBSE)与项目工具。
    定制研究 · 为您代办

    定制研究:要的是答案,而不是工具

    • 针对你的系统的、由模型计算的PNT韧性研究,例如乐观差距审计。不是认证。
    • 依据你的硬件校准的传感器与韧性模型。
    • 在相应许可和NDA(保密协议)下处理的受出口管制的工作。
    • 集成、培训与咨询。

    同一引擎,放大:真实的Kshana Pro输出

    Pro包含什么

    在授时出问题之前,找到它会在哪里出问题。

    启动Kshana Studio