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引擎 v0.40.0 92 种场景类型 194 个场景文件 真实运行
能力

一个引擎,覆盖整条故障链。

干扰、欺骗干扰(spoofing)、惯性滑行、时钟、轨道、完好性、电信授时、月球、火星和木星卫星周围的定位,以及量子传感器权衡研究,并采用标准交换格式。本页的每个图像都是可以复现的一次引擎运行。它不驱动任何无线电硬件,也不发射任何信号:在信号层面,它写出基带IQ(同相/正交)采样文件,并在记录或生成的IQ上运行自带的软件GNSS(全球导航卫星系统)接收机,二者都是分析工具,不是RF(射频)信号发生器硬件,也不是导航接收机。

kshana solar-system solar-system-tour.toml 真实运行

太阳系由引擎的运行结果经JavaScript绘制;下方的场景文件和命令可复现它。

已与独立参考基准JPL Horizons(喷气推进实验室星历服务)核对一致的轨道(实线) 由模型计算得出(虚线)

    • 免费核心

      本页展示的一切:每种场景类型、场景文件、频段、时钟和天体,均在开源引擎中以AGPL-3.0(GNU Affero通用公共许可证,第3版)运行,没有功能限制。

    • Kshana Pro

      凡建立在某项能力之上的内容均已标明:设计优化器、不确定性与敏感性分析、任务档案、经校准的时钟孪生和排序的权衡研究。Pro增加了什么

    • 定制研究

      当必须由他人代为完成时:针对你的硬件校准的传感器模型,或一项由模型计算得出的韧性研究。申请研究

    01L波段控制台 · spectrum类型
    免费核心

    整个L波段,逐秒呈现。

    来自引擎spectrum类型的GNSS L波段PSD(功率谱密度)瀑布图:横轴为频率,纵轴为时间,颜色表示高于热噪声底的功率。卫星信号位于噪声底以下,因此亮起的是干扰:线性调频压制器、CW(连续波)单音和窄带噪声。接收机面板读出当前显示行中各频段的C/N0(载噪比)和J/S(干信比)。

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

    瀑布图由已记录的运行结果经JavaScript绘制。下方链接的引擎报告显示的是同一次运行。

    频谱分析仪当前显示行,整个网格

    门限

    spectrum类型模拟了什么,又略去了什么

      Kshana Studio在你的浏览器中运行此场景并回放瀑布图;引擎报告和命令可精确复现这次运行。

      02能力控制台

      六个控制台,一个引擎。

      一个屏幕呈现全部能力:选择一个控制台。每个标签页都包含带出处的真实引擎运行,进入本页的每个链接都会打开对应的标签页。

      02GNSS失效的六种方式
      免费核心

      GNSS失效的六种方式。

      每张卡片回放Kshana Studio中的一次已记录运行:曲线逐步绘出,标记沿真实数据序列移动。每张卡片都会在Kshana Studio中打开其运行。

      干扰

      压制干扰(jamming)与干扰

      接收机附近的宽带压制器:每颗卫星的有效C/N0都远低于其标称值,并低于跟踪门限,因此视野内没有任何一颗卫星可被跟踪。

      欺骗干扰(spoofing)

      欺骗干扰(spoofing)与时间推移

      欺骗器以恒定速率把接收机的时间带偏。每个时钟的监测器都有各自的检测界限:更好的时钟能更早识破谎言。

      授时

      时钟守时(holdover)

      GNSS时间丢失,各时钟自由运行。钟差不断增大,直到越出保护间隔;对数坐标轴同时显示两个时钟。

      轨道

      轨道与星历

      对真实的两行轨道根数集做SGP4(简化通用摄动模型4)传播,并在真实影像上绘为星下点轨迹;可导入导出CCSDS OEM(空间数据系统咨询委员会轨道星历报文)和SP3(标准产品3)文件。

      完好性

      完好性

      RAIM(接收机自主完好性监测)保护级与告警限值的对比。保护级越过该线时,位置便不可信。

      导航

      无GNSS的滑行

      一架小型无人机失去GNSS,依靠其INS(惯性导航系统)飞行。两种IMU(惯性测量单元),一份位置预算。

      08频段图集
      免费核心

      引擎实际模拟的信号。

      地图上只有引擎所模拟的频段:对数坐标总览,以及带引线的放大L波段插图;S、X和Ka是DSN(深空网)的频率分配。选择一个频段(在地图上或下方均可),即可查看哪些内置场景使用它、干扰对它有何影响,以及按PRN(伪随机噪声码编号)列出的每颗卫星的有效C/N0。引擎不模拟的系统列在地图下方,不绘在地图上。

      L1 · E1 · GPS · Galileo

      1575.42 MHz · 由模型计算得出

      用于压制干扰、跟踪环路、测量仿真、多普勒和定位的C/A(粗捕获)码载波;以及抗干扰模型中以BOC(1,1)(二进制偏移载波)调制的Galileo E1开放服务。

      引擎源文件:jamming.rs, tracking_loop.rs, gnss_sim.rs, ephemeris.rs, navsignal.rs

      干扰的作用

      压制器决定干信比;处理增益将其换算为每颗卫星的有效C/N₀,默认情况下卫星在低于25 dB-Hz时失锁。

      各卫星的有效C/N₀,来自一次真实运行

      引擎v0.40.0 · jamming-demo.toml · 随机种子1在Kshana Studio中打开报告

      未模拟:GLONASS G1和G2、北斗B1和B2、Galileo E6。GLONASS(俄罗斯全球导航卫星系统)和北斗的星历从RINEX(接收机独立交换格式)文件中解析,但这些信号都没有被模拟,因此未绘在地图上。

      03打造属于你的版本 · Kshana Studio

      在浏览器中修改任何一次运行。

      从本页的一次运行到你自己的一次运行,共四步;然后是完成这一切的应用:资料库、你正在编辑的场景和结果,并排显示。

      11打造属于你的版本
      免费核心

      任何场景,任何星座,任何天体。

      本页的每张图表都是引擎运行过的一个场景文件。在Kshana Studio中,你可以在浏览器里打开同一个文件,修改后再次运行:引擎是编译为WebAssembly的Rust,不会上传任何内容。

      1. 从任意场景开始

        在92种类型的194个场景文件中任选一个,或自行编写。kshana kinds --json列出每种类型及其字段,kshana example则打印出一个可作为起点的文件。

        Kshana Studio中的资料库
      2. 设置卫星和星座

        轨道场景把每个星座描述为一种Walker构型:altitude_km、inclination_deg、planes、sats_per_plane和phasing_f。每增加一个[[constellations]]块,就多加一个星座;--export-sp3把结果写成SP3精密星历文件,供其他工具使用。

        3-D中的两个星座
      3. 选择天体

        地球、月球、火星以及上方太阳系运行中的其他每个天体,其引力、自转和自转轴指向都在引擎之中,太阳引力则作为第三体力引入。body-pnt类型可为围绕其中任一天体的轨道器或着陆器定位;月球完好性场景对照一组具有代表性的LunaNet中继进行导航,火星场景则对照一组模拟的中继星座。

        月球火星
      4. 扫描、比较和导出

        在一个范围内扫描一个或两个字段,固定若干次运行并并排比较,然后导出该运行:可复现的HTML报告、完整的JSON(JavaScript对象表示法)结果、场景文件和CSV(逗号分隔值)表格。

        导出与报告

      一个块,不同的答案

      已记录的引擎运行

      同一条用户轨道,深处于GNSS星壳之内,先由类GPS的Walker星座单独观测,再把类Galileo的星座作为第二个块加入。PDOP是位置精度因子:越低越好。

      Loading the recorded run…
      类GPS + 类Galileo在Kshana Studio中打开
      Loading the recorded run…

      引擎v0.40.0 · orbit-gnss-challenged.toml + orbit-multignss.toml · 随机种子7报告,第一次运行报告,第二次运行

      04参考

      每个场景、能力和标准。

      完整目录,由引擎自身的文件生成:场景图集、能力卡片,以及引擎所实现的标准。

      v0.40.0新增内容

      一条阿尔忒弥斯级任务链、每个数字上的证据标签,以及十七种语言。

      把月球任务的各个阶段串成一份导航与授时误差预算,估计一个降质位置报告来源可能所在的位置,读取实测时钟日志,在运行写出的每个数字上看到证据等级,并可用十七种语言使用命令行、报告和Studio。每项能力都带有台账(ledger)中为其记录的标签,而标签只说明已核对过的内容。仅供参考的软件,不是经型式认可的导航设备:操作人员仍承担责任。

      由模型计算得出

      一条阿尔忒弥斯级任务链:从发射到再入的导航与授时误差预算

      任务链类型把各阶段(发射与上升、近地轨道交会、地月转移注入与巡航、月球各阶段、再入)串联起来,并把位置与速度协方差从一个阶段带入下一个阶段;交接规则、坐标系与时间标度转换、相对既定需求的余量以及最薄弱环节,各自写成预算行。

      已核对:与阿尔忒弥斯 I 的比较未达到判据(45.3 km,判据为5 km);该行仍为 MODELLED

      阅读更多Kshana Studio中的任务链视图

      由模型计算得出

      月球段:交会、下降、月面与上升

      四种场景类型,每一种同时也是任务链的一个阶段:对接于月球轨道的相对导航、南极着陆点的着陆散布预算、按地点和季节的定位与授时可用性,以及返回交会轨道的上升。

      已核对:预先登记的判据;一项达到,一项未达到,无一放宽

      阅读更多

      由模型计算得出

      由ADS-B或AIS报告估计的发射源区域

      降质位置报告的来源可能所在的位置,以50%、90%和95%的区域给出,并附质心及其不确定度椭圆,绝不只给出单个点,另有按时间划分的时段。

      已核对:预先登记;两个数据源均无法评估,因此不作任何声明

      阅读更多

      由模型计算得出

      实测时钟日志,以及由拟合序列驱动的守时(holdover)

      以八种格式(RINEX clock、TimeLab、TICC、linuxptp、chrony)读取实测时钟日志,供时钟类型和电信授时类型使用,统一为一条相位序列,并拟合实测序列的噪声以驱动守时(holdover)。

      已核对:判据已预先登记;未达到之处均已列明并固定

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      数据合作方:实测数据可以提升哪些行

      合作方提供的实测数据可以提升哪些由模型计算得出的台账(ledger)行、接受哪些格式,以及提交内容如何核对、对照预先登记的判据评分并计入。

      阅读更多

      运行写出的每个数字和每张表上的证据标签

      运行写出的每个结果文件、图表和表格现在都会注明它所依据的等级(已验证、由模型计算得出或合作方负责,取其各行中最弱者),并列出其背后的验证矩阵行;这些内容读取自矩阵,而非手工填写。

      阅读更多

      英文之外的十七种语言

      命令行、报告、文档页面和Studio除英文外提供十七种语言。

      阅读更多

      由模型计算得出

      kshana-bench:0.40重新测评活动

      四项预先登记的比较在签字确认后运行了一次,均达到各自的判据,且每个得分都由模型计算得出。

      阅读更多

      13场景图集
      免费核心

      每个内置场景,汇于一张地图。

      全部194个场景文件,涵盖92种类型,按领域分组;其中181个内置于引擎,而celeste-iod-classical-pilot-signals、celeste-iod-end-to-end、celeste-iod-fused-pvt、leo-navmsg-celeste-iod、leo-pass-celeste-iod-multiband、lunar-descent-lola、lunar-llr-datum、lunar-station-coverage-terrain、lunar-station-geodesy-baseline、lunar-station-geodesy-with-station、lunar-surface-terrain、mission-thread-artemis-class、quantum-pnt-demonstrator.suite通过命令行从代码仓库运行。圆点显示台账(ledger)中列出该类型模块时所记录的状态。有已记录运行的文件会在Kshana Studio中打开该运行;其余文件则打开其在场景参考中的条目,并附有文件及运行它的命令。

      量子传感器与权衡研究6

      conflict-resilienceconflict-resiliencequantum-anomaly-detectquantum-anomaly-detectquantum-gnss-free-navquantum-gnss-free-navquantum-time-transferquantum-time-transferquantum-tradequantum-tradesweep-ndsweep-nd-inertial

      该类型有已独立核对的台账(ledger)行该类型的行由模型计算得出未按名称匹配到台账(ledger)模块