constellation-design（场景类型）
引擎v0.40.0的场景类型，所属类别为星座、覆盖与几何。仅供参考：研究与工程工具的分析输出，不是经型式认可的导航设备，也不是生命安全服务。此处的每个标签都来自引擎或验证矩阵；除非矩阵另有说明，一种类型即为MODELLED（标签如何获得：见README的证据一节）。
作用#
大规模星座设计：i: T/P/F约定下的Walker delta和Walker star构型（节点分布在360或180 deg上，面内间隔360P/T，面间相位偏移360F/T）、显式的根数列表和多壳层设计，一次运行中有多个星座，围绕地球、月球、火星或任何其他行星、冥王星或主要卫星，使用body模块中的常数（太阳系和body-pnt类型使用的是同一些常数）。来自已发布标称根数的预设：gps-baseline和gps-expandable（GPS Standard Positioning Service Performance Standard第5版2020的24个轨位和六对可扩展的前后轨位，表3.2-1至3.2-3）、galileo（Walker 24/3/1，29,599.801 km和56 deg，Galileo Open Service Service Definition Document第1.1版，表1和23）、beidou和beidou-meo（Walker 24/3/1，21,528 km和55 deg，外加位于东经80、110.5和140 deg的三颗地球静止卫星，以及倾角55 deg的三颗倾斜地球同步卫星，BeiDou Open Service Performance Standard 3.0第4.1节；MEO相位和东经118 deg的倾斜地球同步穿越是由模型计算得出的，因为标准没有给出）以及glonass（24/3/1，19,100 km和64.8 deg，取自GLONASS Interface Control Document第5.1版第5.2节的轨位公式）。覆盖与精度因子：在纬度/经度网格和带仰角遮蔽的采样窗口上，给出每个单元的可见卫星数、GDOP、PDOP、HDOP和VDOP，每个单元的可用性（PDOP不高于某一阈值时可定位，默认为6），全球（按面积加权）可用性和最差站点的可用性，每个星座一个接收机钟，除非clock = "common"。它可扩展到数千颗卫星：可见性是对每颗卫星覆盖半角的点积，且每个历元按星下点纬度对卫星分带，因此网格的一行只测试可能可见的那些卫星；报告会统计省去的配对测试次数。JSON中带有网格图和降采样的逐卫星星下点轨迹。VALIDATED：Walker生成器对照Galileo OS SDD表23和GLONASS ICD轨位公式，GPS预设对照SPS PS表3.2-1已发布的赤道穿越列，GPS基线全球HDOP分布对照SPS PS附录B（中位数0.94，95% 为1.25，均值0.96，容差0.03）。MODELLED：二体轨道（可选长期J2）、球形天体、仅几何可见性（无信号功率、健康状态或地形），以及不同系统之间的相对相位，它并不是任何真实日期的快照。
运行一次scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml的摘要为：constellation-design: 围绕地球的5000颗卫星（LEO-PNT）；可用性99.22%（20 deg遮蔽角下PDOP <= 3），最差站点0.00%，PDOP中位数1.11，平均可见39.4颗；648个网格点x 12个历元（MODELLED）
输入#
来自模式（kshana kinds --json）：
- 必填字段：无
- 可选字段：
body、duration_s、step_s、mask_deg、pdop_threshold、grid_step_deg、lat_min_deg、lat_max_deg、lon_min_deg、lon_max_deg、clock、j2、track_points、max_tracks、constellation
示例scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml设置了以下内容等：
| 字段 | 取值 | 单位 |
|---|---|---|
body |
earth | 文本 |
clock |
common | 文本 |
constellation[0].name |
LEO-PNT | 文本 |
constellation[0].shell[0].altitude_km |
550 | km |
constellation[0].shell[0].inclination_deg |
53 | deg |
constellation[0].shell[0].pattern |
delta | 文本 |
constellation[0].shell[0].phasing |
1 | 计数 |
constellation[0].shell[0].planes |
32 | 计数 |
constellation[0].shell[0].total |
1600 | 计数 |
constellation[0].shell[1].altitude_km |
540 | km |
constellation[0].shell[1].inclination_deg |
53.2 | deg |
constellation[0].shell[1].pattern |
delta | 文本 |
运行#
kshana scenarios/leo-pnt-mega-shell.toml有3个内置场景使用此类型；其余的在scenarios/中。
给出什么#
该次运行的标量结果，单位为引擎所给出的单位：
| 结果 | 取值 | 单位 |
|---|---|---|
body.mu_km3_s2 |
3.9860e5 | km^3/s^2 |
body.name |
地球 | 文本 |
body.radius_km |
6378.137 | km |
body.rotation_rate_deg_s |
0.004178 | deg/s |
evidence.id_rule |
矩阵行的稳定标识（ID | 文本 |
evidence.matrix |
docs/VERIFICATION-MATRIX.md | 文本 |
evidence.tier |
MODELLED | 文本 |
global.availability_pct |
99.2187 | % |
global.fix_pct |
100 | % |
global.gdop.max |
19.4446 | 1 |
结果标签（引擎给出的）：MODELLED - 围绕球形天体的二体开普勒轨道（可选长期J2）、仰角遮蔽之上的几何可见性、全视场精度因子，每个星座一个接收机钟，除非clock = "common"；无信号功率、健康状态或地形。Walker几何和已发布
证据#
MODELLED 1 · VALIDATED 2：列出此类型的验证矩阵各行。
- VALIDATED
constellation-design类型的生成器：T/P/F约定下的Walker delta和star构型（节点间隔360/P或180/P，面内间隔360·P/T，面间相位偏移360·F/T），以及GPS基线和可扩展的24轨位、Gal - VALIDATED
constellation-design覆盖引擎在GPS基线24轨位预设上，按GPS Standard Positioning Service Performance Standard（SPS PS）附录B的条件（一个恒星日，287个五分钟步长，4 x 4 deg全球网格，带 - MODELLED
constellation-design类型在两个固定算例之外的部分：显式和多壳层设计，每次运行有多个星座且每个星座一个接收机钟，由天体常数得到的地球、月球和火星，BeiDou预设 测试：coverage_dop_gnss_lib_py_oracle.rs。
本次运行实际涉及的各行，以及矩阵为每行给出的参考基准（oracle）（公开来源在矩阵中列出）：
- MODELLED确定性、场景哈希、SBOM加跨平台golden门限。参考基准（ExternalDataset）：SBOM与官方CycloneDX 1.5 JSON Schema（加有效的SPDX标识符）一致，这是已发布的外部标准，整个依赖图上零验证错误；FoM确定性与逐字节可复现性部分仍是固定的自洽性检查，因此该行仍为MODELLED
- VALIDATED
constellation-design类型的生成器：T/P/F约定下的Walker delta和star构型（节点间隔360/P或180/P，面内间隔360·P/T，面 。参考基准（ExternalDataset）：已发布的机构文件：Galileo Open Service Service Definition Document第1.1版（European GNSS Service Centre）表1和23，2016-11-21 00:00 UTC的参考星座；GLONASS Interface Control Document第5.1版（2008年）第5.2节，节点经度和纬度幅角的轨位公式；GPS Standard Positioning Service Performance Standard第5版（2020年4月）表3.2-1、3.2-2和 - VALIDATED
constellation-design覆盖引擎在GPS基线24轨位预设上，按GPS Standard Positioning Service Performance Standard（SPS PS）附录 。参考基准（ExternalDataset）：GPS SPS PS第5版（2020年4月）附录B第B.3.2.2和B.3.2.3节，满编基线24轨位星座已发布的全球平均HDOP分布（中位数0.94，90 % 为1.16，95 % 为1.25，98 % 为1.37，均值0.96），表3.8-1（PDOP可用性）和表B.3-1（降级星座的集合PDOP，仅用作上界），外加针对一个历元的手工推导闭式。VDOP和PD - MODELLED
constellation-design类型在两个固定算例之外的部分：显式和多壳层设计，每次运行有多个星座且每个星座一个接收机钟。参考基准（InternalConsistency）：内部自洽：暴力仰角扫描、手工计算与orbit::dop的归约，以及闭式的Walker和地球同步几何。二体轨道带可选的长期J2，球形天体且局部垂线沿半径方向，仅几何可见性（无信号功率、卫星健康状态、地形或第三体摄动），以及取自不同来源的系统之间的相对相位
局限#
本次运行自身的报告所说的未建模或未经独立验证的内容：
- MODELLED - 围绕球形天体的二体开普勒轨道（可选长期J2）、仰角遮蔽之上的几何可见性、全视场精度因子，每个星座一个接收机钟，除非clock = "common"；无信号功率、健康状态或地形。Walker几何和已发布的预设对照Galileo OS SDD、GLONASS ICD和GPS SPS Performance Standard的轨位表进行检查，（结果
label） - MODELLED：二体轨道（可选长期J2）、球形天体、仅几何可见性（无信号功率、健康状态或地形），以及不同系统之间的相对相位，它并不是任何真实日期的快照。（类型目录（
kshana kinds --json）） - 该运行回答的问题：可见卫星数、每个10 deg单元的PDOP/HDOP/VDOP/GDOP，以及在20 deg遮蔽角之上、两小时内PDOP不高于3的时间占比。地图显示的薄弱之处是极冠：没有任何壳层达到约82 deg纬度以上，因此靠近极点的用户会看到所有卫星都在天空的一侧，垂直几何会变差。MODELLED：一个示意性的设计，带J2的二体轨道，球（场景文件注释，第17至21行）
- 可复现性与软件保障为MODELLED，而不是经独立验证：其中一项子声明经过外部核对，但整项能力由模型计算的部分组合而成，因此该能力仍属于由模型计算得出一级。（验证矩阵（docs/MODELLED-RATIONALE.md））
- 围绕任意中心天体、大规模任意多星座设计的覆盖和精度因子地图为MODELLED，而不是经独立验证：它对照自身的闭式或解析恒等式进行检查，能发现转录错误和系数错误，但不是外部参考基准（oracle）。（验证矩阵（docs/MODELLED-RATIONALE.md））
另请参阅#
- 类别页面：星座、覆盖与几何
- 所有类型：KINDS.md
- 主题页面：LEO-PNT.md
- 主题页面：SOLAR-SYSTEM.md