leo-pass（场景类型）

引擎v0.40.0的场景类型，所属系列为近地轨道导航。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。此处每个标签均由引擎或验证矩阵给出；除非矩阵另有说明，一个类型即为MODELLED（标签如何获得，见README的Evidence一节）。

作用#

面向LEO-PNT（低地球轨道的定位、导航与授时）、与具体系统无关的LEO过境与逐频段链路预算：一个用户（地面、海上、空中或室内，静止或运动）与一颗或多颗LEO卫星，卫星来源为 DESIGNED PASS（设计过境：轨道为圆轨道，布置成使用户在所选时刻看到一次所选最大仰角的过境，如有要求则为太阳同步）、显式轨道根数、经引擎SGP4的TLE（两行根数）、或由星座设计代码构建的Walker星座（报告最高的若干次过境）。频段来自命名预设（通用多频段UHF/L/S/C、通用C波段、Xona Pulsar X1/X5、Iridium STL、仅作多普勒机会信号使用的Starlink、CentiSpace，以及标记为WORKSHOP的可选Celeste IOD预设）或直接写入场景；每个预设都说明其数值是PUBLIC（附URL）、REPRESENTATIVE还是WORKSHOP。对每颗卫星、每个频段和每个历元：仰角、方位角、距离、距离变化率和距离加速度；自由空间路径损耗；EIRP与卫星方向图增益（等通量、高斯波束或平坦）；用户天线随仰角变化的增益（贴片、半球或各向同性）；气体衰减（ITU-R P.676-10 Annex 2）、雨衰（ITU-R P.838-3系数与P.618-14流程，依据降雨率和雨高）、对流层闪烁（ITU-R P.618-14第2.4.1节）、室内用户的建筑物穿透损耗（ITU-R P.2109-2）、极化失配、系统噪声温度与C/N0（载噪密度比）；由距离变化率和距离加速度得出的闭式多普勒与多普勒变化率，各自对照中心差分检查；一阶电离层延迟40.3 STEC/f^2，由Klobuchar或垂直TEC的斜向TEC换算到卫星以下的那部分电离层。成对的频段给出无电离层组合系数、噪声放大和过境峰值处的码噪声。MEO GNSS卫星（Galileo或GPS预设）根据其接口文件中的接收功率，以相同的天线和噪声模型评估，因此LEO钟形过境与平坦的GNSS载波共用一张图。可选的 [iot] 部分给出在所述接收机功率预算下，首次定位时间、每次定位的能量以及随占空比变化的电池寿命（MODELLED）。每个频段对还给出其几何无关组合在峰值处恢复出的斜向TEC，以及该估计的码噪声sigma（电离层探测）。可选的 [spoofer] 部分伪造一个声称位置的信号，该位置在起始之后相对真实位置跳变或被牵引，并运行两个带有所述虚警与漏检概率的监测器：多普勒与过境几何一致性（实测距离变化率对照由轨道以及独立的先验位置与速度所预测的值，在GNSS、LEO和全部通道上做窗口内的广义最小二乘卡方检验），以及跨频段一致性（每个LEO频段对经模型修正的几何无关组合逐历元的阶跃），报告逐历元统计量以及各监测器何时检出（MODELLED）。VALIDATED的部分：自由空间损耗、对照其表5的P.838-3系数、对照ITU-R Study Group 3验证示例的P.618-14雨衰与闪烁流程以及P.2109建筑物穿透损耗、IS-GPS-200的L1/L2群延迟比，以及对照arXiv 2509.19551表1的圆轨道静止用户最大多普勒。MODELLED：EIRP、方向图、卫星以下TEC的Chapman比例以及整个过境。

scenarios/leo-pass-iridium.toml的一次运行汇总为：LEO pass link budget, air user at 50.00, -30.00; 1 LEO satellite(s), 900 s window Iridium-pass [iridium-stl PUBLIC]: 781 km, max elevation 65.0 deg at 444 s, 750 s above the mask STL 1621.000 MHz: C/N0 peak 80.5 dB-Hz median 71.3 dB-Hz; |Doppler| max 35.4 kHz; iono 7.53 m GNSS gps-baseline L1: 8 in view, C/N0 38.2 dB-Hz to 51.1 dB-Hz (median 46.2 dB-Hz) LEO STL peak 80.5 dB-Hz is 34.3 dB above the GNSS median; above the strongest GNSS carrier for 750 s

输入#

来自模式（kshana kinds --json）：

• 必填字段：无
• 可选字段：epoch、duration_s、step_s、user、atmosphere、ionosphere、satellite、leo_constellation、gnss、iono_free_pairs、iot、spoofer、name、description、skyline

示例scenarios/leo-pass-iridium.toml设置了以下内容等：

运行#

kshana scenarios/leo-pass-iridium.toml

有8个内置场景使用该类型；其余见scenarios/。

给出什么#

该次运行的标量结果，单位为引擎所给出的单位：

引擎给出的结果标签：MODELLED：LEO过境几何与逐频段链路预算，依据所述EIRP和理想化天线方向图并含ITU-R传播项；各组成模型在验证矩阵中带有各自的标签。不是对任何卫星的测量。

证据#

MODELLED 7 · VALIDATED 5：点名该类型的验证矩阵行。

• VALIDATED ITU-R（国际电信联盟无线电通信部门）P.838-3式（1）至（5）：k_H、alpha_H、k_V、alpha_V取自表1至4的曲线拟合，随路径与极化而定的（k, alpha），以及比衰减 测试：leo_link_reference.rs。
• VALIDATED ITU-R P.618-14第2.2.1.1节步骤2至10（低于雨高的斜向与水平路径、水平缩减与垂直调整因子、A0.01及其对平均年0.001 % 至5 % 的换算），雨高（P.839）为 测试：leo_link_reference.rs。
• VALIDATED ITU-R P.618-14第2.4.1节步骤3至9（由N_wet得出的参考sigma、有效路径长度、天线平均因子、0.01 % 至50 % 时间的衰落深度），N_wet为输入量，或由温度、湿度和气压通过 测试：leo_link_reference.rs。
• VALIDATED ITU-R P.2109-2 Annex 1式（1）至（10）与表1：在路径于外墙处的仰角下，传统与热效率建筑物的不超过概率P的损耗，80 MHz至100 GHz；逐频段、逐历元应用 测试：leo_link_reference.rs。
• 矩阵中另有8项。

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 ITU-R P.618-14第2.4.1节步骤3至9（由N_wet得出的参考sigma、有效路径长度、天线平均因子、0.01 % 至50 % 时间的衰落深度。参考基准（oracle，ExternalDataset）：ITU-R Study Group 3验证示例（CG-3M3J-13-ValEx-Rev8.3.0），用于P.618-14闪烁，各站点的P.453-14 N_wet取自同一批示例；连同URL与获取日期提交于tests/fixtures/leo_link/p618_14_scintillation.csv。由温度和湿度得出的湿折射率表达式不在该行覆盖范围之内
• VALIDATED每个频段的群延迟40.3 STEC/f^2；无电离层组合系数f1^2/(f1^2 - f2^2) 与 -f2^2/(f1^2 - f2^2)，以及噪声放大sqrt(a1^2 s1^2 + a2^。参考基准（oracle，ExternalDataset）：IS-GPS-200第20.3.3.3.3.2节，其中给出由一阶1/f^2缩放得出的L1/L2群延迟比gamma = (77/60)^2，以及Friis传输公式（Proc. IRE，1946）。验证的是缩放定律，而不是斜向TEC
• VALIDATED leo_link::geometry::max_static_user_range_rate：对圆轨道每个轨道位置和卫星地平线上每个用户的搜索，并带地球。参考基准（oracle，ExternalDataset）：Leclere、Marathe与Reid，Insights into Xona Pulsar LEO PNT: Constellation, Signals, and Receiver Design，ION GNSS+ 2025，arXiv 2509.19551，表1（静止接收机位于6371 km球面上，地球自转是唯一的其他效应）：L1上为37751.7 / 33628.5 / 31813.4 / 4018.4 Hz。涵盖圆形二体轨道
• MODELLED leo-pass类型：卫星来自设计过境、轨道根数、经SGP4的TLE或来自constellation-design的Walker星座；对每个频段和历元，。参考基准（oracle，InternalConsistency）：闭式解与自洽性：距离变化率与距离加速度恒等式对照数值导数、等通量增益抵消距离增长、教科书中的极化损耗极限、LEO与GNSS的定性观测对比（持续数分钟的钟形过境，峰值比平坦的44-51 dB-Hz GNSS载波高出数dB）。EIRP与方向图是将已发表的接收功率换算成的EIRP或具代表性

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：LEO过境几何与逐频段链路预算，依据所述EIRP和理想化天线方向图并含ITU-R传播项；各组成模型在验证矩阵中带有各自的标签。不是对任何卫星的测量。（结果label）
• 可选的 [iot] 部分给出在所述接收机功率预算下，首次定位时间、每次定位的能量以及随占空比变化的电池寿命（MODELLED）。（类型目录（kshana kinds --json））
• 可选的 [spoofer] 部分伪造一个声称位置的信号，该位置在起始之后相对真实位置跳变或被牵引，并运行两个带有所述虚警与漏检概率的监测器：多普勒与过境几何一致性（实测距离变化率对照由轨道以及独立的先验位置与速度所预测的值，在窗（类型目录（kshana kinds --json））
• MODELLED：EIRP、方向图、卫星以下TEC的Chapman比例以及整个过境。（类型目录（kshana kinds --json））
• MODELLED。点波束、突发时序和STL波形未建模。（场景文件注释，第14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））
• LEO-PNT过境及其与可见MEO GNSS卫星对比的逐频段链路预算为MODELLED，未经独立验证：它是对照自身的闭式/解析恒等式检查的，能发现转录和系数错误，但不是外部参考基准（oracle）。（验证矩阵（docs/MODELLED-RATIONALE.md））
• 带有所述来源的命名LEO-PNT系统预设，以及与具体系统无关的引擎，为MODELLED，未经独立验证：它是对照自身的闭式/解析恒等式检查的，能发现转录和系数错误，但不是外部参考基准（oracle）。（验证矩阵（docs/MODELLED-RATIONALE.md））

另请参阅#

• 系列页面：近地轨道导航
• 所有类型：KINDS.md
• 主题页面：LEO-PNT.md
• 主题页面：LEO-PASS.md