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场景类别页面在GitHub上编辑来源:docs/kinds/by-kind/leo-pnt-chain.md

leo-pnt-chain(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#

端到端的一个LEO-PNT(低地球轨道的定位、导航与授时)系统,适用于任意星座与信号:由signal_design指定的leo-signal设计(公开预设或内联 [signal] 设计)设定 [pass] 频段的中心频率、带宽、码速率和EIRP分配,leo-pass链路预算给出过境期间被跟踪的C/N0与带限码抖动,sin(仰角) 的C/N0直线以及 [navmsg] 电文的广播SISRE(在过境卫星的高度上拟合)输入 [fusion] leo-pvt联合定位解中的每个LEO系统,并可选地输入 [ppp] leo-ppp各案例;每次交接都列出其数值与单位。MODELLED。

scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml的一次运行汇总为:LEO-PNT end to end, generic 1080 km constellation signal generic-l (https://www.itu.int/pub/R-REG-RR), tracked pilot at 10.230 Mchip/s, C/N0 offset -2.57 dB pass LEO-1 1080 km: tracked C/N0 peak 58.2 dB-Hz, code jitter median 0.050 m; C/N0 line 35.6 + 24.3 sin(el) dB-Hz message kepler-rac 300 s fit / 300 s update: representation SISRE 0.907 mm RMS (orbit 0.005 mm), with 0.250 m orbit determination: 0.250 m handed on fused fix: GNSS only PDOP 1.47 RMS 3D 1.60 m -> GNSS + LEO PDOP 1.06 RMS 3D 0.43 m PPP convergence: GNSS only 11.5 min, 240 LEO 7.5 min 11 values handed between stages. MODELLED.

输入#

来自模式(kshana kinds --json):

  • 必填字段:signal_design、pass、fusion
  • 可选字段:name、description、seed、signal、navmsg、od_sisre_m、ppp

示例scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml设置了以下内容等:

字段 取值 单位
fusion.duration_s 1800 s
fusion.joint.max_leo_sweep 8 未说明
fusion.mode joint 文本
fusion.step_s 30 s
fusion.system[0].cn0_dbhz [38, 48] dB-Hz
fusion.system[0].name GPS 文本
fusion.system[0].preset gps-baseline 文本
fusion.system[0].sisre_m 0.6 m
fusion.system[1].cn0_dbhz [38, 48] dB-Hz
fusion.system[1].isb_ns 12 ns
fusion.system[1].name Galileo 文本
fusion.system[1].preset galileo 文本

运行#

kshana scenarios/leo-pnt-end-to-end.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
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
fusion.fraction_epochs_with_leo 1 1
fusion.fused.availability 1 1
fusion.fused.median_pdop 1.064778 1
fusion.fused.median_sigma_3d_m 0.433791 m
fusion.fused.rms_error_3d_m 0.434888 m
fusion.gnss.availability 1 1
fusion.gnss.median_pdop 1.47453 1

引擎给出的结果标签:MODELLED — 该链路将每一级的输出交给下一级;各级保留其各自的标签(验证矩阵中的leo-signal、leo-pass、leo-navmsg、leo-pvt与leo-ppp行)。

引擎为scenarios/leo-pnt-end-to-end.toml(类型leo-pnt-chain)生成的图表

证据#

MODELLED:列出此类型的验证矩阵各行。

  • MODELLED leo-pnt-chain类型:leo-signal设计(公开预设或内联)设定leo-pass频段的中心频率、带宽、码速率和EIRP分配;过境给出被跟踪分量的C/N0与逐历元带限码抖动;最小二乘C/ 测试:leo_pnt_chain.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 navsignal:正弦积分(sine_integral)、双边频带内BPSK-R功率占比的闭式(bpsk_power_in_band_closed_form)、带限。参考基准(oracle,ExternalDataset):外部固定的数值有:主瓣功率占90.3%,所述工作点处的相干超前-滞后抖动,正弦积分表值,以及零偏移处的BPSK自谱分离系数2/(3 R_c)。仅为内部交叉检查、不属于外部验证的有:带限BPSK的Gabor带宽闭式及其渐近式,以及非零偏移处的偏移BPSK谱分离系数,二者均
  • MODELLED leo-signal类型:参数化的信号设计(频段、发射带宽、ITU频率划分;采用BPSK(n)、BOC(m,n)、MB的捕获、数据和导频分量。参考基准(oracle,InternalConsistency):上面两行已验证的闭式、平方律虚警恒等式P_d(snr = 0) = P_fa与Holmes平均捕获时间,以及可还原为频谱类型自身SSC链(同一段Jammer::ssc代码)。设计本身属于输入:标注为REPRESENTATIVE或WORKSHOP的预设并非公开发布的规范,增强型Feher QPSK、码移键控和OFDM的频谱为近似,且其形状
  • 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

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:

  • 定位阶段将C/N0建模为仰角正弦在截止角与天顶之间的一条直线;该链路根据该过境弧段所跟踪的C/N0拟合这条直线,因此特定于该过境弧段的形状(等通量平台、波束边缘)被简化为两个数值。(结果limitations[0])
  • 交给定位阶段的SISRE,是导航电文相对于Kshana积分所得真值轨道的表示误差,再与场景给定的od_sisre_m按平方和开方合成;电文阶段本身不对定轨或预报建模。(结果limitations[1])
  • 定位阶段用不限带宽的公式,根据传递过来的C/N0自行计算延迟锁定环抖动;该过境弧段在其旁边报告实际设计的带限抖动。(结果limitations[2])
  • 精密单点定位阶段将电文的SISRE作为LEO轨道与钟差误差;其码噪声和相位噪声仍是该阶段自己的输入。(结果limitations[3])
  • 在过境弧段阶段和电文阶段,以一颗卫星(第一颗其频段承载该设计的卫星)代表整个LEO系统。(结果limitations[4])
  • MODELLED:该链路把每个阶段的输出交给下一阶段;各阶段保留各自的标签(验证矩阵中的leo-signal、leo-pass、leo-navmsg、leo-pvt和leo-ppp行)。(结果label)
  • MODELLED。(类型目录(kshana kinds --json))
  • MODELLED:每个阶段保留各自的标签;该链路不增添任何物理模型。(场景文件注释,第25行)

另请参阅#