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

orbit（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#

由轨道星座（Walker / TLE / RINEX）得出的GNSS可用性与DOP。

scenarios/orbit-rinex.toml的一次运行汇总如下：场景bffc887db977 | 77/361个采样处于GNSS正常状态 | 最佳PDOP 2.53位置2.53m | 量子守时（holdover）0s p95 6.49e-5ns完好性1.000安全性n/a（无攻击）| 经典守时（holdover）0s p95 25.0ns完好性1.000安全性n/a（无攻击）

输入#

来自模式（kshana kinds --json）：

  • 必填字段：seed、threshold_ns、mask_deg、time、user|user_site、constellation、clock_quantum、clock_classical
  • 可选字段：sigma_uere_m、constellations、epoch、export_sp3、export_omm、export_oem、skyline

示例scenarios/orbit-rinex.toml设置了以下内容等：

字段 取值 单位
clock_classical.id csac-sa45s 文本
clock_classical.provenance Microchip SA.45s / SA65芯片级原子钟，sigma_y(1s) 文本
clock_classical.q_rw 1.0000e-28 1/s
clock_classical.q_wf 9.0000e-20 s^2/s
clock_classical.y0 1.0000e-11 1
clock_quantum.id optical-sr-lattice 文本
clock_quantum.provenance 锶光晶格钟，面向空间应用的目标sigma_y 文本
clock_quantum.q_rw 1.0000e-40 1/s
clock_quantum.q_wf 1.0000e-30 s^2/s
clock_quantum.y0 1.0000e-15 1
constellation.rinex 3.04 N: GNSS NAV DATA G: GPS 文本
kind orbit 文本

运行#

kshana scenarios/orbit-rinex.toml

有7个随附场景使用此类型；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
classical.filter_health.consistent true 标志
classical.filter_health.nees_chi2_lower_95 1.540167 1
classical.filter_health.nees_chi2_upper_95 2.518928 1
classical.filter_health.nees_mean 1.963599 1
classical.filter_health.nis_chi2_lower_95 0.975649 1
classical.filter_health.nis_chi2_upper_95 1.024647 1
classical.filter_health.nis_mean 1.000119 1
classical.fom.availability 0.645429 1
classical.fom.holdover_s 0 s
classical.fom.integrity 1 1
引擎为scenarios/orbit-rinex.toml（类型orbit）绘制的图表

证据#

MODELLED 4 · VALIDATED 4：点名该类型的验证矩阵行。

  • VALIDATED轨道路径上由两部分UT1儒略日得到的地球自转，使地固位置保留单个f64日期所丢失的微秒量级精度（2020年前后约3e-9 rad）：jd2::gmst82（IAU 1982 GMST，即TEME约定，作用于两部分），cio:
  • VALIDATED由视线几何经Q=(HᵀH)⁻¹ 并做局部ENU分解得到GDOP/PDOP/HDOP/VDOP/TDOP测试：dop_reference.rs。
  • MODELLED dop_error_mc::run_geometry与check：对引擎自身迭代最小二乘定位（pvt::solve_spp，单位权，自真实位置起解）做带随机种子的蒙特卡罗（每种几何N = 20,000个历元，sigma = 1.5 m，ChaCha8随机种子36 + i） 测试：uere_dop_monte_carlo.rs。
  • VALIDATED skyline + frames::look_angles + geometry::sky_geometry：卫星相对地面站点的大地（WGS-84）方位角和高度角、在方位角上线性插值并在360度处回绕的方位角/高度角遮蔽表、可见集 测试：skyline_orekit_oracle.rs。
  • 以及矩阵中另有4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）：

  • VALIDATED阿伦/修正/哈达玛偏差加带 χ² 置信区间的幂律噪声识别。参考基准（ExternalDataset）：NIST SP 1065（Riley）/ Stable32在NBS14上的参考偏差
  • VALIDATED由视线几何经Q=(HᵀH)⁻¹ 并按局部ENU分解得到GDOP/PDOP/HDOP/VDOP/TDOP。参考基准（oracle，ExternalDataset）：gnss_lib_py 1.0.4（Stanford NAV Lab）DOP——独立的库，吻合到相对1e-6
  • MODELLED闭式滑行误差增长加守时到阈值；量子时钟等级。参考基准（ReferenceImpl）：多步clock_state协方差递推（同一代码库内的交叉检查）；底层的滑行方差与守时反演核对照scipy经外部验证（见“Clock-holdover coast-variance & threshold inversion”）。各等级的红噪声底守时数字仍为MODELLED
  • MODELLED 3状态（相位/频率/漂移）van-Loan卡尔曼时钟，Joseph稳定化。参考基准（ReferenceImpl）：filterpy 1.4.5 KalmanFilter（R. Labbe，MIT），F通过scipy.linalg.expm得到，Q通过Van-Loan 1978分块矩阵得到：这是一个独立的参考实现，复现了kshana的完整滤波器轨迹。跨实现一致性：时钟物理和阿伦校准没有经外部验证，因此该行仍为MODELLED。0.30外部比较，一项发现（仍为MODELLED）：在11颗GPS Blo的IGS最终30 s钟差上
  • MODELLED钟辅助 χ²、RAIM、AGC、SQM融合的逐历元安全性FoM。参考基准（ExternalDataset）：TEXBAT场景参数（Humphreys 2012）：是特性描述，不是固定的向量。0.30外部比较，一项发现（仍为MODELLED）：在JammerTest 2024（Bleik；GPL-3.0数据）上，观测量层面的监测器（钟辅助卡方、RAIM、求解失败）在8个可评估的已发布欺骗干扰起始时刻中的任何一个之后10 s内都没有报警（在起始前窗口干净的情况下，首次报警出现在10.2至39 s之后，起始pu

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：

  • GNSS拒止下的时钟守时为MODELLED，而不是经独立验证：它对照同一代码库中另一个独立实现进行检查，独立于被测单元，但不具外部权威性。（验证矩阵（docs/MODELLED-RATIONALE.md））
  • 星载时钟状态估计为MODELLED，而不是经独立验证：它对照同一代码库中另一个独立实现进行检查，独立于被测单元，但不具外部权威性。（验证矩阵（docs/MODELLED-RATIONALE.md））
  • 欺骗干扰检测为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））
  • 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））

另请参阅#