月球与地月空间(场景类型族)
24种引擎v0.40.0的场景类型。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)。
专题页面:LUNAR-REFERENCE-STATION、LUNAR-INFRASTRUCTURE、LUNANET-AFS。运行一个:kshana scenarios/lunar-infrastructure-od-consistency.toml。所有类型族:KINDS.md。
| 类别 | 作用 | 台账 |
|---|---|---|
lunar-integrity |
月球南极ARAIM保护级过境,对比有代表性的LunaNet中继集合。 | MODELLED(结果标签) |
lunar-time-offset |
建模的月球-地球相对论时钟速率(月球协调时,LTC/TCL):由自势差和月球动能项给出的长期LTC−TT速率,与已发布的56–59 | MODELLED(结果标签) |
lunar-time-budget |
MODELLED端到端月球协调时(LTC)钟差预算:七个LTC误差项在整个平均时间网格上汇集为钟差曲线x_i(τ),按方和根合成为x_Σ(τ),并且 | MODELLED |
lunar-ascent |
MODELLED的动力上升:从南极地表站点到交会轨道,以及它带回轨道的位置-速度协方差(Artemis级)。 | MODELLED |
lunar-surface |
MODELLED的地表定位与授时可用性,按站点和季节给出,适用于Artemis级南极站点。 | MODELLED |
lunar-descent |
MODELLED的着陆散布预算,针对前往南极站点的动力下降(Artemis级)。 | MODELLED |
lunar-orbit-rendezvous |
MODELLED的相对导航,适用于低月球轨道或椭圆极轨道上的猎户座-着陆器式对接(Artemis级)。 | MODELLED |
lunar-vlbi |
建模的月球大地测量VLBI时延观测量:一条地球基线(两个地面站,GCRS)观测来自NovaMoon级月面信标的单向信号。 | MODELLED 3 · VALIDATED 3 |
lunar-vlbi-fim |
月球VLBI站坐标协方差:月球VLBI观测量的时延偏导数在显式的观测计划(基线x历元)上累积为Fisher信息矩阵,求逆,并报 | MODELLED 3 · VALIDATED 2 |
lunar-joint-od-clock |
建模的联合多技术月球定轨 + 时钟批估计器,作用于模拟网络:高斯-牛顿快照拟合,融合地球基线大地测量VLBI时延、月面本地站↔卫星测距 | MODELLED(结果标签) |
lunar-frame-realisation |
建模的月球参考系实现:7参数Helmert(相似)基准拟合——3个平移、3个小角度旋转、1个尺度——将一组由月面坐标导出的MCMF点估计c | MODELLED(结果标签) |
lunar-frame-campaign |
七参数Helmert(相似)坐标系基准,由模拟观测活动驱动,而非由注入的变换驱动。 | MODELLED 2 · VALIDATED 3 |
lunar-llr-datum |
七参数Helmert月球坐标系基准,由真实的、已归档的观测活动驱动,而非由模拟的观测活动驱动。 | VALIDATED |
moonlight-service-volume |
建模的月球导航服务区分析,基于一个ILLUSTRATIVE的、公开来源的Moonlight/LCNS级月球轨道星座(与ESA无关联):对月面经纬度网格进行扫描,覆盖 | MODELLED |
lunar-differential-pnt |
建模的月球差分PNT(月球DGNSS/SBAS类比):位于已知月面位置的NovaMoon级参考站,由一个ILLUSTRATIVE | MODELLED(结果标签) |
lunar-station-coverage |
建模的月球参考站覆盖:对月球差分PNT模型在南极用户网格和一天的历元上进行蒙特卡罗扫描。 | MODELLED |
lunar-beacon |
月球轨道导航服务的月面信标增强,以可运行的前后对比表形式给出。 | MODELLED |
lunar-interop-export |
建模的月球互操作性导出:以与LunaNet/IOAG对齐、基于CCSDS的交换形式输出月球参考系、月球时标和月球星历,附往返 / 字段一致性 | MODELLED(结果标签) |
cislunar-observability |
MODELLED平面地月空间星座可观测性(P6):跟踪一个由四个航天器组成的、经差分修正的平面DRO星座,借助星间测距,并报告一个航天器 | MODELLED |
cislunar-arc-recovery |
MODELLED地月空间弧长可观测性阈值的独立估计器测试。 | MODELLED |
lunar-attack-surface |
月面导航信号安全攻击面(P1):将公开的信号安全分析组合为一次二进制可达的运行。 | MODELLED(结果标签) |
lunar-jamming |
月球原生射频压制干扰:对月面用户在月面(或抬高的)干扰源作用下的每颗卫星干扰信号比、有效C/N₀ 和失锁,覆盖示意性的公开来 | MODELLED |
earth-gnss-lunar |
月球距离处的地球GNSS接收,即冲突韧性论文所指出而引擎此前没有模型的弱信号层。 | MODELLED |
lunar-infrastructure |
MODELLED把月球轨道和月面作为导航与大地测量基础设施的研究,五项研究共用一个由study选择的类型:od-consistency(星上地球GNSS定轨于 |
MODELLED(结果标签) |
lunar-integrity#
月球南极ARAIM保护级计算,对照一组具有代表性的LunaNet中继卫星。sigma_ure_m给出空间信号测距精度(保护级与它呈线性比例,因此对它作扫描即可回答某个告警限值需要多高的测距精度)。默认为历史上的LNIS级南极算例。
必填字段:无。可选字段:step_s、duration_s、alert_limit_m、p_hmi、sigma_ure_m。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-integrity。
kshana scenarios/lunanet-araim.toml
lunar-time-offset#
由模型计算的地月相对论钟速(月球坐标时,LTC/TCL):由自身势差和月球动能项得出的长期LTC−TT钟速,与已发布的56–59 µs/天范围一并报告,另加一段时间范围内累积的偏差。
必填字段:无。可选字段:epoch_year、epoch_month、epoch_day、horizon_days。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-time-offset。
kshana scenarios/lunar-time-offset.toml
lunar-time-budget#
MODELLED的端到端协调月球时(LTC)时间误差预算:把七项LTC误差项组装为遍及整个平均时间网格的时间误差曲线x_i(τ),开方求和成x_Σ(τ),并给出时钟与框架的交叉点(CROSSOVER)τ,在该处不断增长的时钟项超过恒定的实时框架实现项(低于它时预算受框架限制,高于它时受时钟限制)——这是对单一 τ 这一人为结果的如实回答。τ 斜率是闭式的,可以解析检查(时钟 τ^{+1/2}/τ^{+1},底限 τ^0,测量 τ^{-1/2}),时钟各行复现已发布的一天时钟规格(crate::clock_specs);射频/光学链路、框架实现、相对论残差和星历底限的量值(MAGNITUDES)是由模型计算的预算分配(有文档记载的默认值,调用者可覆盖),不是测量值。其贡献是可复现的交叉点 τ,而不是经认证的逐项数值;也未获准用于实际守时业务。
必填字段:无。可选字段:clock、tau_min_s、tau_max_s、points_per_decade、clocks、time_lab。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-time-budget。
kshana scenarios/lunar-time-budget.toml
lunar-ascent#
MODELLED:从南极月面地点动力上升至交会轨道,以及它带回轨道的位置—速度协方差(阿尔忒弥斯级)。lunar-descent的五状态每轴惯性误差模型(位置、速度、加速度计偏差、姿态倾斜、陀螺偏差,由比力驱动)在三个地点轴上,从该阶段进入时的月面状态开始运行;按所述间隔取一个AFS位置定位解,来自 ILLUSTRATIVE 的LCNS级星座的可见中继(单点,或采用lunar-differential-pnt的校正链路残差的差分;仅有三个中继可见时由时钟辅助),月球时间经由飞行器时钟引入,并带有沿航迹的时间标签误差。报告闭式惯性误差源、辅助的贡献、消融、上升期间的导航1-sigma、发动机关机散布及其旁的导航知识,以及入轨时保留位置—速度相关性的完整6x6 MCI协方差。MODELLED:示意性的IMU等级、比力、中继集和关机散布;误差保持在发射场轴系中;名义出口状态是一个替代值。未获机构背书;仅供参考的软件,不是经认证的导航设备。
必填字段:无。可选:site_lat_deg、site_lon_deg、ascent_s、specific_force_m_s2、insertion_altitude_km、accel_bias_ug、align_arcmin、gyro_bias_deg_per_hr、surface_pos_sigma_m、surface_vel_sigma_m_s、cutoff_sigma_m_s、afs_mode、n_relays、mask_deg、afs_cn0_dbhz、sis_ure_m、afs_first_fix_s、afs_interval_s、baseline_km、lunar_time_mode、time_since_sync_days。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-ascent。
kshana scenarios/lunar-ascent.toml
lunar-surface#
MODELLED的地表定位与授时可用性,按站点和季节给出,适用于Artemis级南极站点。对每个站点和季节(一个历元及其后的一个时间窗),报告中继定位(一个ILLUSTRATIVE的LCNS级星座有四颗或更多中继星可见且PDOP低于阈值,计算函数与moonlight-service-volume相同;带地形段时,则用lunar-station-coverage的地形经射线步进得到的天际线)、地球和太阳是否在站点地平线之上(解析的太阳、月球和月球姿态,含天平动,这正是随季节变化的部分),以及授时可用性(有中继星或地球可见),并给出两者均不可见的最长时段,即地表时钟必须守时(holdover)度过的时间。单站点结果与moonlight-service-volume的结果逐位相等。MODELLED:平均自转月球上的示意性开普勒中继星集合;中继星的数值不随季节变化;地形为1200 m的LOLA裁剪区。未获机构背书;仅供参考的软件,不是经认证的导航设备。
必填字段:无。可选:sites、season_dates、window_days、step_min、stay_days、timing_floor_s、n_sats、sma_km、eccentricity、inc_deg、argp_deg、mask_deg、pdop_threshold、earth_mask_deg、sun_mask_deg、terrain。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-surface。
kshana scenarios/lunar-surface.toml
lunar-descent#
MODELLED的着陆散布预算,针对前往南极站点的动力下降(Artemis级)。每个水平轴上的五状态惯性误差模型(位置、速度、加速度计偏置、姿态倾斜、陀螺偏置)由下降过程的比力驱动;序贯滤波器从已启用的辅助手段取得位置修正:一个来自ILLUSTRATIVE的LCNS级星座可见中继星的AFS修正(独立定位,或使用lunar-differential-pnt的修正链路残差做差分定位;仅有三颗中继星可见时由时钟辅助),以及地形相对修正(本crate在合成地形起伏上的TERCOM/SITAN匹配器,或在真实LOLA南极DEM的高程窗口上匹配的克拉美-罗界)。月球时在各次修正处通过飞行器时钟引入(lunar-time-offset的LTC-TT偏移,或其已发布范围的不确定度),并作为沿航迹的时标误差引入。报告3σ 着陆椭圆、R95、闭式惯性误差源、各项辅助手段的贡献、各种辅助手段组合的消融结果、椭圆的蒙特卡罗标定,以及传递下去的协方差。MODELLED:示意性的IMU级别、中继星集合、下降剖面和制导项;地形导航使用地球米尺度上的合成地形起伏;AFS可用性是平坦遮蔽角下的一个历元。未获机构背书;仅供参考的软件,不是经认证的导航设备。
必填字段:无。可选:site_lat_deg、site_lon_deg、more_site_lats_deg、descent_s、specific_force_m_s2、horizontal_speed_m_s、accel_bias_ug、align_arcmin、gyro_bias_deg_per_hr、carried_pos_sigma_m、carried_vel_sigma_m_s、guidance_sigma_m、afs_mode、n_relays、mask_deg、afs_cn0_dbhz、sis_ure_m、afs_first_fix_s、afs_interval_s、baseline_km、trn_source、trn_fix_time_s、trn_altimeter_sigma_m、trn_map_sigma_m、dem_descriptor、trn_window_m、trn_height_sigma_m、trn_registration_sigma_m、lunar_time_mode、time_since_sync_days、n_trials、seed。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-descent。
kshana scenarios/lunar-descent.toml
lunar-orbit-rendezvous#
MODELLED的相对导航,适用于低月球轨道或椭圆极轨道上的猎户座-着陆器式对接(Artemis级)。追踪器和目标在本crate的月球力模型下飞行同一条轨道;对整条弧段做联合21参数批处理高斯-牛顿估计(两个飞行器状态和持续存在的空间信号偏置),融合每个飞行器来自一个ILLUSTRATIVE的LCNS级中继星集合的绝对位置修正(月球背面的中继星被剔除,需要四颗,两飞行器间共模的空间信号误差相互抵消)和一条星间链路测距,测距精度取自LunaNet AFS导频的码跟踪界。报告目标LVLH轴系中的形式相对位置误差和蒙特卡罗相对位置与速度误差、修正可用性、平均归一化估计误差平方及其期望值、迭代未收敛的任何试验、忽略重力谐项所产生的漂移,以及传递下去的完整6x6协方差。对圆轨道情形适用闭式Hill/Clohessy-Wiltshire检验。MODELLED:示意性的中继星集合、误差预算和先验;真值和估计器共用同一个力模型,因此NEES检验的是自洽性,而不是模型误差。未获机构背书;仅供参考的软件,不是经认证的导航设备。
必填字段:无。可选:orbit、sma_km、eccentricity、inc_deg、argp_deg、mean_anomaly_deg、separation_m、arc_s、step_s、n_relays、afs_cn0_dbhz、isl_cn0_dbhz、integration_s、sis_ure_m、common_mode_fraction、target_pos_sigma_m、target_vel_sigma_m_s、carried_pos_sigma_m、carried_vel_sigma_m_s、filter_model、n_trials、seed、conv_threshold_m、gravity_table_path、gravity_degree。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-orbit-rendezvous。
kshana scenarios/lunar-orbit-rendezvous.toml
lunar-vlbi#
由模型计算的月球大地测量VLBI时延观测量:一条地球基线(两个地面站,GCRS)观测来自NovaMoon级月面信标的单程信号。输出一次过境期间的近场双距离差时延、其变化率以及波前曲率近场修正,并在远场极限下与同一代码库中的平面波 Δ-DOR观测量交叉核对,偏导数已用有限差分核对。默认的解析路径为MODELLED,并带有坐标系一致性、xp=yp=0极移以及平面波与近场之差这几项局限。设置planetary_kernel_path、earth_orientation_kernel_path和moon_orientation_kernel_path后则运行内核路径(DE440、MOON_PA_DE440、ITRF93;收敛的质心光行时;增加该历元的信标与测站偏导数),其牛顿时延和偏导数与NAIF SPICE收敛光行时的一致程度分别为0.06 ps和7.4e-9。未与真实VLBI数据核对验证。
必填字段:无。可选字段:station1_lat_deg、station1_lon_deg、station1_alt_m、station2_lat_deg、station2_lon_deg、station2_alt_m、beacon_lat_deg、beacon_lon_deg、beacon_alt_m、epoch_year、epoch_month、epoch_day、horizon_hours、step_min、planetary_kernel_path、earth_orientation_kernel_path、moon_orientation_kernel_path。
台账:MODELLED 3 · VALIDATED 3。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-vlbi。
kshana scenarios/lunar-vlbi.toml
lunar-vlbi-fim#
月球VLBI测站坐标协方差:将lunar-vlbi观测量的时延偏导数在明确给定的SCHEDULE(基线 × 历元)上累积为费舍尔信息矩阵,求逆后报告为测站坐标协方差和各坐标的测站sigma,这是引擎计算得出的输出,而不是把标量时延精密度套入假定的各向同性g = 3均分因子所得的结果。状态量携带地固(ITRS)测站坐标,因此雅可比矩阵是惯性系偏导数经各历元GCRS->ITRS矩阵旋转后的结果:正是地球自转使这些坐标可观测,报告对地固视线扫过范围和信标赤纬进行MEASURES(实测),而不是假定它们。一次观测是一个(基线,历元)对,且两个测站都高于高度截止角,权重为1/delay_sigma_s^2。每次运行都报告秩、基准亏秩、条件数、完整的信息谱、协方差矩阵、各测站各坐标轴及3-D的sigma,以及自由网零空间;在秩亏时,头条sigma以NULL并附状态发布,绝不从近奇异的逆矩阵中读出。针对同一SCHEDULE的均分值cdelay_sigma_ssqrt(g/N)与计算值及其比值一并给出,同时给出各向同性迹界sqrt(p/trace(M)),AM-HM不等式使它成为硬下限,因此该比值就是这一假设所丢弃的各向异性。时延闭合tau_ik = tau_ij + tau_jk使n(n-1)/2条基线中只有n-1条在几何上独立;报告同时给出这两个数量。MODELLED:月心星历、测站时钟、对流层和地球定向参数均被固定,且各观测被视为相互独立,因此该协方差是针对缩减参数集的克拉默-拉奥界,不是对某次观测时段结果的预测;时延sigma、测站坐标和观测安排均为输入。几何时延雅可比矩阵所略去的偏导数(差分夏皮罗项)通过有限差分测得并输出。不是大地测量产品。
必填字段:无。可选字段:stations、beacon_lat_deg、beacon_lon_deg、beacon_alt_m、epoch_year、epoch_month、epoch_day、arc_hours、step_min、delay_sigma_s、elevation_mask_deg、datum、estimate_beacon、rel_tol、equipartition_g、planetary_kernel_path。
台账:MODELLED 3 · VALIDATED 2。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-vlbi-fim。
kshana scenarios/lunar-vlbi-fim.toml
lunar-joint-od-clock#
由模型计算的、在模拟(SIMULATED)网络上的月球多技术联合定轨 + 钟差批处理估计器:这是一次Gauss-Newton快照拟合,融合地球基线大地测量VLBI时延、月球本地的测站↔卫星测距以及星间测距,从注入的真值中一并恢复月面站的3-D位置、一个小型星座的位置以及每个资产的钟差。其最重要的如实结果是:VLBI使测站完整的3-D位置变得可观测,而仅用月球本地测距时有一个方向观测很弱;该结果以有无VLBI时测站误差的对比给出。MODELLED的模拟闭环恢复(真值与观测模型共用同一模型),结果确定(带种子),并未(NOT)经真实数据验证;求解器内部没有力模型传播;没有TRL、飞行传承或机构背书。
必填字段:无。可选字段:n_sat、n_earth、seed、sigma_vlbi_s、sigma_range_m、sigma_isl_m、station_lat_deg、station_lon_deg、station_alt_m、orbit_radius_km、sigma_clock_s、orbit_ecc、orbit_inc_deg、orbit_argp_deg、orbit_planes、epoch_year、epoch_month、epoch_day。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-joint-od-clock。
kshana scenarios/lunar-joint-od-clock.toml
lunar-frame-realisation#
由模型计算的月球参考框架实现:7参数Helmert(相似)基准拟合——3个平移、3个小角度旋转、1个尺度——通过加权最小二乘(crate::batch_ls::gauss_newton)把一组估计的、由月面坐标导出的MCMF点坐标联系到某个基准上,另加一个简单的定向联系,表示所实现的、绕ICRF各轴的小旋转相对于IAU 2015 WGCCRE天体定向的关系。该场景向一个分布良好的合成点网络注入一个已知的小变换(平移约数十m,旋转约 µrad,尺度约1e-7),加入带种子的高斯噪声,恢复基准,并报告恢复出的变换、各参数相对注入真值的恢复误差,以及拟合后的RMS残差。MODELLED的自洽性——恢复注入的相似变换(无噪声时精确到约机器精度),并非(NOT)对照真实跟踪/VLBI数据的实现;结果确定(带种子);没有TRL、飞行传承或机构背书。
必填字段:无。可选字段:n_points、tx_m、ty_m、tz_m、rot_x_urad、rot_y_urad、rot_z_urad、scale_ppb、noise_sigma_m、seed、epoch_year、epoch_month、epoch_day。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-frame-realisation。
kshana scenarios/lunar-frame-realisation.toml
lunar-frame-campaign#
七参数Helmert(相似变换)坐标基准由模拟观测测评活动(SIMULATED OBSERVING CAMPAIGN)驱动,而不是由注入的变换驱动。一个地面站网络按明确的观测计划观测一批月面信标;月球VLBI时延偏导数在该计划上累积成信标坐标的Fisher信息矩阵,做法与lunar-vlbi-fim完全相同;该信息再通过目录点处的Helmert设计矩阵A = [I3 | [p]_x | p] 传播为基准协方差H = A^T M_b A,并由crate::fim::crlb诊断。没有注入任何变换,也没有从预设答案中恢复任何东西,因此所报告的基准精度源自观测方案本身:时延sigma减半则它精确减半,延长弧段则它得到改善,因为报告所测量(MEASURES)的天平动(sub_earth_direction_sweep_deg)正是把沿视线方向的信标坐标与天球平面内的坐标区分开来的因素。每次运行都会输出秩、基准亏秩、条件数、完整谱、七参数基准中的不可观测方向(IN THE SEVEN-PARAMETER BASIS)、即使满秩时最弱的方向以及各参数在其中的占比;测评活动没有约束的参数发布为NULL并附状态,绝不从近奇异的逆矩阵中读出。信标误差相关性是测量得到的,而不是假设的:测站固定时,没有任何一次观测涉及两个信标,因此信息矩阵恰为分块对角(offblock_fraction 0),而估计测站时,经Schur边缘化的分块是耦合的,并打印出所引起的相关性,同时整个传播在舍弃该相关性的情况下重新运行,使独立性假设的代价成为一个数。在各向同性的逐坐标sigma下的同一传播,以及lunar-frame-realisation场景所报告的恢复误差,都在此运行,并连同其比值一并打印在测评活动数值旁边。MODELLED:信标目录有来源,但测评活动是模拟的(CAMPAIGN is simulated)——地面站网络和时延sigma是示意性的输入,各个时延观测被视为相互独立,月心星历、站钟、对流层和地球定向参数保持固定(FIXED),因此基准协方差是针对缩减参数集的Cramer-Rao界。不是大地测量产品。
必填字段:无。可选字段:stations、beacons、epoch_year、epoch_month、epoch_day、arc_hours、step_min、delay_sigma_s、elevation_mask_deg、earth_elevation_mask_deg、station_datum、rel_tol、assumed_coordinate_sigma_m、solver。
台账:MODELLED 2 · VALIDATED 3。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-frame-campaign。
kshana scenarios/lunar-frame-campaign.toml
lunar-llr-datum#
七参数Helmert月球坐标基准,由真实的、已归档的(REAL, ARCHIVED)观测测评活动驱动,而不是模拟的。lunar-frame-campaign去掉了注入的变换,但仍把其测站网络、观测计划和逐观测sigma作为ILLUSTRATIVE的输入给出;而此类型把这三项都取自MEASURED:历元是已归档的ILRS Consolidated Laser Ranging Data标准点的地面发射时刻,观测是真正向月球上五个后向反射器阵列发射的激光测距,每个观测权重都是该标准点自己已归档的精度bin_rms/sqrt(n_raw),由文件中读出。测站坐标来自IERS ITRF2020 SLR解(按其已发布的速度外推到历元),反射器坐标来自JPL DE430表7,处于IAU 2015 WGCCRE模型所实现的平均地球/平均自转框架中。测距偏导数累积成联合的反射器坐标Fisher信息矩阵,并通过同一个Helmert设计矩阵传播为基准协方差,由crate::fim::crlb诊断。每次运行都会输出秩、亏秩、条件数、谱、七参数基准中的不可观测方向、满秩时最弱的方向以及各参数在其中的占比,未受约束的参数发布为NULL并附状态。阵列间相关性被实测(MEASURED)为恰好为零,而不是假设的,因为一次激光测距只涉及一个阵列。目录无法定位的记录——例如没有已发布ITRF位置的测站——会被跳过并计数(SKIPPED AND COUNTED),绝不使用替代坐标。哪些链路是实测的、哪些是MODELLED的,这就是报告本身,而不是脚注:月心星历和IAU天体定向仍是由模型计算的,其合起来的大小以对所用每个点的单程测距观测减计算残差的形式输出;对流层、固体潮、测站偏心、极移、UT1-UTC、相对论延迟和站钟不在模型中,而包含在该残差之内。由于星历误差只通过各条视线的方向进入协方差,每次运行还会把全部偏导数倾斜sensitivity_tilt_deg(符号交替)后重新求解整个基准,并输出比值,使协方差对所建模星历的不敏感成为一个数,而不是一个论点。模拟测评活动自己的数值是运行(RUN)得到并打印在实测数值旁边的,而不是转录的。MODELLED:七参数数值是针对缩减参数集、在真实观测计划上的Cramer-Rao界——不是求解出的基准,不是LLR分析,也不是大地测量产品。已提交的真实数据切片随仓库一起提供,但不随已发布的crate一起提供;请把data_dir指向它的一份副本。
必填字段:无。可选字段:data_dir、normal_points_dir、reflectors_path、stations_path、dut1_s、rel_tol、compare_simulated_campaign、sensitivity_tilt_deg、planetary_kernel_path、extra_reflectors、extra_beacons、extra_earth_elevation_mask_deg、beacon_campaign。
台账:VALIDATED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-llr-datum。
kshana scenarios/lunar-llr-datum.toml
moonlight-service-volume#
对一个ILLUSTRATIVE的、基于公开资料的Moonlight/LCNS级月球轨道星座(与ESA无隶属关系)所作的、由模型计算的月球导航服务空间分析:在时间范围内扫描月面经纬度网格,报告DOP /覆盖 /可用性(≥4颗卫星且PDOP < 阈值),以及覆盖该空间的广义月球ARAIM保护级(HPL/VPL)包络。DOP几何复用gnss_lib_py-VALIDATED内核(crate::orbit::dop);保护级复用LunaNet LNIS月球ARAIM机制(crate::lunar,σ_URE≈30 m),并在特殊情形下退化为现有的南极保护级。MODELLED组合:圆/椭圆开普勒中继星集(不是真实的经微分修正的LCNS/NRHO星历),平均自转的月球(无天平动/进动极)。确定性(纯几何)。无TRL、飞行经历或机构认可。
必填字段:无。可选字段:n_sats、sma_km、eccentricity、inc_deg、argp_deg、lat_min_deg、lat_max_deg、lat_step_deg、lon_min_deg、lon_max_deg、lon_step_deg、horizon_hours、step_min、elev_mask_deg、pdop_threshold、alert_limit_m、p_hmi、perturbed、sigma_ure_m、export_site_lat_deg、export_site_lon_deg、export_antenna、ephemeris_path、planetary_kernel_path、epoch_utc、terrain。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):moonlight-service-volume。
kshana scenarios/moonlight-service-volume.toml
lunar-differential-pnt#
由模型计算的月面差分PNT(月面DGNSS/SBAS的类比):位于已知(KNOWN)月面坐标的NovaMoon级参考站,根据ILLUSTRATIVE的、取自公开来源的Moonlight/LCNS级星座,计算逐卫星的差分改正数(NovaMoon仅作为系统类别(CLASS)被提及,与ESA无隶属关系),相距baseline_km的用户应用这些改正数,使共模(COMMON-MODE)的轨道与钟差误差相互抵消。钟差项恰好(EXACTLY)抵消(这是代数恒等式);轨道项只剩下视线差投影,当基线 → 0时它 → 0(空间去相关下限),并随基线近似线性增长。报告有改正数与无改正数两种情况下的用户3-D位置误差、缩减倍数、误差随基线变化的曲线,以及复用(REUSES)DO-229E SBAS机制(crate::sbas)并以差分残差 σ 计算的用户保护级。MODELLED——精确抵消恒等式加一阶去相关模型;未经真实数据验证;没有TRL、飞行传承或机构背书。设定随机种子时结果确定。
必填字段:无。可选字段:n_sats、sma_km、eccentricity、inc_deg、argp_deg、ref_lat_deg、ref_lon_deg、baseline_km、orbit_err_m、clock_err_m、noise_m、seed、t_s、residual_sigma_m、p_hmi、survey_sigma_m、latency_s、quantization_bits。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-differential-pnt。
kshana scenarios/lunar-differential-pnt.toml
lunar-station-coverage#
由模型计算的月球参考站覆盖:对月球差分PNT模型在南极用户网格和一天的历元上作蒙特卡罗扫描。位于已知南极站点的差分参考站,对一个给定的星座(示意性的开普勒轨道或表格化星历)进行改正,并给定空间信号误差、测量误差、改正数延迟和链路量化;逐点及全区域报告改正后与未改正的位置误差百分位数(3-D、水平、垂直)、可用性、对照给定阈值的覆盖、DO-229E保护级、各方位角的覆盖半径,以及测站处和最差点处的改正数链路预算。不是对任何真实系统性能的陈述;与任何机构无隶属关系,也未获其背书。MODELLED。
必填字段:无。可选字段:n_sats、sma_km、eccentricity、inc_deg、argp_deg、ephemeris_path、mask_deg、station_lat_deg、station_lon_deg、station_height_m、survey_sigma_m、orbit_err_m、clock_err_m、sise_sigma_m、sise_orbit_variance_fraction、noise_m、latency_s、quantization_bits、grid_lat_max_deg、grid_lat_step_deg、points、t_start_s、t_span_s、t_step_s、n_trials、accuracy_threshold_m、percentile、alert_limit_m、residual_sigma_m、p_hmi、seed、terrain、orbit_err_growth_m_per_s、receiver、solution。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-station-coverage。
kshana scenarios/lunar-station-coverage.toml
lunar-beacon#
月球轨道导航服务的地面信标增强,以可运行的前后对比表给出。南极地区的用户在天空中很窄的一块区域内只看到稀疏的轨道卫星集合,因此测距几何病态;少数经测量的地面信标(SURVEYED SURFACE BEACONS)提供全轨道卫星集合所缺少的低仰角、宽方位角的视线行,水平精度因子随之大幅下降。该场景在同一历元报告三种配置——仅卫星、卫星加可见信标,以及作为达到同样几何的另一条途径的更大星座——每种配置都给出其可见源数量、完整的DOP,以及以米(METRES)计的实际1-sigma精度,该精度由DOP乘以每个信标的用户等效测距误差得到,后者按钟同步、多路径和测量三项的平方和开方合成。信标可见性取无大气月球的双高度几何地平线(没有大气,因此界限是精确的),DOP的组装是同一个核心算法,并在tests/dop_reference.rs中与gnss_lib_py交叉检查。此类型存在的原因(WHY THIS KIND EXISTS):其背后的模块自L08/L09起就在引擎中,并已对照独立的DOP路径检查过,但无法通过运行触达——没有类型,没有分派分支,没有随附文件。README宣称了这项能力,而验证矩阵中完全没有它的行(NO row),因此它在文字中被声称、在台账中却未被声称,同时在引擎中又无法触达。默认值是已有已提交的金标准结果的几何(位于 -80度、天线2 m的用户,三个信标位于 -80/0、-79/+60和 -79/-60,高2 km,一个由六颗卫星组成的示意性LCNS快照,t=0,5度截止角),因此不带参数的运行复现的是参考基准已经覆盖的表格,而不是凭空编造新数字。MODELLED:星座设计、信标布置以及每一项误差预算量级都是示意性的输入,不是已部署的测量,也不是实测链路;只有DOP的算术、地平线闭式以及sigma = DOP x sigma_URE的关系有外部依据。不是服务性能承诺。
必填字段:无。可选字段:user、beacons、n_satellites、comparison_n_satellites、epoch_s、elevation_mask_deg、clock_sync_m、multipath_m、survey_m。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-beacon。
kshana scenarios/lunar-beacon.toml
lunar-interop-export#
由模型计算的月球互操作性导出:以与LunaNet/IOAG对齐、基于CCSDS的交换格式输出月球参考框架、月球时间尺度和月球星历,并带有往返 / 字段一致性检查。复用(REUSES)本crate的CCSDS OEM 2.0生成器与解析器(crate::oem),重新标记为月球场景——OEM的REF_FRAME采用IAU 2015 WGCCRE月球天体框架(MOON_ME / MOON_PA),TIME_SYSTEM采用月球时间尺度(LTC / TCL / UTC),CENTER_NAME = MOON——作用于一份示意性的LCNS级星历样例(位置来自crate::lunar_service,速度由有限差分得到)。还输出一份与LunaNet/IOAG对齐的月球时间描述符(尺度标识、来自crate::lunar_time的长期速率 µs/天、公布的范围、参考面),可通过serde_json往返,并把这些产物封装进现有的KIF信封(crate::interchange),带有MODELLED的诚实标注。报告输出的产物、OEM行数、字段一致性检查通过与否以及已有/缺失的字段清单、OEM往返是否正常、时间元数据往返是否正常,以及KIF的字节大小。MODELLED——确定性的往返,加上对照已发表的CCSDS OEM与LunaNet/IOAG字段语义的字段名一致性,是参考基准(oracle);并非(NOT)经认证的互操作性一致性测试;示意性的、取自公开来源的星历,与ESA无隶属关系;没有TRL、飞行传承或机构背书。
必填字段:无。可选字段:frame、time_system、n_states、epoch、step_min、object。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-interop-export。
kshana scenarios/lunar-interop-export.toml
cislunar-observability#
MODELLED平面地月空间星座可观测性(P6):跟踪一个由四颗航天器组成、经微分修正的平面DRO星座,使用星间测距,并报告该弧段使一颗航天器的四状态 [x,y,ẋ,ẏ] 中有多少是可观测的。输出:(1)单条仅测距链路的秩对弧长表:瞬时秩为1,随弧段延长而增长,趋向完整的四状态(P6表1);(2)整个弧段上可观测性格拉姆矩阵的特征谱和条件数;(3)仅测距与测距加距离变化率的瞬时秩对比(多普勒这一设计杠杆),以及仅测距时奇异、测距加距离变化率时有定义的GDOP报告;以及(4)独立的SRIF交叉验证,其后验协方差恰好在可观测秩达到四的那段弧长处变为有限且良态。VALIDATED的核心:可观测秩是揭示秩的奇异值阈值,并与格拉姆矩阵特征秩交叉检查;特征谱服从谱不变量(trace=Σλ,det=Πλ,Frobenius²=Σλ²);变分状态转移矩阵是经有限差分验证的CR3BP状态转移矩阵;距离/距离变化率雅可比行是经有限差分验证的解析偏导数(并与本crate的3-D距离变化率观测量交叉检查);四个初始条件是经微分修正的平面DRO,闭合到很紧的周期性残差,且为逆行;秩的跃迁与本crate的平方根信息滤波器交叉验证(后验协方差恰在满秩处有限,cond(P)=cond(OᵀO));秩亏的快照被标记为GDOP未定义(fim condition=inf),绝不给出虚假的有限值:这与pvt::solve_spp所用的奇异几何守卫相同。MODELLED:星座设计(DRO近月点振幅和相位)及其产生的具体秩递进过程。不是经认证的导航性能产品。
必填字段:无。可选字段:mu、arc_hours、epochs、steps、rel_tol、spatial、sigma_range_m、family、n_spacecraft、sigma_pos_threshold_km。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):cislunar-observability。
kshana scenarios/cislunar-observability.toml
cislunar-arc-recovery#
对地月空间弧长可观测性阈值的MODELLED独立估计器检验。该阈值是在由解析距离雅可比行和解析变分状态转移矩阵组装的可观测性矩阵上读取的秩,其平方根信息滤波器交叉检查所用的正是这同一些行:这是两台数值机器之间的一致性检查,而不是佐证。本类型提供了缺失的仲裁者:一个批处理最小二乘估计器,它根据模拟MEASURED实际恢复主星的初始状态,测量偏导数取自所组合前向模型的中心有限差分。它不调用任何解析雅可比行、变分状态转移矩阵、奇异值或特征值分解、秩容差,也不调用平方根信息滤波器(tests/cislunar_arc_recovery_reference.rs中的源文本守卫使这一点可被强制执行),而动力学(同一个RK4 CR3BP流)、初始条件(同一个经微分修正的星座)、标量观测量和历元网格则是有意共用的,并在输出的independence块中列明,因为对同一个物理问题的两种分析必须在物理上一致才有可比性。两项判据,各自在其界限的五个数量级上扫描:无噪声恢复(每次带随机种子的试验的最终状态误差至多为recovery_factor乘以其先验位移,即秩的类比,其中没有奇异值容差)和蒙特卡罗可估计性(在带随机种子的噪声集合上实测的RMS位置误差低于所述界限,即可估计性的类比,是实测而不是预测)。支持平面四状态和空间六状态,DRO / L2 halo / L2 NRHO各族,距离和距离变化率观测量,以及以月球为中心的极坐标参数化,其中变换施加于状态,并在该处重新对前向模型做差分。在已发布的平面DRO网格上的实测:估计器从0.782609 h起即可恢复四状态,而秩判据为2.086957 h(rel_tol 1e-6,比值0.375),因此该秩阈值作为可恢复性边界并未得到佐证;而实测的可估计性边界与形式化边界落在同一网格单元内,为5.739130 h,实测误差曲线在21个弧长上复现形式化的1倍标准差,几何平均比为0.98。MODELLED:星座设计、历元网格、单条被跟踪链路、位移幅度、测量sigma和两个所述界限。不是经认证的导航性能产品。
必填字段:无。可选字段:mu、arc_hours、epochs、steps、spatial、family、n_spacecraft、observable、coordinates、trials、seed、displacement_nd、recovery_factor、sigma_range_m、sigma_range_rate_mm_s、error_bound_km、max_iterations、rel_tol。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):cislunar-arc-recovery。
kshana scenarios/cislunar-arc-recovery.toml
lunar-attack-surface#
月面导航信号安全攻击面(P1):把公开的信号安全分析组合成一次可由二进制文件触达的运行。报告:(1)AFS接收功率及其相对地面GPS参考的功率盈余(SURPLUS),以及12-18 dB的灵敏度范围,这是对链路输入(参考电平x EIRP x斜距)作真正的多轴扫描得到的,并给出25x取整 / 28x未取整线性因子的核对。已修订(规则R4):此前报告的是15.6 dB的功率亏缺(DEFICIT)以及32x/36x的因子,直到GPS参考值从 -125 / -128.5(这是dBm数值)更正为 -155 / -158.5 dBW,即干扰模块一贯采用的ICD-GPS-200数值。符号随之反转:所建模的月面AFS信号比地面GPS L1 C/A强14.4 dB(STRONGER),而不是更弱。接收功率本身没有丝毫变化,线性因子是旧因子恰好除以1000,这恰好就是dBm到dBW的30 dB偏移;(2)在每个对峙距离上,欺骗(J/S = 3 dB)和压制(J/S = 30 dB)所需的攻击者发射功率,即J/S链路的反问题;(3)在真实的均匀口径天线方向图(Airy [2 J1(x)/x]^2)下的轨道捕获足迹,这是一个受高度限制的亚半球帽形区域,其边缘(limb)不会被捕获(NOT captured);(4)计算得到的跟踪环欺骗捕获牵入结果(在给定功率优势和码偏移下,匹配码欺骗源是否真的能拖动DLL/PLL),而不是断言的3 dB门限;(5)抬高的地面发射机在无大气天体上的几何地平线可达距离;以及(6)OSNMA/TESLA认证预算(20 bit/s开销 = 约40 % 的50 bit/s AFS导航电文、密钥披露延迟、2^-40伪造概率)。空的请求体会复现P1基线;每个输入都有默认值,且可以覆盖。VALIDATED的子结果带有其来源模块的参考基准(oracle)(闭式dB辐射度量;逆J/S往返;Airy方向图对照A&S Bessel函数以及球冠几何;DLL/PLL牵入对照Kaplan & Hegarty;球面切线地平线恒等式对照eo_payload;OSNMA SIS-ICD字段尺寸)。MODELLED:具有代表性的几何/功率量级,以及具体的捕获图单元格数值。不是经认证的安全产品。
必填字段:无。可选字段:afs_eirp_dbw、user_gain_dbi、slant_range_m、slant_range_max_m、carrier_hz、gps_reference_dbw、gps_reference_min_dbw、afs_isotropic_signal_dbw、transmitter_altitude_m、transmitter_power_dbw、antenna_diameter_m、footprint_grid、spoof_power_advantage_db、spoof_code_offset_chips、attacker_gain_dbi、spoof_capture_js_db、jam_denial_js_db、standoffs_m、mast_height_m、user_antenna_height_m、footprint_altitude_min_m、footprint_altitude_max_m、footprint_altitude_steps、footprint_altitude_scale、footprint_diameter_min_m、footprint_diameter_max_m、footprint_diameter_steps、footprint_diameter_scale。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-attack-surface。
kshana scenarios/lunar-attack-surface.toml
lunar-jamming#
月球原生的射频压制干扰:在月面(或抬高的)干扰机作用下,针对月面坐标上的月面用户,按卫星给出干信比、有效C/N₀ 和失锁情况,作用于示意性的、取自公开来源的Moonlight/LCNS级月球轨道星座。组合现有的开放压制干扰物理(jamming::j_over_s_db、effective_cn0_dbhz、rx_antenna_gain_db、lock_status、q_factor)与现有的月球天空几何(lunar_service::LunarConstellation + topocentric、lunar::selenographic_to_mcmf);几何与辐射度量都不重新推导。与地球的jamming类型不同,信号一侧并非固定的接收功率(NOT):每颗卫星的各向同性接收功率是它自己的链路预算EIRP − FSPL(斜距),因此干信比随月球距离和仰角逐卫星变化。每条可见(历元,卫星)链路报告一行(ONE ROW PER VISIBLE (epoch, satellite) LINK)——方位角、仰角、斜距、构成干信比之差的两个接收功率、干信比、标称和有效C/N₀ 以及锁定状态——此外在该表旁边(绝不取代该表)给出汇总性能指标,并以CSV产物给出同样的表。每个输出的数值字段都带单位和出处类别。VALIDATED的子结果带有其来源模块的参考基准(oracle)(Kaplan & Hegarty §9.4的抗干扰方程和J/S链路,在tests/gnss_denied_jamming_resilience_reference.rs中有外部参照;lunar_service的月球几何)。组合本身对照一条独立的双链路预算路径(linkbudget::received_signal_power_dbw,采用不同的自由空间损耗表达式)交叉检查,一致到1e-9 dB。MODELLED:示意性的星座,具有代表性的EIRP / 干扰机功率 / 天线增益 / 噪声温度,以及不含地形遮挡、多路径、AGC动态和自适应调零。不是经认证的拒止服务产品。配置了干扰机时,报告还给出带不确定度带的拒止等值线(DENIAL CONTOUR WITH AN UNCERTAINTY BAND),而不是由单个标量读出的等值线:即按卫星表测得的有用信号C/N₀ 的完整分布(n、最小值、p05、p25、中位数、p75、p95、最大值、均值、样本标准差,以及样本自身的偏度),以及在这些次序统计量中每一个处、按引擎认可的两种拒止判据(BOTH)求得的等值线——既有的功率比判据(J/S = 30 dB,如attack-surface和tracking-loop中)和失锁判据(有效C/N₀ 降到tracking_threshold_dbhz,本报告自身状态列所用的判据)——在拒止平面的两条轴上(场景对峙距离下所需的干扰机EIRP,场景EIRP下的拒止对峙距离)。带的边缘就是(ARE)contour(p05) 和contour(p95),即同一个闭式映射作用于样本自身的分位数:不是对样本拟合的sigma,也不是中位数 ± k·stdev,stdev为保持连贯而输出,不被任何东西使用。已处于或低于跟踪门限的分位数没有有限的拒止J/S,其失锁列为null并附计数的原因,绝不给出被截断的半径。
必填字段:无。可选字段:n_sats、sma_km、eccentricity、inc_deg、argp_deg、site_lat_deg、site_lon_deg、site_alt_m、horizon_hours、step_min、elev_mask_deg、sat_eirp_dbw、carrier_hz、chip_rate_hz、user_boresight_gain_dbi、temp_k、tracking_threshold_dbhz、degraded_margin_db、jammer。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-jamming。
kshana scenarios/lunar-jamming.toml
earth-gnss-lunar#
在月球距离上接收地球GNSS,即冲突韧性论文所指出、而引擎此前没有模型的弱信号层。GNSS卫星的天线指向地球;月球附近的接收机距离约为轨道半径的15倍,因此三件事同时起作用。地球遮挡波束轴向:从26,560 km处看,它对向13.9 deg的半角,因此任何射向月球的射线都必须离开发射机至少这么大的偏离天底角,这在计算任何功率之前就去掉了波束的峰值。剩下的是主瓣边缘和旁瓣,也就是LuGRE载荷在2025年实际工作所处的区域。而自由空间损耗在L1约为208 dB,比地面用户多约25 dB。报告为每颗卫星输出一行(偏离波束轴角、地球遮挡、距离、路径损耗、该角度上的发射增益、接收功率、载噪密度比),并且只汇总越过跟踪门限的链路。它还报告条件数,因为这正是该层的定义所在:从月球看,每颗可见卫星都位于一个只有几度宽的锥内,因此视线几乎平行,精度因子极大,月球距离上的地球GNSS定位是授时级的观测,远多于定位级的观测。MODELLED,原因在于发射方向图:角度上的增益取均匀圆孔径(艾里)模型,而真实的GPS L1天线是十二单元螺旋阵列,主瓣经过赋形,旁瓣也不是艾里型。实测方向图确实存在,但并未随本仓库分发,所以排序和数量级有意义,而任何单颗卫星的dB值则没有意义。有意省略的内容,每一项都会使预算偏于乐观:掠过地球边缘的射线上没有电离层或对流层损耗,没有极化、指向或实现损耗,并且是球形地球而没有折射延伸。月球位置是输入(距离加惯性方向),而不是星历查询,因为被检验的量是链路和波束几何。要把这一行升级为经独立验证,需要实测的发射方向图和LuGRE标准点;仓库中两者都没有,此处也没有编造。
必填字段:无。可选字段:altitude_km、inclination_deg、planes、sats_per_plane、phasing_f、epoch_s、receiver_range_m、receiver_ra_deg、receiver_dec_deg、tx_power_dbw、tx_diameter_m、tx_efficiency、freq_hz、rx_gain_dbi、system_temp_k、tracking_threshold_dbhz、back_lobe_suppression_db、epochs、span_s。
台账:MODELLED。完整页面(含输入、结果、证据与局限):earth-gnss-lunar。
kshana scenarios/earth-gnss-lunar.toml
lunar-infrastructure#
MODELLED的月球轨道与月面作为导航和大地测量基础设施的研究,五项研究共用一个类型,由study选择:od-consistency(NRHO或ELFO中的星载地球GNSS定轨,对照独立的地面无线电测量定轨,在带种子的蒙特卡罗中按各自的协方差评判)、carrier-phase(月面-轨道器联合的双差载波相位以及用LAMBDA的整周模糊度解算)、frame-coestimation(把月面站和轨道器加入地球站测距,用于七参数月球坐标基准)、space-tie(同一航天器上的GNSS、VLBI和激光测距,坐标框架联系精度对照本地联系误差)以及geodesy-sensitivity(来自激光测距、轨道器跟踪、月面重力仪和月面时钟的月球勒夫数h2、k2、l2和物理天平动的Fisher信息)。采用带有明示简化的受限三体模型;数值结果已对照独立程序检查,没有任何东西与月球量的测量值比较。
必填字段:study。可选字段:seed、orbit、gnss、ground、monte_carlo、surface、llr、orbiter、gravimeter、clock、techniques、nominal。
台账:没有矩阵行点名此类型;引擎自行给结果打标签。完整页面(含输入、结果、证据与局限):lunar-infrastructure。
kshana scenarios/lunar-infrastructure-space-tie.toml
无图:该示例不生成图表