Artemis级任务链的月球段

四种场景类型，每种也是mission-thread接口（src/mission_thread/）的一种阶段类型：它们在一次南极月球任务中传递导航与授时误差预算，从月球轨道交会到着陆、地表停留以及上升回轨道。此处每个数值都是MODELLED：带有ILLUSTRATIVE输入的给定模型，没有任何一个是对任何任务、系统或站点的陈述。“Artemis级”只是指一类任务构想，仅此而已；未使用也未声称使用任何机构的数据、产品或背书，这里的任何内容也与任何机构无隶属关系。仅供参考的软件，不是经认证的导航设备。Kshana不发射任何信号，也不驱动任何硬件。

每个核心都是(config, entry state, thread context)的函数；独立运行会构建默认进入状态（月心惯性协方差为100 m和0.1 m/s，1微秒的LTC时钟）和默认历元2028-01-01，而任务链运行则从前一阶段取得进入状态。转换坐标系和时标并应用交接规则的是任务链，而不是核心：阶段封装器通过任务链的转换，把进入状态转换到Mci（地表地图则为Mcmf）和LTC时钟上，转换各行计入该阶段的预算。任务链无法转换的坐标系或时标（例如ITRF）会被拒绝，并附任务链的信息；被直接调用的核心若遇到其无法使用的坐标系，则连同原因拒绝。阶段从不重置协方差，只传递它结束时所持有的那一个。

各阶段做什么#

lunar-orbit-rendezvous#

两个飞行器，一个追踪器和一个目标，在本crate的月球力模型（一个引力场，以及作为第三体的地球和太阳）下飞行同一条轨道。对整条弧段做批处理高斯-牛顿估计，由以下内容恢复两个初始状态：

• 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），其白噪声部分是在规定C/N0下AFS导频（BPSK(5)，5.115 Mchip/s）的码跟踪界乘以DOP协因数；
• 每次修正上的持续存在的空间信号误差：中继星误差在数小时的弧段内不会平均消失，因此作为恒定位置偏置携带，一个为两飞行器共有（占方差的common_mode_fraction，默认0.9，ILLUSTRATIVE），一个为每个飞行器各自独立。恒定偏置没有平均的好处，这是保守的解读；
• 来自同一信号、在其自身C/N0下的星间测距。

报告目标局部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、两个飞行器上都有修正的历元所占比例、相对状态的平均归一化估计误差平方（NEES）及其期望值6、忽略重力谐项所产生的相对漂移、圆轨道情形的闭式Hill（Clohessy-Wiltshire）检验、任务链sensors.rs的末端相对传感器模型（ILLUSTRATIVE参数）与仅用信号的数值并列，以及追踪器在结束时的6x6协方差。

结果说明了什么。仅凭信号，星间测距固定了沿视线方向的相对位置，但垂直于视线方向的相对位置受独立的空间信号误差和动力学所能提供的信息所限；对接需要相对传感器，relative_sensors各行显示了任务链的各种传感器模型在多远的距离上优于信号。结果还取决于真值和估计器共用同一个力模型；point-mass估计器选项显示了忽略谐项的代价，而该次运行不应是自洽的。

该阶段飞行其自身的名义轨道（orbit字段），因此进入时的位置与速度矢量不被使用，只使用其协方差、坐标系和时钟；任务链中的一个事件会说明这一点。

lunar-descent#

在每个水平轴上，由进入协方差和IMU得到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），然后对已启用的辅助手段做序贯滤波：

• AFS修正：来自平坦遮蔽角之上可见的中继星，用ENU DOP协因数乘以用户测距误差。standalone使用空间信号误差；differential使用lunar-differential-pnt的修正链路残差。恰有三颗中继星可见时，时钟是辅助的，而不是估计的，此时修正带有c sigma_t：月球时正是从这里进入修正。
• 地形相对修正：terrain-nav在其合成地形起伏和地球米尺度（替代值，不是南极地形起伏）上运行本crate的TERCOM/SITAN匹配器；lola-crlb取该站点真实LOLA DEM的高程窗口匹配的克拉美-罗界，I = sum(grad h grad h') / sigma_h^2，并且在地形起伏只约束一个方向时不声称有修正（孔径问题）。
• 月球时：修正处的时钟误差由进入时的时钟、自同步以来的增长以及lunar-time-offset的LTC-TT项组合而成。使用lunar_time_mode = "tt"时，飞行器按TT计时，累积偏移是未修正的偏置；使用"ltc"时，在整个时段内只剩下已发布的每天56至59微秒范围的不确定度。时标误差使修正沿航迹移动v_h(t) sigma_t。

着陆散布是着陆时的导航误差加上一个独立的制导项（guidance_sigma_m，ILLUSTRATIVE，默认每轴20 m）。ablation表运行各种辅助手段的每一种组合。椭圆通过蒙特卡罗标定（模拟着陆中落在3σ 轮廓内的比例，对照2-D高斯给出的98.9 %）。

请谨慎解读。默认的散布由假设的制导项主导，并且在每个南极站点，中继星几何几乎相同，因此各站点差别很小。月球时通过时间标记的影响很小（150 m/s乘以几微秒不到一毫米）；当几何退化到三颗中继星时才起作用。

lunar-surface#

对每个站点和季节（一个历元及其后的一个时间窗）：中继定位（在遮蔽角和站点地形地平线之上有四颗或更多中继星可见，且PDOP低于阈值，所用函数和星座与moonlight-service-volume相同；单站点结果与其数值逐位相等）、地球和太阳是否在地平线之上（解析的太阳、月球和月球姿态，含天平动），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。在该模型中，中继星数值不随季节变化（开普勒集合，平均自转）；地球和太阳的数值则会变化。该阶段原样传递协方差，并把时钟约束到授时底限（ILLUSTRATIVE，50 ns），只剩下最长授时间隙需要守时度过。

lunar-ascent#

下降的五状态模型在从地表状态出发的站点三个轴上运行，按规定间隔取得AFS修正并采用相同的月球时处理，并传递入轨时完整的6x6位置-速度协方差，保留各轴的位置-速度相关。发动机关机点散布改变飞行器所在位置，与导航协方差并列报告，但不传递下去。误差保持在发射场站点的轴系中（无沿射程方向的曲率），名义出口状态只是替代值；只有协方差才是结果。

文档如何给出一个阶段#

在任务链中，阶段的[phase.model]表就是独立场景自身的表。阶段长度是任务链的duration_s：同时给出自身长度键（arc_s、descent_s、stay_days、ascent_s）的模型必须与之一致，否则该阶段被拒绝；省略该键的模型则采用任务链的值。随机种子是任务链按id生成的阶段随机种子，因此在相同id和任务链随机种子下单独运行的阶段，会返回它在任务链中返回的数值。拼错的模型键会被拒绝，而不是被忽略。阶段之间的交接，以及其所需的坐标系和时标转换（月心惯性与月固、地球到月球、LTC配对），都属于任务链。

证据#

设计、输入和判据在任何运行之前就固定在xval/mission-thread-lunar/PREREGISTRATION.md中，并带有六次带日期的修订，每次都在该文件中披露；每个判据的判定，包括未达标的和估计器的演变历史，都在xval/mission-thread-lunar/RESULTS.md中。

• A1（传播器对照LRO重建的轨迹，24 h）：MET，最大3-D差异33 m，判据为500 m，径向RMS 2.4 m，判据为60 m。
• A2（同一传播器对照CAPSTONE近直线晕轨道，在一个6.5天的回转内）：NOT MET，末端位置差异136.8 km，判据为25 km，密切近心点半径差异28.4 km，判据为10 km。原因未能分离（候选原因是被省略的辐射压和反照率、轨道对初始状态的敏感性，以及解析的地球和太阳级数）；该行仍为MODELLED。
• 这两行检验的是各月球类型共用的传播器。它们不检验任何导航滤波器、信号或预算，这里的其他任何内容都没有外部参考基准（oracle）。

其余一切都是MODELLED，各类型的自洽性检查（预先登记中的B1至B8）检验的是一个实现对照其自身给定的模型，而不是对照月球。