天际线遮蔽与天空几何

直到0.36之前，引擎中的每一次对地可见性判断都只是一个仰角截止角mask_deg：只要卫星处于该数值或以上，不论其方向如何，就算作可见。街道、码头、峡湾或起重机会遮挡部分天空，而让其余部分保持开阔。天际线是随方位角而变的仰角截断；天空几何函数把站点、时间、星座和天际线转换为可见集合、精度因子（DOP）、几何协方差、水平误差椭圆、蒙特卡罗点云和天空图。设计见docs/design/2026-10-12-geometry-and-skyline-design.md（第1和2项）。

证据：遮蔽后的可见性判定（大地测量视角、表格截止角、可见集合及其DOP），在预先登记的比较中对照Orekit 12.2和gnss_lib_py 1.0.4为VALIDATED，误差椭圆和各系统余因子（numpy，预先登记）也是如此；峡谷、扇区和地形的简化、预设以及其余的天空几何函数则为MODELLED（证据）。天际线只会移除视线内的卫星，仅此而已。预设是REPRESENTATIVE的几何，不是实地测绘。

天际线#

天际线是四种描述的逐点最大值。方位角是在站点局部东-北-天坐标系中，自正北起顺时针的度数；仰角的范围为[0, 90)。

preset = "<name>"从某个具名几何出发；随后峡谷字段逐字段覆盖预设的峡谷字段，而table、sectors和terrain则在其上叠加。

接收机的mask_deg保持其含义：它是一条平坦的天际线。方位角az处的有效截断为max(mask_deg, skyline(az))，当卫星的仰角处于或高于它时即可见：与平坦截止角一贯使用的>=相同。高于mask_deg但低于天际线的卫星为被天际线遮蔽。

街道峡谷#

一条街道沿方位角s延伸，两墙之间为w米，天线位于中心线上方a米。沿方位角az，取θ = az − s，射线经d(az) = (w/2) / |sin θ|到达墙面，因此高度为h的墙所产生的截断为

cut(az) = atan( (h − a) / d(az) )          (the right wall for sin θ > 0, the side at s + 90°)

开阔的条带沿街道延伸。当长度为length_m = L（天线位于中点）时，若满足d(az) · |cos θ| > L/2，射线便从开口端穿出，墙体不遮挡任何方向。不高于天线的墙体不遮挡任何方向。antenna_m默认为1.5 m（汽车车顶或手持接收机，属设定的选择）；新增街道峡谷则需要width_m。

预设#

所用尺寸为选定并声明的尺寸（取自设计说明），并非对任何真实地点的测量。kshana skyline --preset <name>会打印其中一种预设，连同其出处以及每度一个值的遮挡截止角。

在场景中#

一个可选的[skyline]段，作用于该类型自身的截止角之上：

orbit和integrity的地面站点。这两种类型都为在轨用户建模，采用地心高度角，没有地固系方位角，因此只有在设计说明的地面站点模式下才接受天际线：以user_site = { lat_deg, lon_deg, height_m }代替user（二者恰选其一）。每个采样都是一个绝对时刻epoch + t：每颗卫星都传播到该时刻（轨道根数集、广播星历或SP3文件从各自的历元推进，Walker卫星则从epoch起计t），并在该时刻旋转到地固系，使站点看到一致的天空。epoch取自轨道场景自身；若没有（对于没有该项的integrity则始终如此），则取携带历元的卫星中最新的历元，仅对Walker构型则取J2000。高度角和方位角为大地坐标（WGS-84）。完好性类型的ARAIM保护级以及Stanford垂直误差的水平与垂直分量划分，使用同样的大地“上”方向（WGS-84椭球法线，在45° 纬度处与地心径向相差约0.19°）；快照RAIM已使用这一方向。没有天际线的user_site是普通的地面用户；在轨的user路径保持不变。

kind = "integrity"
mask_deg = 5.0
# ...
[user_site]
lat_deg = 59.45
lon_deg = 24.75
height_m = 15.0

[skyline]
preset = "harbour-approach"

向后兼容。没有[skyline]段时，场景与天际线代码出现之前同一引擎给出的结果逐字节一致：tests/skyline_scenarios.rs针对每个运行这些类型之一的内置场景，核对其JSON、图表和摘要，并针对每个训练场景核对其NMEA文本，依据是“0.36 portable”基线的SHA-256摘要（即0.35.0发布提交的摘要，在引擎转为可移植数学库时重新建立基线，并作为记录保留在测试中：docs/revisions/STUDIO15-portable-math-rebaseline.md）。空的[skyline]段不遮挡任何方向；此时结果与不带该段的运行相同，只是多了skyline块，且masked_by_skyline计数为零。

被拒绝（refused）的情形，原因写在消息中：在轨user上使用天际线；user与user_site同时出现；未知的预设；没有width_m的峡谷；在[0, 360)内不严格递增的表；超出[0, 90)的高度角；空的扇区；非正的地形距离；输入超过上限；任何未知的键。

存在该段时，结果会增加skyline: { source, open_fraction, provenance }：source为preset:<name>、preset:<name>+overrides或custom；open_fraction是上半球立体角中高于max(mask_deg, skyline)的部分所占比例（即1 − sin(cut)在方位角上的均值：遮蔽角为零时为1，平坦的30° 截止角为0.5）；provenance是预设的说明行或场景自己的说明行。单位与出处类别见units块。

自带示例（kshana example <name>）：

天空几何#

五个引擎函数（src/geometry.rs），在每个界面上都相同：

一个请求：

{
  "site": {"lat_deg": 59.91, "lon_deg": 10.75, "height_m": 5},
  "time_s": 3600,
  "systems": ["gps-baseline", "galileo", "beidou-meo", "xona-pulsar"],
  "mask_deg": 5,
  "skyline": {"preset": "fjord"},
  "clock": "per-system",
  "sigma_uere_m": 1.5,
  "confidence": 0.95
}

systems是引擎的星座预设（constellation-design的gps-baseline、galileo、beidou-meo、glonass等；LEO预设xona-pulsar、iridium-stl等）或完整的leo-pvt[[system]]表，传播到time_s（带长期J2项的开普勒传播，即leo-pvt联合模式的轨道）。它们的相对相位来自不同的参考历元，因此该天空是一种具代表性的几何，而不是那一天在那个地点的真实天空。卫星也可以改为（或同时）直接给出："satellites": [{"id": "G05", "system": "GPS", "az_deg": 120, "el_deg": 35}, ...]，或使用"ecef_m": [x, y, z]加site或user_ecef_m。默认值：各系统自身的遮蔽角（GNSS为5°，LEO为10°；直接给出的卫星为5°），每个系统一个接收机时钟（"common"表示共用一个时钟），σ_UERE为1 m（一条具代表性的双频预算行），置信度0.95。输入上限：地平线以上最多2000颗卫星（要求更多的系统表在构建之前即被拒绝）和16个接收机时钟。

由轨道根数集得到的带日期的天空。 "tle"接受两行根数集文本（每组前的名称行可选；最大4 MiB，为输入上限），由引擎的SGP4（WGS-72，即orbit-real-tle所用的传播器）传播到"epoch"加time_s，以UT1取作UTC且不计极移的方式旋转到地固系，并从site观测。"epoch"为UTC ISO 8601（2026-06-07T12:00:00Z），仅为根数集标注日期（预设不带日期，因此没有tle的epoch会被拒绝）；"tle_system"为它们标注各系统时钟所属系统（默认为TLE）。每个结果都在sky_source和sky_statement中说明它是什么样的天空：

混合方式用+将它们连接。epoch_utc是根数集所传播到的时刻，tle_skipped列出文本中未被使用的部分及原因：格式错误或孤立的根数集行（附行号）、解析器拒绝的根数集，以及SGP4无法传播到该时刻的根数集（已衰减或超出其限制）；总计最多100条，之后用最后一条记录其余的数量。空的systems列表不增加任何预设。天空图在页脚中说明其依据。

同一个核。余因子矩阵为orbit::cofactor_from_los，即orbit::dop背后的设计矩阵组装与高斯-若尔当求逆。orbit::dop_cov给出协方差，orbit::dop是其约化，因此VALIDATED的标量不变，并仍由tests/dop_reference.rs固定。不存在第二套DOP实现。

椭圆。半轴为k σ √λ，对应东-北分块的特征值λ，其中k = √(−2 ln(1 − p))（√5.991 = 2.448对应95 %，1对应39.35 %），长轴的方位角为½ atan2(2 Q_EN, Q_NN − Q_EE)，在[0, 180)内自正北起算。

每个结果都带有label（MODELLED）、statement（在所述误差模型下的几何：独立、等方差、零均值的高斯测距误差；不是对接收机真实误差的预测，真实误差还包含偏差、多路径和非视距误差；也不是完好性界限），以及咨询性声明：仅供参考的软件，不是经型式认可的导航设备（IEC 61108、IEC 61162）：船舶航行的责任仍由操作人员承担。

证据#

五行台账（docs/VERIFICATION-MATRIX.md），按设计说明所界定的范围：

没有[skyline]段的情形，已与0.35.0的输出逐字节核对，这说明的是向后兼容，并不验证任何内容。gnss_lib_py只应用单一的高度截止角，因此它在这里是DOP的参考基准（oracle），而不是遮蔽角的参考基准。

天际线没有建模的内容：墙体边缘的衍射、真实接收机仍可能跟踪的反射信号和非视距信号（它们被丢弃，而不是被降级）、部分透明（格构式起重机在其扇区内是不透明的）、给定点之外的地形，以及峡谷和扇区形式内部的地球曲率。