apsis-book/content/concepts/overview.zh.md

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概念总览 总览, 范围 ApsisRS 计算内核的覆盖范围,以及本概念文档集的组织方式。

概念总览

ApsisRS 是一套面向商业航天与卫星互联网系统的计算内核。这些内核以可审计为目标编写:除 Rust 标准库外不依赖任何外部 crate,每个物理量都在类型系统中携带单位,每个算法都注明其所遵循的公开标准。

本文档解释这些内核实现的概念。它面向手中已有数据、需要知道这些数据含义、单位以及方法适用边界的读者。每篇文档给出定义、数学含义、单位约定、适用边界与公开来源。

分层顺序

工作区按层组织,并强制一条单向依赖规则:每一层可以使用其左侧的层,不得使用其右侧的层。

foundation -> physics -> orbit -> rf -> network -> ops -> sim

本服务展示的是前三层:

层 内容 示例
foundation 共享类型、单位、线性代数 Vec3、Mat3、物理量 newtype
physics 时间、坐标系、大地测量 Epoch、EarthRotationAngle、WGS84
orbit 元素集、传播、机动 TwoLineElement、Satellite、Orbit

其余层覆盖射频链路、星座网络、运行调度与仿真,超出本服务所展示接口目录的范围。该目录由 foundation、physics 与 orbit 三个层的 crate 生成。

如何阅读一篇概念文档

一篇概念文档回答五个问题:

  1. 定义。 该概念是什么,一段话说明。
  2. 数学含义。 相关公式,或对操作的描述,并给出符号含义。
  3. 单位。 每个量的单位,以及角度的约定。
  4. 适用边界。 方法在何处有效,在何处无效。
  5. 来源。 实现所遵循的公开标准或论文。

同一问题存在多种方法时,文档以对比表并列列出,表的列为方法、精度、计算开销、适用场景、参考标准以及 apsis-rs 是否实现。

角度约定

除非名称另有说明,apsis-rs 公共接口中的角度以弧度表示。唯一的例外是两行元素集格式:其姿态角以度表示,因为格式本身如此书写,解析器也保留度。弧度转换发生在传播器中,而不是解析器中。

经度以向东为正。纬度是大地纬度,自椭球法线量起,不是地心纬度。

时间约定

时刻以国际原子时尺度上的约化儒略日存储。统一存储在一个尺度上使两个时刻之差恰为经过的时间。见 time-scales。

接下来