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# 单位与坐标约定
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[English](./units.md) | 简体中文
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本文件记录跨层的单位与坐标约定。单个 crate 的内部约定见其模块文档；这里只
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记录**跨层边界**必须一致的部分，因为边界处的单位不一致是本仓库最容易引入
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也最难发现的错误。
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## 长度的两种单位
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仓库同时使用千米与米，边界在 orbit 层与 physics 层之间：
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| 层 / crate | 长度单位 |
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| --- | --- |
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| `apsis-kepler`、`apsis-sgp4`、`apsis-tle` | 千米 |
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| `apsis-ephemeris` | 千米 |
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| `apsis-maneuver` | 千米 |
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| `apsis-constellation`、`apsis-coverage`、`apsis-access`、`apsis-isl` | 千米 |
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| `apsis-topology`、`apsis-routing`、`apsis-mesh` | 长度仅在 `apsis-isl` 计算，边的 `cost` 是调用方定义的无量纲值 |
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| `apsis-handover` | 不涉及长度；`quality` 为调用方定义，时间用秒 |
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| `apsis-coord`（`Eci`、`Ecef`） | 米 |
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| `apsis-geodesy`（`Geodetic` 高度、椭球半轴、笛卡尔位置） | 米 |
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| `apsis-frames` | 无量纲（角度与旋转） |
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| `apsis-rf`、`apsis-antenna`、`apsis-atmosphere`、`apsis-noise`、`apsis-doppler`、`apsis-interference`、`apsis-link` | 米、赫兹 |
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选择千米还是米并非任意：卫星轨道用千米表达更自然（`apsis-sgp4` 输出的量级
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是几千），射频链路用米表达更自然（波长与距离用米，与 ITU-R 建议书一致）。
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代价是边界处必须显式换算。
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### 边界处的换算
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从 orbit 层进入 physics 层时乘以 `1000.0`，返回时除以 `1000.0`：
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```rust
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// orbit 层的千米位置转 physics 层的米位置。
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let position_km = satellite.propagate_minutes(0.0)?.position; // 千米
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let ecef = Ecef::new(position_km * 1_000.0); // 米
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```
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漏掉这一步会把卫星放到地球内部，而且数值仍然"看起来合理"，不会立刻报错。
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`integrate_network` 示例对这一边界做了断言：换算后的半径必须与传播器报告
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的半径一致，这是唯一能自动发现漏乘或漏除的检查。
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## 角度
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**所有计算用角度一律为弧度**。纬度、经度、倾角、升交点赤经、近地点幅角、
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真近点角、仰角、方位角、天线方向图角都是弧度。
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唯一的例外是两线元素集：`apsis-tle::TwoLineElement` 的原始字段按 TLE 格式
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用度与每日圈数，因为那是文件的编码。`apsis-sgp4` 在初始化时换算为弧度与
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弧度每分钟。
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## 时间
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时间统一用秒表示，原点由调用方选择：
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- ops 与 sim 层：从场景原点（scenario epoch）起算的秒数。
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- orbit 层：`apsis-sgp4` 用"距元素历元的分钟数"，`apsis-ephemeris` 与
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其余 crate 用秒。
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- 日历时间：`apsis-time` 的 `Epoch` 存 TAI 儒略日；UTC 换算经 `apsis-leap`
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的闰秒表。
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`Orbit::sample_ephemeris` 是两种时间表示的边界：入参是距元素历元的分钟，
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返回的星历内部用秒，换算在方法内完成。
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## 坐标框架
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| 框架 | 类型 | 说明 |
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| --- | --- | --- |
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| TEME | `apsis_sgp4::State` | SGP4 定义的真赤道平春分点框架 |
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| ECI | `apsis_coord::Eci` | 惯性笛卡尔坐标 |
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| ECEF | `apsis_coord::Ecef` | 地固笛卡尔坐标 |
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| 大地坐标 | `apsis_geodesy::Geodetic` | 纬度、经度、大地高 |
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| 地面点 | `apsis_coverage::GroundPoint` | 大地坐标加仰角遮蔽 |
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TEME 到 ECEF 需要地球自转角（`apsis-frames::EarthRotationAngle`）加上岁差
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章动；`apsis-coord` 提供变换，`apsis-frames` 提供角。TEME 与 ECI 的差别是
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分点方程，量级低于千分之一度；`integrate_network` 示例中直接把它当作惯性
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系处理，并注明这是该示例的近似。
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## 其它量
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- 引力参数：`apsis-kepler::GravityParameter`，单位 km³/s²。WGS 72 对应
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SGP4，WGS 84 对应其余用途；选错会使密切半长轴偏约百万分之一。门面
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`apsis-orbit::Orbit` 把引力参数与传播器绑定，避免这一错误。
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- 速度：与长度同层，km/s 或 m/s。
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- 功率用瓦、频率用赫兹、温度用开尔文；分贝为功率比，`dBi` 相对各向同性、
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`dBd` 相对半波偶极子（相差 2.15 dB）。
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- 相对量一律无量纲：偏心率、填充率、利用率、信噪比的分贝值。
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## 检查
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单位边界没有类型系统保护，靠测试与文档：
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- 各层测试覆盖层内换算。
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- `integrate_network` 断言千米与米的边界换算保持半径。
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- `integrate_ops`、`integrate_sim` 覆盖 ops 与 sim 层的时间轴约定。
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- `cargo run --release -p apsis-rs --features full --example bench` 覆盖
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各层热点路径，任一层的接口变更导致编译失败都会在此暴露。
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