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# 对拍验证
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本目录用于 Rust 实现与公开参考实现的数值对拍。Python 侧仅作验证用途，
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不属于 Rust 依赖，也不参与 Rust 编译。
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## Python 环境
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使用 [pixi](https://pixi.sh/) 管理：
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```bash
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cd validation
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pixi install
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```
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已允许的库：
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- `sgp4`：SGP4 传播对拍
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- `astropy`：时间、坐标对拍
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- `numpy`：数值计算
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- `skyfield`：轨道、可见性对拍（可选）
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引入新的 Python 库前需要评估并确认。
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## 目录
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```text
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validation/
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├── pixi.toml
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├── python/
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│ ├── orbit/ # SGP4、开普勒对拍
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│ ├── time/ # 时间尺度、儒略日对拍
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│ ├── coord/ # 坐标变换对拍
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│ ├── link/ # 链路预算对拍
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│ └── constellation/ # 星座覆盖对拍
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└── data/
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├── tle/ # 公开 TLE 样本
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└── expected/ # Rust 侧导出的待比对数据
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```
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## 流程
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Rust 侧通过 `apsis-rs` 的 example 导出数据，输出为 CSV（手写格式化，不引 serde）：
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```bash
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# 大地坐标 -> ECEF
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cargo run -p apsis-rs --features physics --example dump_geodesy \
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> validation/data/expected/rust_geodetic.csv
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# 时间尺度换算
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cargo run -p apsis-rs --features physics --example dump_time \
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> validation/data/expected/rust_time.csv
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# SGP4/SDP4 传播
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cargo run -p apsis-rs --features orbit --example dump_orbit \
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> validation/data/expected/rust_sgp4.csv
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```
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Python 侧读取同一批输入，用参考实现重算并输出误差表：
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```bash
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pixi run python validation/python/coord/check_geodetic.py
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pixi run python validation/python/time/check_time.py
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pixi run python validation/python/orbit/check_sgp4.py
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```
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两个脚本都以退出码 0 表示通过、1 表示超差、2 表示缺少输入文件。
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## 容差
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| 量 | 容差 |
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| 位置 | < 1e-3 km |
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| 速度 | < 1e-6 km/s |
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| 时间 | < 1e-6 s |
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超差时修正 Rust 侧算法，不放宽容差，除非经确认。
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脚本必须可独立离线运行，不访问网络。`check_time.py` 会关闭 astropy 的
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Earth orientation 数据自动下载；本 crate 涉及的换算不需要该数据。
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## 已实现的检查
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| 脚本 | 对比内容 | 参考实现 | 当前最差误差 |
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| `coord/check_geodetic.py` | `Geodetic` → ECEF，280 个点，覆盖全球纬度、经度与高度 | `astropy.coordinates.EarthLocation` | 1.1e-8 m |
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| `time/check_time.py` | UTC → TAI，117 个时刻，覆盖全部闰秒边界 | `astropy.time.Time` | 5.3e-7 s |
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| `orbit/check_sgp4.py` | SGP4/SDP4 传播，4 组 TLE（近地、高偏心、深空、GTO）× 9 个时刻 | `sgp4` 参考库 | 位置 1.2e-8 km，速度 5.3e-12 km/s |
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### 关于 SGP4 对拍的约定
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TLE 的历元是 UTC 日历时刻，但 SGP4 把它当作均匀时间原点使用，这是理论拟合时
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采用的约定。若先把历元换算到 TAI 再送入传播器，会引入约 33 秒的闰秒偏移，该偏移
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会传播到深空分支的日月摄动级数中。对拍时两侧都直接使用 TLE 写明的 UTC MJD。
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### 关于时间对拍的约定差异
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UTC 的浮点日表示存在两种约定：
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- 本仓库使用线性 MJD，`TAI - UTC` 是阶跃函数，闰秒日当天其余时刻偏移不变。
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- astropy / ERFA 使用准儒略日，闰秒日有 86401 秒，其 `tai - utc` 差值在
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该日内线性变化。
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因此直接比较两者的儒略日差会测量到“约定差异”而非数值误差。`check_time.py`
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改比较 **TAI 瞬时**：两侧给定同一 UTC 日历时刻，再比较得到的 TAI 修正儒略日。
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比较采用“整数日 + 日内小数”两段式，避免单个 `f64` 在 MJD ≈ 60000 处约
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40 µs 的分辨率损失。
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`dump_time` 也因此以两段式输出 TAI 时刻，而不是单个浮点日。
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