近地点幅角 (ω) 因 J2 引起的长期进动速率 (rad/s)。 公式:: dω/dt = (3/2) * n * J2 * (R_e/p)² * (2 - (5/2)*sin²(i)) 参数 ---- a : float 轨道

平近点角 (M) 因 J2 引起的长期修正速率 (rad/s)，在平均角速度 n 基础上的附加量。 公式（J2 对平均角速度的一阶修正）:: dM/dt|J2 = (3/2) * n * J2 * (R_e/p)² * sqrt(1-e²) * (1 - (3/2)*si

LEO 卫星→地面站直连链路预算。 Parameters ---------- distance_km : float LEO 卫星到地面站斜距 (km)。 antenna_type : str 地面站天线频段（"Ka" / "X"

LEO→GEO→地面站中继链路预算（返回瓶颈链路结果）。 Parameters ---------- dist_leo_geo_km : float LEO 到 GEO 斜距 (km)。 dist_geo_gs_km : float

加载场景资源定义，返回 dict(ground_stations, leo_satellites, geo_relays, data_types)。 leo_satellites 还原为 OrbitalElements 对象；其余保持 dict 结构以兼容现有引擎。

* 判断给定节点 id 是否应该新建（不在索引中）或仅更新位置。

Publish an event to all active subscribers. ``event_type`` should be one of ``"snapshot"`` or ``"event"``. ``data`` must be

将引擎当前资源配置序列化为场景字典。 Parameters ---------- engine: ``SimulationEngine`` 实例。 name: 场景名称（可选，便于人类识

计算相控阵偏轴扫描损耗（dB）。 采用余弦扫描损耗模型： L_scan(dB) = −20·log10(cos(θ_scan)) 其中 θ_scan 为目标方向与天线法线方向之间的夹角（0°=法线方向）。 对于仰角系统（法线指向天顶）： c

偏轴扫描损耗对应的功率因子（线性，<=1.0）。 Returns ------- float 功率因子 0 < factor <= 1.0； factor=1.0 表示无损耗（正对法线），越小表示损耗越大。

启动仿真线程

* Upsert a coverage ellipse (circle) entity on the ground surface. * Uses Cesium's `ellipse` primitive so the circle drapes on the globe. * *

调制+编码约束的可达速率 (Mbps)。 取香农容量与调制硬约束的最小值，保证不超物理上限。

Build a compact situational snapshot from the simulation engine.

检查卫星在max_delay时间内是否有地面站过境机会

QoS 带宽保障校验。 - low QoS：拥塞（>= LOW_QOS_REJECT_THRESHOLD）时拒绝； - medium QoS：不拒绝，但会在速率层面限速（由 apply_qos_rate_cap 负责）； - high QoS：始终允

安全级约束校验。

⭐ 检查用户指定时间段内的资源可用性 Args: req: 请求对象（包含start_time, end_time） satellite: 分配的卫星 Returns

Instantiate all Prometheus metric objects once.

计算两颗卫星之间的三维欧氏距离 (km)。

Format a single SSE frame.

动态生成随机LEO卫星轨道

惰性构建并缓存 Propagator 实例。

处理被移除卫星上的请求 - 重新分配或拒绝

当有高 QoS 请求在队列中时，检查预留带宽是否已被占满。 若任意中继的可用带宽低于 HIGH_QOS_RESERVE_RATIO * total， 则判定预留被侵占，拒绝低 QoS 请求进入。

Attempt to configure OpenTelemetry Flask instrumentation.

创建场景库表（幂等）。

在 P.838 表格中按对数插值求 (k, α)（H/V 极化平均）。 Returns ------- (k, alpha) : tuple[float, float] 比雨衰系数 k 和指数 α，用于 γ_R = k · R^α。

开普勒二体解析传播（可选 J2 摄动修正），返回 (lat°, lon°, alt m)。 当 ``self.j2_perturbation`` 为 ``True``（默认）时，在二体开普勒传播基础上 叠加 J2 带谐系数引起的长期摄动修正： *

生成随机但结构合法的请求载荷。

Register a /metrics endpoint that returns 501 when prometheus_client is absent.

从环境变量 LOG_FORMAT 解析输出格式，默认 console。

从环境变量解析日志级别，默认 INFO。 优先级：SMARTNODE_LOG_LEVEL > LOG_LEVEL > 默认 INFO。 统一使用带 SMARTNODE_ 前缀的变量；LOG_LEVEL 作为向后兼容回退。

将更新后的黄金快照写回磁盘。

根据 C/N0 和带宽，贪心选择可满足 BER≤1e-6 的最高阶调制方式。 遍历顺序从高阶到低阶，返回首个 Eb/N0 超过门限的调制方式； 若均不满足则降级到 BPSK。

使用经安全约束过滤后的 allowed_links 执行贪心选链。 仅复用 GreedyMaxRateStrategy 内部逻辑，避免修改全局 DATA_TYPES。

对低 QoS 请求在拥塞时施加速率上限。 高/中 QoS 或非拥塞状态下返回原始速率，低 QoS 在拥塞时截断到 LOW_QOS_CONGESTION_RATE_CAP。 Args: req: 传输请求。

将扫描损耗折算到可达速率 (Mbps)。 Parameters ---------- base_rate_mbps : float 无扫描损耗的基准可达速率 (Mbps)。 azimuth_deg : floa

准入检查入口。 Returns: (True, None) — 允许调度； (False, reason_str) — 拒绝，并附带标准化原因字符串。

检查目标方位角/仰角是否落入扫描范围。 Parameters ---------- azimuth_deg : float 目标方位角（度）。对于相控阵天线，通常以天线法线为零点， 范围约 ±60°（即 ``scan_range["azimu

计算两颗卫星间的激光 ISL 链路。 Parameters ---------- sat1_pos : dict 卫星1位置，含 ``lat``（度）、``lon``（度）、``alt``（米）。 sat2_p

BER 近似估算（AWGN 信道，无编码）。 - BPSK / QPSK: BER = Q(√(2·Eb/N0)) ≈ 0.5·erfc(√(Eb/N0)) - 8PSK : BER ≈ (2/3)·erfc(√(Eb/N0·sin²(π/8))) - 16A

香农信道容量 (Mbps)。 C = BW · log2(1 + SNR) Parameters ---------- snr_db : float 信噪比 (dB)。 bandwidth_hz : float 带宽 (Hz

计算 C/N0 (dBHz)。 C/N0 = EIRP(dBW) - L(dB) + G/T(dB/K) - k(dBW/K/Hz) Parameters ---------- eirp_dbw : float 发射 EIRP (dBW)。

计算卫星与地面站之间的多普勒频移。 多普勒频移由卫星 ECEF 速度矢量在视线方向（地面站 → 卫星）上的投影确定： Δf = f₀ × (−v_r) / c 其中 v_r 为径向速度分量，约定朝向地面站（接近）为正，远离为负； 因此频移符号：接近 → Δf

由 C/N0 与信息速率计算 Eb/N0 (dB)。 Eb/N0 = C/N0 - 10·log10(Rb) Parameters ---------- cn0_db_hz : float C/N0 (dBHz)。 rate_bps : f

自由空间路径损耗 (dB)。 FSPL = 20·log10(4π·d·f / c) Parameters ---------- distance_m : float 斜距（米）。 frequency_hz : float

配置 structlog 与标准库 logging。 调用一次即可；重复调用幂等（structlog.configure 可安全重入）。

是否开启调试接口（默认关闭）。生产环境不暴露内部状态。

将以地面站为原点的 ECEF 差矢量投影到 ENU 框架。 参数 ---- dx, dy, dz : float ECEF 差矢量各分量（km），定义为 sat_ecef - gs_ecef。 gs_lat_rad : float 地

按 NORAD 卫星编号（CATNR）拉取 TLE 条目。 参数 ---- catnr : int NORAD 卫星目录编号（如 25544 为 ISS）。 force_refresh : bool 强制刷新，忽略缓存。 返

按星座分组名称拉取 TLE 条目。 首先尝试从 Celestrak 在线拉取；若拉取失败或超时，则回退到本地缓存。 若既无网络也无缓存，返回空列表并记录警告。 参数 ---- group : str 星座/分组标识，例如 ``"starli

从 GEO_RELAY_SATELLITES 配置条目创建 BeamPointing 实例。 Parameters ---------- geo : dict ``GEO_RELAY_SATELLITES`` 列表中的一个条目，含 ``antenna`` 与

从 OPPORTUNISTIC_STATIONS 配置条目创建 BeamPointing 实例。 Parameters ---------- station : dict ``OPPORTUNISTIC_STATIONS`` 列表中的一个条目，含 ``pha

由 :class:`~backend.orbit.OrbitalElements` 创建二体传播器。 若 oe 对象带有 ``tle_line1`` / ``tle_line2`` 属性且非空，则优先走 SGP4。

由 TLE 两行根数构造 OrbitalElements，轨道根数从 TLE 解析填充。 SGP4 传播时直接使用 TLE 数据；轨道根数字段仅用于回退和元数据。 参数 ---- name : str 卫星名

从 YAML（或 JSON）字符串反序列化场景字典。 YAML 是 JSON 的超集，因此可接受纯 JSON 输入。 若 PyYAML 不可用则自动尝试 JSON 解析。

计算大气气体吸收衰减 A_gas (dB)，按 ITU-R P.676-12 极简模型。 包含两个主吸收分量： - 氧气 (O₂)：Zennith 特征衰减约 0.005–0.008 dB/km（1–40 GHz），60 GHz 附近强吸收峰 - 水汽 (H₂O)：22.2

重新生成所有场景快照并覆盖写回 golden/scenario_snapshots.json。 调用方式:: python tests/test_regression_golden.py --update-golden

获取所有用户请求 (不包括背景任务)

返回本地 TLE 缓存目录的状态摘要。 返回 ---- dict 包含以下字段： - ``cache_dir`` (str): 缓存目录绝对路径 - ``entries`` (list): 每个缓存文件的摘要列表

返回带分页、过滤与排序的请求列表。 Args: page: 页码（从 1 开始） page_size: 每页条目数（1-200） status: 按状态过滤（pending/accepted/transmitt

从环境变量 SMARTNODE_SEED 读取随机种子（未设置返回 None=非确定性）。

获取系统完整数据 - 优化锁持有时间

注册全局鉴权钩子。