fix(app-F): 修正全局方向信息投影与误差指标

用实化干扰切空间统一 CP/IP 的 Schur 补与秩判据,明确放松 CP 与 IP 的等价条件。

补充传播方向符号、固定方向 rate 映射、参数单位及球面局部误差度量。
This commit is contained in:
2026-09-23 12:58:50 +08:00
parent 1066f622e0
commit 3a89026076
5 changed files with 232 additions and 54 deletions
+14 -2
View File
@@ -32,6 +32,8 @@
%
其中 $\alpha$ 为全局方位角,$\beta$ 为全局俯仰角;多用户场景下可写为 $\boldsymbol\xi_k$,本节单用户主线中省略下标。
本节及其多帧扩展以参考时刻的 \gls{eci} 系作为全局系,$\mathbf u$ 指向波的传播方向(源到接收端)。角度顺序为 $(\alpha,\beta)$,解析导数均按弧度计算;$\alpha$ 按 $2\pi$ 周期识别,$\beta\in[-\pi/2,\pi/2]$。在极点处方位角坐标退化,应改用局部切平面描述方向扰动。
设第 $\ell$ 颗卫星在参考时刻的位置与速度分别为 $\mathbf s_\ell$ 和 $\mathbf v_\ell$。其本地阵列坐标基为
%
\begin{equation}
@@ -110,7 +112,17 @@
%
其中 $\nu_{\mathrm{ref}}$ 为参考时刻、参考卫星链路上的归一化 Doppler。多帧动态模型中主估计目标默认仍是同一个 $\boldsymbol\eta$,而参考链路 Doppler rate $\dot\nu_{\mathrm{ref}}$ 放入干扰参数侧。
在远场公共方向模型下,相对 Doppler 的几何含义可以显式写出。令 $\lambda_{\mathrm c}$ 为载波波长,$\epsilon_D\in\{+1,-1\}$ 表示所采用的上行/下行传播方向符号约定,则第 $\ell$ 条链路相对于参考链路的物理 FDOA 为
在远场公共方向模型下,相对 Doppler 的几何含义可以显式写出。采用正时间指数载波约定,传播平面波在位置 $\mathbf r$、物理时刻 $t_{\mathrm{phys}}$ 的相位含 $2\pi f_{\mathrm c}t_{\mathrm{phys}}-(2\pi/\lambda_{\mathrm c})\mathbf r^\Tran\mathbf u$,其中 $f_{\mathrm c}$ 与 $\lambda_{\mathrm c}$ 分别为载频与波长。因此,第 $m$ 个阵元相对于阵列原点的本地位移 $\mathbf r_{\ell,m}^{\mathrm{loc}}$ 对应
%
\begin{equation}
[\mathbf a_\ell]_m
=\exp\left\{-j\frac{2\pi}{\lambda_{\mathrm c}}
(\mathbf r_{\ell,m}^{\mathrm{loc}})^\Tran
\boldsymbol\Omega_\ell^\Tran\mathbf u\right\}.
\label{eq:sec3_propagation_steering}
\end{equation}
%
这与第~\ref{subsec:single_arr_array_model} 小节的负指数阵列模板一致。接收端沿传播方向运动时,相位时间导数降低,故在基带 $e^{j2\pi f t_{\mathrm{phys}}}$ 约定下取 $\epsilon_D=-1$。保留 $\epsilon_D$ 作为符号约定记号,则第 $\ell$ 条链路相对于参考链路的物理 FDOA 为
%
\begin{equation}
\Delta f_\ell(\boldsymbol\xi)
@@ -136,7 +148,7 @@
\label{eq:sec3_dnu_projection}
\end{equation}
%
因此,$\Delta\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$ 是已知相对速度在共享全局方向上的投影,而不是额外独立的 Doppler 参数。该映射要求相对星历和频率标定可用;若每条链路还含未标定的独立频率偏置,应将该偏置另列为干扰参数,不能继续把 $\Delta\nu_\ell$ 视为已知几何量。有限距离时应将共同方向替换为逐星视线,所需的 FDOA 表达式见式~\eqref{eq:sec7_dnu_pos}。
因此,$\Delta\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$ 是已知相对速度在共享全局方向上的投影,而不是额外独立的 Doppler 参数。该映射要求相对星历和频率标定可用;若每条链路还含未标定的独立频率偏置,应将该偏置另列为干扰参数,不能继续把 $\Delta\nu_\ell$ 视为已知几何量。若使用反向视线 $\mathbf w=-\mathbf u$,则同一物理模型必须同时改写为空间正指数和相对 Doppler 的正号投影,不能只翻转一个符号。有限距离位置模型另有逐星视线定义,见第~\ref{sec:userPositioning} 节。
给定 $(\boldsymbol\xi,\nu_{\mathrm{ref}},\dot\nu_{\mathrm{ref}})$ 后,其余卫星的链路参数统一通过几何映射表示为
%