diff --git a/parts/D-singleArrayCrb.tex b/parts/D-singleArrayCrb.tex index f47a75a..b0098bc 100644 --- a/parts/D-singleArrayCrb.tex +++ b/parts/D-singleArrayCrb.tex @@ -679,7 +679,7 @@ $\mathcal P_{[\mathbf B_{\mathrm{st}},\mathbf B_{\mathrm{st},\nu}\mathbf D_\zeta 正确做法是先消去复增益,再在实值参数 \gls{efim} 中对 Doppler 做 Schur 补。 若 Doppler 已知,则 \gls{doa} 的 \gls{crb} 为 $\mathcal I_{\theta\theta}^{-1}$;若 Doppler 未知,则 \eqref{eq:single_det_doa_crb_schur} 中的 Schur 补体现了 \gls{doa}--Doppler 耦合带来的信息损失。 -当 $\boldsymbol\nu$ 已知且固定为 $\mathbf0$ 时,本模型退化为带已知时间导频权重的确定信号 \gls{doa} 模型;若 $\boldsymbol\nu$ 未知,即使在真实值 $\boldsymbol\nu=\mathbf0$ 处,Doppler 仍会通过导数 $\partial\mathbf q_k/\partial\nu_k=j\mathbf T_d\mathbf q_k$ 作为干扰参数影响 \gls{doa} 的 \gls{crb}。 +当 $\boldsymbol\nu$ 已知且固定为 $\mathbf0$ 时,本模型退化为带已知时间导频权重的确定信号 \gls{doa} 模型;若 $\boldsymbol\nu$ 未知,即使在真实值 $\boldsymbol\nu=\mathbf0$ 处,Doppler 仍会通过导数 $\dfrac{\partial\mathbf q_k}{\partial\nu_k}=j\mathbf T_d\mathbf q_k$ 作为干扰参数影响 \gls{doa} 的 \gls{crb}。 该单阵列空时 \gls{crb} 说明 \gls{doa} 与 Doppler 的耦合会通过 Schur 补造成信息损失。多星静态和动态 \gls{crb} 在结构上延续这一思想,但将独立的 $\nu_k$ 替换为参考星参数化下的 $\nu_{\mathrm{ref}}$,并进一步处理多星复增益、连续相位和 Doppler rate 等干扰参数。 @@ -836,7 +836,7 @@ Schur 补 $\mathcal{I}_{\mathrm e} \subsubsection{\texorpdfstring{\gls{efim} 求取}{EFIM 求取}} -下面先给出每个信源对应一个标量角参数 $\theta_k$ 的标准 stochastic \gls{crb} 形式。若某个信源使用二维或更高维方向参数,只需将下文的单索引 $k$ 扩展为参数索引 $(k,r)$,并把 $\mathbf d_k$ 替换为 $\partial\mathbf a(\bm\theta_k)/\partial[\bm\theta_k]_r$;\gls{fim}的元素级表达保持相同。 +下面先给出每个信源对应一个标量角参数 $\theta_k$ 的标准 stochastic \gls{crb} 形式。若某个信源使用二维或更高维方向参数,只需将下文的单索引 $k$ 扩展为参数索引 $(k,r)$,并把 $\mathbf d_k$ 替换为 $\dfrac{\partial\mathbf a(\bm\theta_k)}{\partial[\bm\theta_k]_r}$;\gls{fim}的元素级表达保持相同。 接收信号协方差矩阵对角度的一阶偏导为 % diff --git a/parts/E-multiSatStaticCrb.tex b/parts/E-multiSatStaticCrb.tex index 4e4ebf0..91d91ce 100644 --- a/parts/E-multiSatStaticCrb.tex +++ b/parts/E-multiSatStaticCrb.tex @@ -200,7 +200,7 @@ $\zeta_\ell\in\mathbb C$ 为第 $\ell$ 条链路的未知复干扰系数,$\sig \label{eq:A6_domega} \end{equation} % -其中末元 $\partial\nu_\ell/\partial\nu_{\mathrm{ref}}=1$ 来自参考星链路参数化 $\nu_\ell=\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$。特别地,对参考星 $\Delta\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}(\boldsymbol\xi)=0$,故其角度部分 $\partial\Delta\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}/\partial\boldsymbol\xi^\Tran=\mathbf 0$。若改用别的等价参数化,只需替换该 Doppler Jacobian 即可。 +其中末元 $\dfrac{\partial\nu_\ell}{\partial\nu_{\mathrm{ref}}}=1$ 来自参考星链路参数化 $\nu_\ell=\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$。特别地,对参考星 $\Delta\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}(\boldsymbol\xi)=0$,故其角度部分 $\dfrac{\partial\Delta\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}}{\partial\boldsymbol\xi^\Tran}=\mathbf 0$。若改用别的等价参数化,只需替换该 Doppler Jacobian 即可。 再定义第 $\ell$ 颗卫星本地坐标系下的来向向量 % @@ -236,7 +236,7 @@ $\zeta_\ell\in\mathbb C$ 为第 $\ell$ 条链路的未知复干扰系数,$\sig \label{eq:A6_uloc_jac} \end{equation} % -对其第 $i$ 行 $\partial u_{\ell,i}^{\mathrm{loc}}/\partial \boldsymbol\xi^\Tran$ 应用 atan2/arcsin 链式法则,得本地角对全局角的 Jacobian +对其第 $i$ 行 $\dfrac{\partial u_{\ell,i}^{\mathrm{loc}}}{\partial \boldsymbol\xi^\Tran}$ 应用 atan2/arcsin 链式法则,得本地角对全局角的 Jacobian % \begin{equation} \frac{\partial \boldsymbol\xi_\ell^{\mathrm{loc}}}{\partial \boldsymbol\xi^\Tran} @@ -256,7 +256,7 @@ $\zeta_\ell\in\mathbb C$ 为第 $\ell$ 条链路的未知复干扰系数,$\sig \label{eq:A6_local_angle_chain} \end{equation} % -其中 $\partial u_{\ell,i}^{\mathrm{loc}}/\partial\boldsymbol\xi^\Tran$ 为 \eqref{eq:A6_uloc_jac} 的第 $i$ 行。 +其中 $\dfrac{\partial u_{\ell,i}^{\mathrm{loc}}}{\partial\boldsymbol\xi^\Tran}$ 为 \eqref{eq:A6_uloc_jac} 的第 $i$ 行。 阵列导向矢量 $\mathbf a_\ell$ 仅通过本地角 $\boldsymbol\xi_\ell^{\mathrm{loc}}$ 进入,其关于本地角的 Jacobian(阵列流形 Jacobian)为 % diff --git a/parts/F-multiFrameCrb.tex b/parts/F-multiFrameCrb.tex index 07ea8e7..2151c44 100644 --- a/parts/F-multiFrameCrb.tex +++ b/parts/F-multiFrameCrb.tex @@ -113,7 +113,7 @@ \label{eq:A7_qgamma_cp} \end{equation} % -其中已利用正文中的几何参数化:$\partial \nu_\ell/\partial \nu_{\mathrm{ref}}=1$,$\partial \dot\nu_\ell/\partial \dot\nu_{\mathrm{ref}}=1$。这里的显式导数采用正文中的加性参考星参数化,$\nu_\ell=\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$ 且 $\dot\nu_\ell=\dot\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\dot\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$;若改用一般映射,只需将上述两个导数替换为对应链式法则项。 +其中已利用正文中的几何参数化:$\dfrac{\partial \nu_\ell}{\partial \nu_{\mathrm{ref}}}=1$,$\dfrac{\partial \dot\nu_\ell}{\partial \dot\nu_{\mathrm{ref}}}=1$。这里的显式导数采用正文中的加性参考星参数化,$\nu_\ell=\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$ 且 $\dot\nu_\ell=\dot\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\dot\nu_\ell(\boldsymbol\xi)$;若改用一般映射,只需将上述两个导数替换为对应链式法则项。 于是空时模板对主参数与 $\dot\nu_{\mathrm{ref}}$ 的导数分别为 % @@ -463,7 +463,7 @@ \label{eq:A7_ref_link_mapping_no_xi} \end{equation} % -因此 $\partial \nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}/\partial x=0$ 且 $\partial \dot\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}/\partial x=0$ 对 $x\in\{\alpha,\beta\}$ 成立。 +因此 $\dfrac{\partial \nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}}{\partial x}=0$ 且 $\dfrac{\partial \dot\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}}{\partial x}=0$ 对 $x\in\{\alpha,\beta\}$ 成立。 由式~\eqref{eq:A7_qx_cp} 可知,reference-link 的 \gls{doa} 导数不含 Doppler-mapping-induced temporal phase derivative,而只含空间阵列导向导数。 在幅度和公共相位干扰方向被投影消去后,该 \gls{doa} score 的残差部分是与 $\mathbf a_{\ell_{\mathrm{ref}}}(\boldsymbol\xi)$ 正交的空间切向量;相反,$\nu_{\mathrm{ref}}$ 和 $\dot\nu_{\mathrm{ref}}$ 的残差 score 仍具有沿 reference steering vector 的时间相位结构。 在标准窄带阵列流形下,二者的 Fisher 内积为零,因此式~\eqref{eq:A7_SS_xi_rate_orthogonality_condition} 成立。 @@ -483,7 +483,7 @@ \ell\neq\ell_{\mathrm{ref}}. \end{equation} % -此时 \gls{doa} 导数包含由 $\partial\Delta\nu_\ell/\partial x$ 与 $\partial\Delta\dot\nu_\ell/\partial x$ 诱导的时间相位分量。 +此时 \gls{doa} 导数包含由 $\dfrac{\partial\Delta\nu_\ell}{\partial x}$ 与 $\dfrac{\partial\Delta\dot\nu_\ell}{\partial x}$ 诱导的时间相位分量。 因此,$\mathbf i_{\xi\dot\nu}$ 和 $\mathbf a_{\xi\nu}^{\mathrm K}$ 一般不再严格为零,known-rate 与 unknown-rate \gls{doa} \gls{crb} 的完全相等性也不应被作为一般结论。 若数值上 multi-satellite \gls{doa} bound 仍与 known-rate benchmark 基本重合,更稳妥的解释是:在所选 representative geometry 下,\gls{doa} residual score 与 residualized Doppler-rate nuisance direction 的耦合较弱。 这一定量现象适合作为 \gls{efim} accounting 的 sanity check,而不应升级为主要理论贡献。 @@ -1202,7 +1202,7 @@ $\mathcal T_{\mathrm{sub}}=\{\tau_{p_1},\ldots,\tau_{p_Q}\}$,则 \frac{\partial \dot\nu_\ell}{\partial \dot\nu_{\mathrm{ref}}}=1, \end{equation} % -这里同样采用正文中的加性参考星参数化;若改用一般映射,则 $\partial\nu_\ell/\partial\nu_{\mathrm{ref}}$ 与 $\partial\dot\nu_\ell/\partial\dot\nu_{\mathrm{ref}}$ 应替换为对应的链式法则结果。 +这里同样采用正文中的加性参考星参数化;若改用一般映射,则 $\dfrac{\partial\nu_\ell}{\partial\nu_{\mathrm{ref}}}$ 与 $\dfrac{\partial\dot\nu_\ell}{\partial\dot\nu_{\mathrm{ref}}}$ 应替换为对应的链式法则结果。 因此 % \begin{equation} diff --git a/parts/G-userPositionCrb.tex b/parts/G-userPositionCrb.tex index f270340..66c5f19 100644 --- a/parts/G-userPositionCrb.tex +++ b/parts/G-userPositionCrb.tex @@ -14,7 +14,7 @@ \end{equation} % 两点结构性读法:因子 $1/\|\mathbf r_\ell\|_2$ 表明角灵敏度随距离衰减——这正是远场极限下位置不可由角度观测的根源;投影 $\mathbf I_3-\mathbf u_\ell\mathbf u_\ell^\Tran$(秩 $2$)表明沿视线方向(径向)平移不改变该星方向,只有横向平移可观测,故单星无法定距,必须靠多星视差把各秩 $2$ 投影补成满秩 $3$。 -本地视线 $\mathbf u_\ell^{\mathrm{loc}}=\boldsymbol\Omega_\ell^\Tran\mathbf u_\ell$ 给出 $\partial\mathbf u_\ell^{\mathrm{loc}}/\partial\mathbf p=\boldsymbol\Omega_\ell^\Tran\,\partial\mathbf u_\ell/\partial\mathbf p$,再按与 \eqref{eq:A6_local_angle_chain} 同样的 atan2/arcsin 链式法则得到本地角对位置的 Jacobian $\partial\boldsymbol\xi_\ell^{\mathrm{loc}}/\partial\mathbf p\in\mathbb R^{2\times3}$,从而阵列导向矢量对位置的 Jacobian 为 +本地视线 $\mathbf u_\ell^{\mathrm{loc}}=\boldsymbol\Omega_\ell^\Tran\mathbf u_\ell$ 给出 $\dfrac{\partial\mathbf u_\ell^{\mathrm{loc}}}{\partial\mathbf p}=\boldsymbol\Omega_\ell^\Tran\,\dfrac{\partial\mathbf u_\ell}{\partial\mathbf p}$,再按与 \eqref{eq:A6_local_angle_chain} 同样的 atan2/arcsin 链式法则得到本地角对位置的 Jacobian $\dfrac{\partial\boldsymbol\xi_\ell^{\mathrm{loc}}}{\partial\mathbf p}\in\mathbb R^{2\times3}$,从而阵列导向矢量对位置的 Jacobian 为 % \begin{equation} \frac{\partial\mathbf a_\ell}{\partial\mathbf p} @@ -24,7 +24,7 @@ \label{eq:H_dadp} \end{equation} % -其中阵列流形 Jacobian $\partial\mathbf a_\ell/\partial(\boldsymbol\xi_\ell^{\mathrm{loc}})^\Tran$ 取 \eqref{eq:A6_a_local_jac}。 +其中阵列流形 Jacobian $\dfrac{\partial\mathbf a_\ell}{\partial(\boldsymbol\xi_\ell^{\mathrm{loc}})^\Tran}$ 取 \eqref{eq:A6_a_local_jac}。 Doppler 部分,由 $\nu_\ell=\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\nu_\ell(\mathbf p)$ 与位置诱导差分 \eqref{eq:sec7_dnu_pos},有 % \begin{equation} diff --git a/parts/H-timestampErrCrb.tex b/parts/H-timestampErrCrb.tex index 20dd983..da96d24 100644 --- a/parts/H-timestampErrCrb.tex +++ b/parts/H-timestampErrCrb.tex @@ -148,7 +148,7 @@ $\mathcal I_{\delta\psi}$ 同样具有按 $\ell$ 的块对角结构:第 $\ell$ \big[\dot s_k(t)-j\nu_{\ell,k}s_k(t)\big]e^{j\nu_{\ell,k}t}, \end{equation} % -其中 $\dot s_k(t)\triangleq -\partial s_k(t-\delta_\ell)/\partial\delta_\ell\big|_{\delta_\ell=0}$ 为导频的时间导数(离散场景下取差分近似)。$\mathbf j_{\delta,\ell}=\sum_k\zeta_{\ell,k}\,\partial\mathbf g_{\ell,k}/\partial\delta_\ell$。 +其中 $\dot s_k(t)\triangleq -\dfrac{\partial s_k(t-\delta_\ell)}{\partial\delta_\ell}\big|_{\delta_\ell=0}$ 为导频的时间导数(离散场景下取差分近似)。$\mathbf j_{\delta,\ell}=\sum_k\zeta_{\ell,k}\,\dfrac{\partial\mathbf g_{\ell,k}}{\partial\delta_\ell}$。 由于 $\mathcal I_{\delta\delta}'$ 对角,对 $\boldsymbol\delta$ 的 Schur 消去逐星可写 % @@ -308,7 +308,7 @@ $\boldsymbol\delta=[\delta_1]$ 退化为标量,\eqref{eq:F2_jdelta} 中 O(\delta_{0,\ell}^2), \end{equation} % -其中 $\mathbf j_{\delta,\ell}=\sum_k\zeta_{0,\ell,k}\,\partial\mathbf g_{\ell,k}/\partial\delta_\ell$ 同 \eqref{eq:F2_jdelta}。零阶项在 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}=\boldsymbol\eta_0$ 处被 \eqref{eq:F5_pseudotrue} 精确拟合(残差为零),故偏置 $\mathbf b\triangleq\boldsymbol\eta^\star-\boldsymbol\eta_0$ 由 $\delta_{0,\ell}\mathbf j_{\delta,\ell}$ 驱动。对 \eqref{eq:F5_pseudotrue} 取一阶最优性条件(法方程)得 +其中 $\mathbf j_{\delta,\ell}=\sum_k\zeta_{0,\ell,k}\,\dfrac{\partial\mathbf g_{\ell,k}}{\partial\delta_\ell}$ 同 \eqref{eq:F2_jdelta}。零阶项在 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}=\boldsymbol\eta_0$ 处被 \eqref{eq:F5_pseudotrue} 精确拟合(残差为零),故偏置 $\mathbf b\triangleq\boldsymbol\eta^\star-\boldsymbol\eta_0$ 由 $\delta_{0,\ell}\mathbf j_{\delta,\ell}$ 驱动。对 \eqref{eq:F5_pseudotrue} 取一阶最优性条件(法方程)得 % \begin{equation} \label{eq:F5_bias}