fix(equation): 与正文连续的公式补 % 隔行占位
按新约定,给紧贴正文(无空行)的 \begin{equation}/\end{equation} 两侧各
插入一行 % 占位,全文共 675 处,覆盖 14 个文件。自成段落(前后留空行)的
公式不加。% 占位不影响渲染,diff 纯为新增 % 行,编译两遍输出不变。
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设用户在参考时刻的三维位置为 $\mathbf p\in\mathbb R^3$(ECI 坐标系),在单观测块内视为常量(与第~\ref{subsec:staticBlockModel} 小节``\gls{doa} 块内不变''同级的假设;用户运动的 Doppler 效应仍按既有模型折叠进 $\nu_{\mathrm{ref}}$,不升格为显式速度参数)。
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第 $\ell$ 颗卫星到用户的视线向量与单位视线方向为
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\begin{equation}
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\mathbf r_\ell(\mathbf p)\triangleq\mathbf p-\mathbf s_\ell,
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\qquad
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\mathbf u_\ell(\mathbf p)=\frac{\mathbf r_\ell(\mathbf p)}{\|\mathbf r_\ell(\mathbf p)\|_2}\in\mathbb R^3.
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\end{equation}
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与第~\ref{subsec:globalLocalDoaMap} 小节的关键区别是:这里的 $\mathbf u_\ell(\mathbf p)$ \emph{逐星不同},而不再是同一个全局方向 $\mathbf u(\boldsymbol\xi)$。沿用同一组本地坐标基与旋转矩阵 $\boldsymbol\Omega_\ell$,本地来向与本地角度为
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\begin{equation}
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\mathbf u_\ell^{\mathrm{loc}}(\mathbf p)=\boldsymbol\Omega_\ell^\Tran\mathbf u_\ell(\mathbf p),
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\qquad
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@@ -24,10 +27,13 @@
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\qquad
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\beta_\ell^{\mathrm{loc}}=\arcsin\!\big(u^{\mathrm{loc}}_{\ell,3}\big),
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\end{equation}
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并据此代入与第~\ref{subsec:single_arr_array_model} 小节完全相同的 ULA/UPA 阵列导向模板,得到本地导向矢量
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\begin{equation}
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\mathbf a_\ell(\mathbf p)\triangleq\mathbf a_\ell\!\big(\alpha_\ell^{\mathrm{loc}}(\mathbf p),\beta_\ell^{\mathrm{loc}}(\mathbf p)\big)\in\mathbb C^{M_\ell\times1}.
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\end{equation}
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也即\emph{每阵列内部仍是平面波模型,阵列导向 $\mathbf a_\ell$ 的形式一字不改};变的只是``本地角由 $\mathbf p$ 而非 $\boldsymbol\xi$ 诱导''。
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\begin{mdquote}
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@@ -37,33 +43,42 @@
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\subsection{链路 Doppler 的位置诱导}
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沿用第~\ref{subsec:refSatParameterization} 小节的参考星参数化,各链路归一化 Doppler 仍写为
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\begin{equation}
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\nu_\ell(\mathbf p,\nu_{\mathrm{ref}})=\nu_{\mathrm{ref}}+\Delta\nu_\ell(\mathbf p),
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\qquad \Delta\nu_{\ell_{\mathrm{ref}}}(\mathbf p)\equiv0.
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\end{equation}
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与第~\ref{subsec:staticBlockModel} 小节由方向 $\boldsymbol\xi$ 诱导不同,几何差分现在由\emph{用户位置}与已知星历诱导。每条链路的几何归一化 Doppler 正比于卫星沿视线的径向速度 $\mathbf u_\ell(\mathbf p)^\Tran\mathbf v_\ell$,取其相对参考链路之差,得
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\begin{equation}
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\label{eq:sec7_dnu_pos}
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\Delta\nu_\ell(\mathbf p)
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=\frac{2\pi T_{\mathrm s}}{\lambda_{\mathrm c}}
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\big[\mathbf u_\ell(\mathbf p)^\Tran\mathbf v_\ell-\mathbf u_{\ell_{\mathrm{ref}}}(\mathbf p)^\Tran\mathbf v_{\ell_{\mathrm{ref}}}\big],
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\end{equation}
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其中整体符号取决于上行/去向约定,不影响 \gls{crb}(Fisher 信息对此不变)。关键是 $\mathbf u_\ell(\mathbf p)$ 经 $\mathbf p-\mathbf s_\ell$ 依赖\emph{完整位置}(含距离),故 $\Delta\nu_\ell$ 不只约束方向、也约束距离。
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参考链路总 Doppler $\nu_{\mathrm{ref}}$ 仍作自由标量,继续吸收参考链路绝对 range-rate 与用户载频/钟偏;与既有模型一致,用户自身运动只通过 $\nu_{\mathrm{ref}}$(多帧情形再加 $\dot\nu_{\mathrm{ref}}$)进入,其对差分 Doppler 的残余贡献按静态块近似忽略。由此绝对 Doppler 不进入几何,几何只通过差分 $\Delta\nu_\ell(\mathbf p)$ 约束 $\mathbf p$。
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\subsection{信号模型、主参数与集中似然}
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第 $\ell$ 颗卫星接收向量与第~\ref{subsec:staticBlockModel} 小节同构,仅将 $\boldsymbol\xi$ 替换为 $\mathbf p$:
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\begin{equation}
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\mathbf y_\ell(t)=\zeta_\ell\,\mathbf a_\ell(\mathbf p)\,s(t)\,e^{j\nu_\ell(\mathbf p,\nu_{\mathrm{ref}})t}+\mathbf n_\ell(t),
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\qquad \mathbf n_\ell(t)\sim\mathcal{CN}(\mathbf0,\sigma_{n,\ell}^2\mathbf I_{M_\ell}).
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\end{equation}
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时间模板 $\mathbf q_\ell(\mathbf p,\nu_{\mathrm{ref}})$ 与空时模板 $\mathbf g_\ell=\mathbf q_\ell\otimes\mathbf a_\ell$ 按相同方式定义。主参数为
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\begin{equation}
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\boldsymbol\eta_{\mathrm{pos}}
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=\begin{bmatrix}\mathbf p\\\nu_{\mathrm{ref}}\end{bmatrix}\in\mathbb R^4,
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\end{equation}
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干扰参数仍为各星复增益与噪声方差 $\{\zeta_\ell,\sigma_{n,\ell}^2\}$。由于似然以及对 $\zeta_\ell$、$\sigma_{n,\ell}^2$ 的闭式消元与第~\ref{sec:multiArrayStatDetDoaDopplerEst} 节逐字平行(只是 $\mathbf g_\ell$ 现在依赖 $\mathbf p$),集中似然准则直接写为
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\begin{equation}
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\widehat{\boldsymbol\eta}_{\mathrm{pos}}
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=\arg\min_{\mathbf p,\nu_{\mathrm{ref}}}
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@@ -71,6 +86,7 @@
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\qquad
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\mathcal E_\ell\triangleq\|\tilde{\mathbf y}_\ell\|_2^2-\frac{\big|\mathbf g_\ell^\Herm\tilde{\mathbf y}_\ell\big|^2}{\|\mathbf g_\ell\|_2^2}.
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\end{equation}
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形式与第~\ref{sec:multiArrayStatDetDoaDopplerEst} 节的集中似然完全一致,仍是``在统一的 $(\mathbf p,\nu_{\mathrm{ref}})$ 下,对各星空时匹配输出按几何与噪声水平加权融合'',只是匹配模板 $\mathbf g_\ell$ 由位置参数化。
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\subsection{可辨识性与几何精度}
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@@ -82,10 +98,12 @@
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\subsection{多用户堆叠}
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推广到 $K$ 个单天线用户,只需把每个用户的位置与参考 Doppler 独立堆叠:
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\begin{equation}
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\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu\text{-}pos}}
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=[\mathbf p_1^\Tran,\nu_{\mathrm{ref},1},\ldots,\mathbf p_K^\Tran,\nu_{\mathrm{ref},K}]^\Tran\in\mathbb R^{4K}.
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\end{equation}
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第 $\ell$ 颗卫星对第 $k$ 个用户的空时模板 $\mathbf g_{\ell,k}=\mathbf q_{\ell,k}\otimes\mathbf a_\ell(\mathbf p_k)$、集中似然对各星 $\mathbf G_\ell=[\mathbf g_{\ell,1},\ldots,\mathbf g_{\ell,K}]$ 列空间的投影、以及用户分离可辨识性,全部与第~\ref{sec:multiSatMultiUser} 节及\ref{subsec:E2_multiUserMultiSatCrb} 逐字平行,只把 $\boldsymbol\xi_k$ 换成 $\mathbf p_k$。
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本节完成了从全局方向到用户三维位置的输出参数化:阵列信号模型、参考星 Doppler、集中似然与 EFIM 框架全部继承自多星静态主线,唯一变动的是``位置经逐星视线映射诱导各星本地角与差分 Doppler''这一几何层;全局方向模型为其远场极限。这正是第二篇论文``多星阵列对多用户单天线定位''所需的模型接口;时间戳误差与多帧连续相位扩展可正交叠加于此。
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Reference in New Issue
Block a user