doa_doppler_est/parts/H-timestampErrCrb.tex

\section{时间戳误差下的 EFIM 分析}
\label{sec:timestampErrCrb}

本附录沿用正文第~\ref{sec:timestampError} 节的部分相干观测模型，补充关于主参数 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}\in\mathbb R^{3K}$ 的 \gls{efim} 分块结构、Schur complement 消去 $\boldsymbol\delta$ 的解析形式、数值评估框架，以及 $K=1, L=2$ 最简情形的解析推导。
小误差区与大误差区的划分仍按正文第~\ref{subsec:timestampApplicability} 小节的定义；下文若无特别说明，默认在小误差区作 Taylor 展开。

\subsection{Fisher 信息矩阵分块结构}
\label{subsec:F1_fimBlockStruct}

记第 $\ell$ 颗卫星观测均值向量为
%
\begin{equation}
  \boldsymbol\mu_\ell(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}},\delta_\ell,\boldsymbol\zeta_\ell)
  =
  \sum_{k=1}^{K}
  \zeta_{\ell,k}\,
  \mathbf g_{\ell,k}(\boldsymbol\xi_k,\nu_{\mathrm{ref},k},\delta_\ell),
\end{equation}
%
其中
%
\begin{equation}
  \mathbf g_{\ell,k}(\boldsymbol\xi_k,\nu_{\mathrm{ref},k},\delta_\ell)
  =
  \mathbf q_{\ell,k}(\nu_{\mathrm{ref},k},\delta_\ell)
  \otimes
  \mathbf a_\ell(\boldsymbol\xi_k),
  \qquad
  [\mathbf q_{\ell,k}]_t
  =
  s_k(t-\delta_\ell)\,
  e^{j\nu_{\ell,k}(\boldsymbol\xi_k,\nu_{\mathrm{ref},k})(t-\delta_\ell)}.
\end{equation}
%
参考星 $\ell_{\mathrm{ref}}$ 有 $\delta_{\ell_{\mathrm{ref}}}\equiv 0$，仅 $L-1$ 个非参考星贡献 $\delta_\ell$ 自由度。

按\appref{sec:A6_multiArrayStatDetDoaDopplerCrb} 的 Slepian--Bangs 公式，各星条件独立的圆对称复高斯模型下 \gls{fim}元素为
%
\begin{equation}
  \big[\mathcal I(\boldsymbol\kappa)\big]_{ij}
  =
  \sum_{\ell=0}^{L-1}
  \frac{2}{\sigma_\ell}
  \Re\left\{
    \frac{\partial\boldsymbol\mu_\ell^\Herm}{\partial\kappa_i}
    \frac{\partial\boldsymbol\mu_\ell}{\partial\kappa_j}
  \right\}.
\end{equation}
%
按 $(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}},\boldsymbol\delta,\boldsymbol\psi_\zeta)$ 三段分块为
%
\begin{equation}
  \label{eq:F1_three_block}
  \mathcal I
  =
  \begin{bmatrix}
    \mathcal I_{\eta\eta} & \mathcal I_{\eta\delta} & \mathcal I_{\eta\psi}\\
    \mathcal I_{\delta\eta} & \mathcal I_{\delta\delta} & \mathcal I_{\delta\psi}\\
    \mathcal I_{\psi\eta} & \mathcal I_{\psi\delta} & \mathcal I_{\psi\psi}
  \end{bmatrix}.
\end{equation}

由于不同卫星之间噪声独立、$\delta_\ell$ 仅出现在第 $\ell$ 颗卫星的均值向量中，$\mathcal I_{\delta\delta}$ 是 $(L-1)\times(L-1)$ 的\emph{对角矩阵}（参考星对应行/列已去除）：
%
\begin{equation}
  \big[\mathcal I_{\delta\delta}\big]_{\ell\ell'}
  =
  \frac{2}{\sigma_\ell}
  \Re\left\{
    \frac{\partial\boldsymbol\mu_\ell^\Herm}{\partial\delta_\ell}
    \frac{\partial\boldsymbol\mu_\ell}{\partial\delta_\ell}
  \right\}
  \cdot
  \mathbb 1\{\ell=\ell'\},
  \qquad
  \ell,\ell'\neq\ell_{\mathrm{ref}}.
\end{equation}
%
$\mathcal I_{\delta\psi}$ 同样具有按 $\ell$ 的块对角结构：第 $\ell$ 个 $\delta$ 行只与本星复增益 $\{\zeta_{\ell,k}^{(r)},\zeta_{\ell,k}^{(i)}\}_{k=1}^K$ 列有非零分块。这两个性质使下文 Schur 消去可逐星独立完成。

\subsection{Schur complement 消去 \texorpdfstring{$\boldsymbol\delta$}{δ}}
\label{subsec:F2_schurDelta}

先消复增益。沿用\appref{sec:A6_multiArrayStatDetDoaDopplerCrb} 的复增益投影做法，对每颗卫星定义对其 $K$ 列空时模板 $\mathbf G_\ell=[\mathbf g_{\ell,1},\ldots,\mathbf g_{\ell,K}]$ 的正交投影
%
\begin{equation}
  \mathcal P_{\mathbf G_\ell}
  =
  \mathbf G_\ell\big(\mathbf G_\ell^\Herm\mathbf G_\ell\big)^{-1}\mathbf G_\ell^\Herm,
  \qquad
  \mathcal P_{\mathbf G_\ell}^\perp
  =
  \mathbf I_{M_\ell T}-\mathcal P_{\mathbf G_\ell}.
\end{equation}
%
\eqref{eq:F1_three_block} 关于复增益块的 Schur 补可写为
%
\begin{equation}
  \label{eq:F2_after_psi}
  \mathcal I^{(\psi)}
  \triangleq
  \begin{bmatrix}
    \mathcal I_{\eta\eta}' & \mathcal I_{\eta\delta}'\\
    \mathcal I_{\delta\eta}' & \mathcal I_{\delta\delta}'
  \end{bmatrix},
  \qquad
  \begin{aligned}
    \mathcal I_{\eta\eta}'
    &=
    2\sum_{\ell}\frac{1}{\sigma_\ell}
    \Re\left\{
      \mathbf J_{\eta,\ell}^\Herm
      \big(\mathbf I-\mathcal P_{\mathbf G_\ell}\big)
      \mathbf J_{\eta,\ell}
    \right\}\big|_{\delta_\ell=0},\\
    \mathcal I_{\delta\delta}'
    &=
    \operatorname{diag}\Big(
      \tfrac{2}{\sigma_\ell}
      \Re\big\{\mathbf j_{\delta,\ell}^\Herm
      (\mathbf I-\mathcal P_{\mathbf G_\ell})
      \mathbf j_{\delta,\ell}\big\}\big|_{\delta_\ell=0}
    \Big)_{\ell\neq\ell_{\mathrm{ref}}},\\
    \mathcal I_{\eta\delta}'
    &=
    \begin{bmatrix}
      \cdots\quad
      \tfrac{2}{\sigma_\ell}
      \Re\big\{\mathbf J_{\eta,\ell}^\Herm
      (\mathbf I-\mathcal P_{\mathbf G_\ell})\mathbf j_{\delta,\ell}\big\}\big|_{\delta_\ell=0}
      \quad\cdots
    \end{bmatrix},
  \end{aligned}
\end{equation}
%
其中 $\mathbf J_{\eta,\ell}=\dfrac{\partial\boldsymbol\mu_\ell}{\partial\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}}$、$\mathbf j_{\delta,\ell}=\dfrac{\partial\boldsymbol\mu_\ell}{\partial\delta_\ell}$ 均在小误差区于 $\delta_\ell=0$ 处展开。Jacobian $\mathbf J_{\eta,\ell}$ 的列结构与\appref{subsec:E2_multiUserMultiSatCrb} 完全一致；只需在 $\mathbf j_{\delta,\ell}$ 处显式展开 $\delta_\ell$ 进入的两条途径——相位偏移 $-\nu_{\ell,k}\delta_\ell$ 与导频时间偏移 $s_k(t-\delta_\ell)$：
%
\begin{equation}
  \label{eq:F2_jdelta}
  \frac{\partial\mathbf g_{\ell,k}}{\partial\delta_\ell}\bigg|_{\delta_\ell=0}
  =
  \mathbf q_{\ell,k}^{\,\mathrm{te}}
  \otimes
  \mathbf a_\ell(\boldsymbol\xi_k),
  \qquad
  \big[\mathbf q_{\ell,k}^{\,\mathrm{te}}\big]_t
  =
  \big[\dot s_k(t)-j\nu_{\ell,k}s_k(t)\big]e^{j\nu_{\ell,k}t},
\end{equation}
%
其中 $\dot s_k(t)\triangleq -\dfrac{\partial s_k(t-\delta_\ell)}{\partial\delta_\ell}\big|_{\delta_\ell=0}$ 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
%
\begin{equation}
  \label{eq:F2_efim_final}
  \mathcal I_{\mathrm e}(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}})
  =
  \mathcal I_{\eta\eta}'
  -
  \sum_{\ell\neq\ell_{\mathrm{ref}}}
  \frac{1}{[\mathcal I_{\delta\delta}']_{\ell\ell}}
  \mathbf v_{\eta\delta,\ell}'\,
  \mathbf v_{\eta\delta,\ell}'^{\,\Tran},
\end{equation}
%
其中 $\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'$ 为 $\mathcal I_{\eta\delta}'$ 中第 $\ell$ 列。这就是``逐星扣除 $\delta_\ell$ 引入的信息损失''的解析形式。

特别地，参考星 $\ell_{\mathrm{ref}}$ 不贡献 $\delta$ 自由度，对 \gls{efim} 的贡献保持与完全相干情形相同；信息损失完全来自其余 $L-1$ 颗带时间戳误差的卫星。

\subsection{数值 EFIM 评估框架}
\label{subsec:F3_numericalEfim}

大误差区下 \eqref{eq:F2_efim_final} 的一阶展开失效。此时把 \gls{efim} 视为关于 $\boldsymbol\delta$ 真值的函数，按下列流程逐场景数值评估：
\begin{enumerate}
  \item 给定真值 $(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}},\boldsymbol\delta)$ 与各星 $\sigma_\ell$、$\{\zeta_{\ell,k}\}$；
  \item 对每颗卫星 $\ell$，按 \eqref{eq:sec5_signal_model} 计算 $\mathbf g_{\ell,k}(\delta_\ell)$ 及其关于 $(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}},\delta_\ell)$ 的数值 Jacobian——其中 $\dfrac{\partial}{\partial\delta_\ell}$ 不再用 \eqref{eq:F2_jdelta} 一阶近似，而是用中心差分直接评估 $s_k(t-\delta_\ell)$ 与 $e^{j\nu_{\ell,k}(t-\delta_\ell)}$；
  \item 组装 \eqref{eq:F1_three_block} 各分块，按\appref{subsec:F2_schurDelta} 的顺序先消复增益、再消 $\boldsymbol\delta$；
  \item 输出 $\mathcal I_{\mathrm e}(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}};\boldsymbol\delta)$ 并取逆得到 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$ 的 \gls{crb}。
\end{enumerate}
$\boldsymbol\delta$ 在导频自相关半宽 $T_{\mathrm{ac}}$ 处的非线性会让 $\mathcal I_{\delta\delta}'$ 显著偏离对角形式（不同 $\ell$ 之间通过导频互相关项耦合），此时 \eqref{eq:F2_efim_final} 的``逐星扣除''形式不再适用，需要对 $\boldsymbol\delta$ 块整体求逆。

% TODO: 实际数值评估的离散化精度（差分步长选取、导频上采样系数）与后续仿真结果对齐后补充

\subsection{特殊情形：\texorpdfstring{$K=1$, $L=2$}{K=1, L=2} 解析推导}
\label{subsec:F4_K1L2}

最简非平凡情形：单用户（$K=1$）、双星（$L=2$，参考星 $\ell_{\mathrm{ref}}=0$、非参考星 $\ell=1$、唯一时间戳误差 $\delta_1$）。主参数 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}=\boldsymbol\eta=[\alpha,\beta,\nu_{\mathrm{ref}}]^\Tran\in\mathbb R^3$，干扰参数包含 $\delta_1$ 与两颗星的复增益、噪声方差。

\paragraph{投影简化}
单用户下每颗卫星 $\mathbf G_\ell$ 退化为单列 $\mathbf g_\ell=\mathbf q_\ell\otimes\mathbf a_\ell$，复增益投影 $\mathcal P_{\mathbf G_\ell}$ 退化为 $\mathbf g_\ell\mathbf g_\ell^\Herm/\|\mathbf g_\ell\|^2$，与\appref{sec:A6_multiArrayStatDetDoaDopplerCrb} 的单用户基线一致。\eqref{eq:F2_after_psi} 中
%
\begin{equation}
  \mathcal I_{\eta\eta}'
  =
  \mathcal I_{\mathrm e}^{(\mathrm{stat})}(\boldsymbol\eta)
  =
  \frac{2|\zeta_0|^2}{\sigma_0}
  \Re\big\{\mathbf D_0^\Herm\mathcal P_{\mathbf g_0}^\perp\mathbf D_0\big\}
  +
  \frac{2|\zeta_1|^2}{\sigma_1}
  \Re\big\{\mathbf D_1^\Herm\mathcal P_{\mathbf g_1}^\perp\mathbf D_1\big\}\bigg|_{\delta_1=0},
\end{equation}
%
其中 $\mathbf D_\ell$ 沿用 \eqref{eq:A6_Dl} 定义，$\delta_1=0$ 处求值即得到完全相干情形的 \gls{efim}。

\paragraph{$\delta_1$ 块}
$\boldsymbol\delta=[\delta_1]$ 退化为标量，\eqref{eq:F2_jdelta} 中
%
\begin{equation}
  \big[\mathbf q_1^{\,\mathrm{te}}\big]_t
  =
  \big[\dot s(t)-j\nu_1 s(t)\big]e^{j\nu_1 t},
  \qquad
  \mathbf j_{\delta,1}
  =
  \zeta_1\,\mathbf q_1^{\,\mathrm{te}}\otimes\mathbf a_1(\boldsymbol\xi).
\end{equation}
%
对应的标量 Fisher 信息为
%
\begin{equation}
  \mathcal I_{\delta\delta}'
  =
  \frac{2|\zeta_1|^2}{\sigma_1}
  \big\|\mathbf a_1(\boldsymbol\xi)\big\|_2^2
  \cdot
  \Re\big\{(\mathbf q_1^{\,\mathrm{te}})^\Herm\mathcal P_{\mathbf q_1}^\perp\mathbf q_1^{\,\mathrm{te}}\big\},
\end{equation}
%
其中 $\mathcal P_{\mathbf q_1}^\perp=\mathbf I_T-\mathbf q_1\mathbf q_1^\Herm/\|\mathbf q_1\|^2$。化简利用了 Kronecker 内积关系 $(\mathbf u_1\otimes\mathbf v_1)^\Herm(\mathbf u_2\otimes\mathbf v_2)=(\mathbf u_1^\Herm\mathbf u_2)(\mathbf v_1^\Herm\mathbf v_2)$，并把空间部分因式 $\|\mathbf a_1\|^2$ 提出。

\paragraph{交叉项与 EFIM 闭式}
对 $(\boldsymbol\eta,\delta_1)$ 的交叉项类似可写为
%
\begin{equation}
  \mathbf v'_{\eta\delta,1}
  =
  \frac{2}{\sigma_1}
  \Re\Big\{
    \zeta_1^*\mathbf D_1^\Herm
    \big(\mathbf I-\mathcal P_{\mathbf g_1}\big)
    \big[\zeta_1\,\mathbf q_1^{\,\mathrm{te}}\otimes\mathbf a_1\big]
  \Big\}\in\mathbb R^3.
\end{equation}
%
代入 \eqref{eq:F2_efim_final} 得到 $K=1, L=2$ 情形下的闭式 \gls{efim}
%
\begin{equation}
  \label{eq:F4_efim_K1L2}
  \mathcal I_{\mathrm e}(\boldsymbol\eta)\bigg|_{K=1,L=2}
  =
  \mathcal I_{\eta\eta}'
  -
  \frac{\mathbf v'_{\eta\delta,1}\,\mathbf v'^{\Tran}_{\eta\delta,1}}{\mathcal I_{\delta\delta}'},
\end{equation}
%
即在双星基线的 \gls{efim} 上扣除一个秩一信息损失项，损失大小由非参考星上 $\delta_1$ 与主参数的得分重叠决定。

\paragraph{特例：导频为单音常包络}
若进一步取 $s(t)\equiv 1$（常包络单音导频），则 $\dot s(t)\equiv 0$，\eqref{eq:F2_jdelta} 退化为 $\mathbf q_1^{\,\mathrm{te}}=-j\nu_1\mathbf q_1$，故 $\delta_1$ 进入似然只通过相位偏移 $-\nu_1\delta_1$ 一项；它与 $\dfrac{\partial}{\partial\nu_{\mathrm{ref}}}$ 完全共线（同为 $\dfrac{\partial\mathbf q_1}{\partial\nu_1}$ 方向），$\delta_1$ 与 $\nu_{\mathrm{ref}}$ 不可分辨——\gls{efim} 在 $\nu_{\mathrm{ref}}$ 方向变得奇异。此即 ``纯相位扰动下时间戳误差与 Doppler 完全耦合''的退化情形，说明可辨识性依赖导频带宽 $\dot s(t)\not\equiv 0$。

% TODO: $K=1, L\ge 3$ 与 $K\ge 2, L=2$ 的解析中间结果——前者需引入 $L-1$ 个 δ_ℓ 联合处理（仍对角，但 v'_{ηδ} 维度变为 3×(L-1)）；后者多用户耦合让 $\mathcal P_{\mathbf G_\ell}$ 不再因式化，闭式较繁。本附录暂留为数值评估。

\subsection{忽略时间戳误差的 MCRB}
\label{subsec:F5_mcrb}

\appref{subsec:F2_schurDelta} 给出了把 $\boldsymbol\delta$ 当未知干扰参数\emph{估计}时主参数 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$ 的 \gls{efim}。本小节处理互补情形：估计器假设星间已同步、令 $\delta_\ell\equiv 0$ 而\emph{不}把 $\boldsymbol\delta$ 纳入模型，真值却含 $\boldsymbol\delta^\star\neq\mathbf 0$。这是一类均值模型误指定，其下界为 \gls{mcrb}~\cite{richmondParameterBoundsEstimation2015}。沿用\appref{subsec:F1_fimBlockStruct} 的记号，记 $\boldsymbol\eta^\star$、$\boldsymbol\eta^{\mathrm{pt}}$ 分别为 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$ 的真值与伪真值；噪声方差 $\{\sigma_\ell\}$ 在真值与假设模型中相同、仅进入协方差，按\appref{sec:A6_multiArrayStatDetDoaDopplerCrb} 与均值参数解耦，下文固定 $\mathbf R=\operatorname{blkdiag}(\sigma_\ell\mathbf I)$ 只分析均值参数。

\paragraph{误指定模型与伪真值}
真实观测均值记为 $\boldsymbol\mu_\ell^\star\triangleq\boldsymbol\mu_\ell(\boldsymbol\eta^\star,\delta_\ell^\star,\boldsymbol\zeta_\ell^\star)$；假设模型族把均值限制在 $\delta_\ell=0$ 流形上，$\boldsymbol\mu_\ell(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}},0,\boldsymbol\zeta_\ell)=\mathbf G_\ell(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}})\boldsymbol\zeta_\ell$（$\mathbf G_\ell$ 在 $\delta=0$ 处求值）。两模型协方差相同，\gls{kl} 散度退化为白化均值失配
%
\begin{equation}
  \label{eq:F5_kl}
  D_{\mathrm{KL}}
  =
  \sum_{\ell}\frac{1}{\sigma_\ell}
  \big\|
    \boldsymbol\mu_\ell^\star-\mathbf G_\ell(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}})\boldsymbol\zeta_\ell
  \big\|_2^2
  +\mathrm{const}.
\end{equation}
%
\gls{mml} 估计器收敛到使 \eqref{eq:F5_kl} 最小的伪真值 $(\boldsymbol\eta^{\mathrm{pt}},\boldsymbol\zeta^{\mathrm{pt}})$。对每颗星按 $\boldsymbol\zeta_\ell$ 闭式消元得 $\boldsymbol\zeta_\ell^{\mathrm{pt}}=(\mathbf G_\ell^\Herm\mathbf G_\ell)^{-1}\mathbf G_\ell^\Herm\boldsymbol\mu_\ell^\star$，代回得\emph{误指定集中准则}
%
\begin{equation}
  \label{eq:F5_pseudotrue}
  \boldsymbol\eta^{\mathrm{pt}}
  =
  \argmin_{\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}}
  \sum_{\ell}\frac{1}{\sigma_\ell}
  \big\|\mathcal P_{\mathbf G_\ell(\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}})}^\perp\boldsymbol\mu_\ell^\star\big\|_2^2.
\end{equation}
%
它与正文集中似然 \eqref{eq:sec4_concentrated} 同形，只是以确定的真实均值 $\boldsymbol\mu_\ell^\star$ 取代了随机观测 $\tilde{\mathbf y}_\ell$；$\boldsymbol\eta^{\mathrm{pt}}\neq\boldsymbol\eta^\star$ 之差完全由 $\boldsymbol\delta^\star$ 经 $\boldsymbol\mu_\ell^\star$ 注入。

\paragraph{偏置的一阶表达}
小误差区把真实均值在 $\delta=0$ 处展开
%
\begin{equation}
  \label{eq:F5_mean_expand}
  \boldsymbol\mu_\ell^\star
  =
  \boldsymbol\mu_\ell(\boldsymbol\eta^\star,0,\boldsymbol\zeta_\ell^\star)
  +
  \delta_\ell^\star\,\mathbf j_{\delta,\ell}
  +
  O((\delta_\ell^\star)^2),
\end{equation}
%
其中 $\mathbf j_{\delta,\ell}=\sum_k\zeta_{\ell,k}^\star\,\dfrac{\partial\mathbf g_{\ell,k}}{\partial\delta_\ell}$ 同 \eqref{eq:F2_jdelta}。零阶项在 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}=\boldsymbol\eta^\star$ 处被 \eqref{eq:F5_pseudotrue} 精确拟合（残差为零），故偏置 $\mathbf b\triangleq\boldsymbol\eta^{\mathrm{pt}}-\boldsymbol\eta^\star$ 由 $\delta_\ell^\star\mathbf j_{\delta,\ell}$ 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}
  \mathbf b
  =
  (\mathcal I_{\eta\eta}')^{-1}
  \sum_{\ell\neq\ell_{\mathrm{ref}}}
  \mathbf v_{\eta\delta,\ell}'\,\delta_\ell^\star
  +O(\|\boldsymbol\delta^\star\|^2),
\end{equation}
%
其中 $\mathcal I_{\eta\eta}'$ 与 $\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'$ 即 \eqref{eq:F2_after_psi} 中的同步基线 \gls{efim} 与 $\boldsymbol\eta$--$\delta$ 交叉信息列。即偏置复用了 \gls{efim} 推导里的同一批分块：它沿 $(\mathcal I_{\eta\eta}')^{-1}\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'$ 方向、正比于真值时间戳 $\delta_\ell^\star$。

\paragraph{MCRB 的 sandwich 矩阵}
将均值参数堆叠为 $\boldsymbol\theta\triangleq[\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}^\Tran,\boldsymbol\psi_\zeta^\Tran]^\Tran$、其堆叠均值为 $\boldsymbol\mu(\boldsymbol\theta)$。圆对称复高斯下误指定对数似然的两个 sandwich 矩阵在伪真值 $\boldsymbol\theta^{\mathrm{pt}}$ 处为
%
\begin{align}
  \label{eq:F5_B}
  \mathbf B
  &=
  2\,\Re\big\{
    (\partial_{\boldsymbol\theta}\boldsymbol\mu)^\Herm
    \mathbf R^{-1}
    (\partial_{\boldsymbol\theta}\boldsymbol\mu)
  \big\}\big|_{\boldsymbol\theta^{\mathrm{pt}}}
  =
  \mathcal I(\boldsymbol\theta^{\mathrm{pt}}),\\
  \label{eq:F5_A}
  \mathbf A
  &=
  \mathbf B
  -
  2\,\Re\big\{
    (\partial^2_{\boldsymbol\theta\boldsymbol\theta}\boldsymbol\mu)^\Herm
    \mathbf R^{-1}\,
    \mathbf r^{\mathrm{pt}}
  \big\}\big|_{\boldsymbol\theta^{\mathrm{pt}}},
  \qquad
  \mathbf r^{\mathrm{pt}}
  \triangleq
  \boldsymbol\mu^\star-\boldsymbol\mu(\boldsymbol\theta^{\mathrm{pt}}).
\end{align}
%
$\mathbf B$ 即模型 \gls{fim}（\eqref{eq:A6_fim_general} 的 Slepian--Bangs 形式）在伪真值处求值——伪真值处的法方程使得分的确定性部分为零，故 $\mathbf B$ 仅由随机部分贡献；$\mathbf A$ 在 $\mathbf B$ 上减去``曲率 $\times$ 残差''修正，残差 $\mathbf r^{\mathrm{pt}}$ 是误指定流形拟合不到的那部分 $\boldsymbol\delta^\star$ 扰动；其中二阶模型导数 $\partial^2_{\boldsymbol\theta\boldsymbol\theta}\boldsymbol\mu$ 含导频对时延的二阶导数 $\ddot s$，须按\appref{sec:userPositionCrb} 的带限约定评估、同样不用循环/块周期约定，否则该曲率项会被观测窗边界的导数奇异主导而失去物理意义。任意对伪真值无偏的估计器满足 $\operatorname{Cov}(\widehat{\boldsymbol\theta})\succeq\mathbf A^{-1}\mathbf B\mathbf A^{-1}$，$\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$ 的 \gls{mcrb} 取该矩阵对应 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$ 的子块；叠加偏置 \eqref{eq:F5_bias} 即得正文绕真值的总误差界 \eqref{eq:sec5_mcrb}。

\paragraph{一致性与稳健性}
当 $\boldsymbol\delta^\star\to\mathbf 0$：残差 $\mathbf r^{\mathrm{pt}}\to\mathbf 0$ 故 $\mathbf A\to\mathbf B=\mathcal I$、偏置 $\mathbf b\to\mathbf 0$，\eqref{eq:sec5_mcrb} 退回同步基线 \gls{crb} $(\mathcal I_{\eta\eta}')^{-1}$，与\appref{subsec:F2_schurDelta} 在 $\delta=0$ 处的结果一致。小误差区 $\mathbf r^{\mathrm{pt}}=O(\boldsymbol\delta^\star)$，故方差项 $\mathbf A^{-1}\mathbf B\mathbf A^{-1}=(\mathcal I_{\eta\eta}')^{-1}+O(\boldsymbol\delta^\star)$、主导误差是偏置外积 $\mathbf b\mathbf b^\Tran=O(\|\boldsymbol\delta^\star\|^2)$。两条路线由此对照清晰：估计 $\boldsymbol\delta$（\appref{subsec:F2_schurDelta}）以\emph{方差}为代价——\gls{efim} 被秩一项 $\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'^{\,\Tran}/[\mathcal I_{\delta\delta}']_{\ell\ell}$ 扣减；忽略 $\boldsymbol\delta$（本小节）以\emph{偏置}为代价——方差几乎不变但叠加 $\mathbf b\mathbf b^\Tran$。

偏置方向 $(\mathcal I_{\eta\eta}')^{-1}\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'$ 与\appref{subsec:F4_K1L2} 中``$\delta_\ell$ 与 $\nu_{\mathrm{ref}}$ 共线''的退化同源：当导频为单音常包络（$\dot s\equiv 0$）时 $\mathbf j_{\delta,\ell}$ 落入增益子空间、被 $\mathcal P_{\mathbf G_\ell}^\perp$ 投影为零，故 $\mathbf v_{\eta\delta,\ell}'\to\mathbf 0$、偏置消失——此模型对忽略时间戳误差\emph{稳健}，偏置仅经导频带宽 $\dot s\not\equiv 0$ 进入、且为 $O(\|\boldsymbol\delta^\star\|^2)$ 小量。换言之，本模型的 \gls{mcrb} 主要说明``忽略小钟差近乎无损''；唯当某个主参数与 $\delta_\ell$ 的得分在 $\mathcal P_{\mathbf G_\ell}^\perp$ 投影后强耦合（不再被复增益吸收）时，\eqref{eq:F5_bias} 的偏置才显著放大。

\subsection{位置模型下的时延--时间戳同轴混淆}
\label{subsec:F6_tauDeltaConfound}

\appref{subsec:F1_fimBlockStruct}--\appref{subsec:F5_mcrb} 把 $\delta_\ell$ 加在多用户 \gls{doa} 基线、主参数取 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$。本小节把同一套 Schur 机器搬到第~\ref{sec:userPositioning} 节含传播时延的位置模型、主参数取 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu\text{-}pos}}$，量化正文第~\ref{subsec:tauDeltaConfound} 小节的混淆结论。

\paragraph{均值导数共线}
群时延位置模型下载波相位吸入 $\zeta_\ell$，$\delta_\ell$ 只经导频包络 $s_k(t-\tau_{\ell,k}(\mathbf p_k)-\delta_\ell)$ 进入，其对均值的导数退化为单一时延模板
%
\begin{equation}
  \label{eq:F6_jdelta}
  \frac{\partial\mathbf g_{\ell,k}}{\partial\delta_\ell}
  =\mathbf q_{\ell,k}^{\mathrm{del}}\otimes\mathbf a_\ell(\mathbf p_k),
  \qquad
  \big[\mathbf q_{\ell,k}^{\mathrm{del}}\big]_t=-\dot s_k\big(t-\tau_{\ell,k}\big)e^{j\nu_{\ell,k}t},
\end{equation}
%
它与附录 G 的时延列 $\partial\mathbf g_{\ell,k}/\partial\tau_{\mathrm{ref},k}=\mathbf q_{\ell,k}^{\mathrm{del}}\otimes\mathbf a_\ell$ 相同，并与位置列的时延贡献 $\big(\mathbf q_{\ell,k}^{\mathrm{del}}\,\partial\Delta\tau_{\ell,k}/\partial\mathbf p_k\big)\otimes\mathbf a_\ell$ 共线。即 $\delta_\ell$ 的均值导数落在该星时延通道所张子空间内。对照 \eqref{eq:F2_jdelta}：\gls{doa} 基线上 $\delta_\ell$ 还经相位 $-j\nu s$ 进入、与 $\nu_{\mathrm{ref}}$ 纠缠；位置模型把相位常数并入 $\zeta_\ell$ 后，$\delta_\ell$ 纯经包络、转而与时延/距离纠缠。

\paragraph{单用户退化}
单用户（略去 $k$）下每颗非参考星贡献一个时延方向 $\mathbf q_\ell^{\mathrm{del}}\otimes\mathbf a_\ell$；位置经 $\Delta\tau_\ell(\mathbf p)$ 的距离信息恰沿这 $L-1$ 个方向进入 $\mathbf D_\ell^{\mathrm{pos}}$ 的位置列。对 $\boldsymbol\delta$ 的 Schur 边缘化 \eqref{eq:F2_efim_final} 在每颗星上正交投影掉 $\partial\mathbf g_\ell/\partial\delta_\ell$ 方向，恰好把位置列的时延贡献整条消去，$\boldsymbol\delta$-边缘化后的位置 \gls{efim} 只剩角度与差分 Doppler 两通道
%
\begin{equation}
  \label{eq:F6_singleuser}
  \mathcal I_{\mathrm e}(\boldsymbol\eta_{\mathrm{pos}})\big|_{\boldsymbol\delta\text{ marg.}}
  =\mathcal I_{\mathrm e}^{\,\mathrm{ang+dop}}(\boldsymbol\eta_{\mathrm{pos}}),
\end{equation}
%
时延/\gls{tdoa} 通道净贡献为零。这是 \appref{subsec:F4_K1L2} 中``$\dot s\equiv0$ 时 $\delta$ 与 $\nu_{\mathrm{ref}}$ 共线''退化的对偶：那里 $\delta$ 无包络信息、并入 Doppler；这里 $\delta$ 有包络信息、却与 $\tau_{\mathrm{ref}}$/距离共线，吃掉测距增益。

\paragraph{多用户恢复}
多用户下 $\delta_\ell$ 是逐星参数、被该星 $K$ 个用户共享，其对均值的导数为单一合成方向
%
\begin{equation}
  \frac{\partial\boldsymbol\mu_\ell}{\partial\delta_\ell}
  =\sum_{k=1}^{K}\zeta_{\ell,k}\,\mathbf q_{\ell,k}^{\mathrm{del}}\otimes\mathbf a_\ell(\mathbf p_k);
\end{equation}
%
而 $K$ 个用户的时延贡献 $\big\{(\mathbf q_{\ell,k}^{\mathrm{del}}\,\partial\Delta\tau_{\ell,k}/\partial\mathbf p_k)\otimes\mathbf a_\ell(\mathbf p_k)\big\}_{k=1}^{K}$ 因几何 $\partial\Delta\tau_{\ell,k}/\partial\mathbf p_k$ 与空间签名 $\mathbf a_\ell(\mathbf p_k)$ 互异，张成至多 $K$ 个不同方向。Schur 边缘化每星只投影掉这一个合成方向，故 $K-1$ 个时延方向存活，时延通道随用户数恢复。等价地，同星不同用户的观测到达时间差相减
%
\begin{equation}
  \big[\Delta\tau_{\ell,k}(\mathbf p_k)+\delta_\ell\big]
  -\big[\Delta\tau_{\ell,k'}(\mathbf p_{k'})+\delta_\ell\big]
  =\Delta\tau_{\ell,k}(\mathbf p_k)-\Delta\tau_{\ell,k'}(\mathbf p_{k'})
\end{equation}
%
消去共享 $\delta_\ell$，把它从混淆中超定地分离。故\emph{多用户共享结构是 $\delta_\ell$ 可辨识、\gls{tdoa} 通道净增益的必要条件}。

\paragraph{一般情形}
一般 $L$、大误差区按 \appref{subsec:F3_numericalEfim} 数值评估：把含 $\tau_{\mathrm{ref}}$ 列的 $\mathbf D_\ell^{\mathrm{pos}}$（附录 G）与 $\boldsymbol\delta$ 块按先复增益、后 $\boldsymbol\delta$ 的顺序 Schur；$\mathbf q^{\mathrm{del}}$ 在导频自相关半宽处的非线性同样使逐星扣除失效、需整体求逆。

\medskip

至此，附录 F 给出了时间戳误差的三类结果：作为干扰参数估计时关于 $\boldsymbol\eta_{\mathrm{mu}}$ 的 \gls{efim}（见前述各小节），被估计器忽略时的 \gls{mcrb}（\appref{subsec:F5_mcrb}），以及位置模型下 $\delta_\ell$ 与到达时间差通道同轴混淆、单用户退化而多用户共享结构恢复的秩分析（\appref{subsec:F6_tauDeltaConfound}）。多用户情形与一般 $L$ 的 \gls{efim} 由\appref{subsec:F3_numericalEfim} 的数值流程评估，作为后续数据驱动方法与界对比的基础。