一、前言
太阳系提供了一条极少见的“几何可控走廊”:同一发射源(行星雷达回波、深空探测器相干载波、激光测距回波等)在掠日会合前后,其传播路径的太阳最近掠过距离 b 随时间连续变化,并可在数天到数周内形成一条高密度序列。若路径确含有频率无关的公共项,则掠日序列应在完成标准几何与标准介质扣除后,仍留下随 b 可预报、跨频不翻向、跨站可复验的残余延迟结构;并且该结构应同时出现在测距与测速(多普勒)中,形成一条自洽的“同源多路径”证伪链。
二、预测(核心一句话)
对同一发射源在掠日会合前后形成的多路径序列,在扣除标准几何项、标准相对论项与色散介质项后,残余时间延迟将包含一个频率无关的公共项 Δt_common(b),其满足三条刚性结构:
- 无色散:在多频或双频(例如 X/Ka 或射电/激光并行)中,Δt_common 不随频率按 1/ν²、λ² 等色散律缩放或翻向。
- 随 b 可预报:Δt_common 的幅度随 b 单调变化(b 越小,|Δt_common| 越大),且对会合前后的同一 b 呈近对称复现;对同一天的不同地面站或不同链路,Δt_common 仅由 b 与几何决定而不应随站点身份随机漂移。
- 测距—测速自洽:同一序列中,测速残差的时间积分与测距残差给出的 Δt_common(b) 在统一口径下闭合;若只在测距或只在测速中出现、或两者闭合失败,则不支持该公共项。
三、一句话目标
用掠日序列把“无色散公共项”从介质与仪器中剥离出来:在同源多路径的可控几何下,给出可复验的 Δt_common(b) 曲线或否证线。
四、要测什么
- 掠日几何主量:对每个历元计算太阳最近掠过距离 b、太阳视角分离 ε、以及上下行链路的几何对称性;以 b 作为主自变量冻结口径。
- 多频观测量:至少两条频率通道同步输出相干观测量(测距、群延迟或相位延迟、以及多普勒频移),并记录各通道的带宽、采样窗与时标。
- 标准扣除项:对每个历元冻结并扣除
Δt_std = Δt_geom + Δt_GR + Δt_plasma + Δt_tropo + Δt_inst,
其中 Δt_geom 为历书几何项,Δt_GR 为标准相对论传播项,Δt_plasma 为等离子体色散项(按多频解耦),Δt_tropo 为对流层项,Δt_inst 为仪器延迟账本项。 - 残余公共项定义:
Δt_res = Δt_obs − Δt_std;
从 Δt_res 中提取通过无色散检验的部分作为 Δt_common,并给出不确定度与剔除理由(若被剔除)。 - 无色散判据量:对不同频段残差计算频率斜率指标 S_disp(例如 Δt_res 对 1/ν² 的拟合斜率与残差),要求进入 Δt_common 的部分满足“斜率与零不可区分”。
- 测距—测速闭合量:在统一时标下,将多普勒残差积分得到等效延迟曲线,与测距得到的 Δt_common(b) 进行闭合比较,给出闭合残差 ε_close。
- 跨站一致性:同一天由不同地面站测得的 Δt_common(b) 做互相关,得到峰值时滞 τ_peak,并以零时滞指数 Z0 统计“|τ_peak|≤τ_max”的比例(τ_max 预注册冻结)。
五、怎么做
- 序列构造:选择具备稳定相干链路的同一发射源,覆盖会合前后 b 从“远离太阳”到“接近太阳”的完整区间,并在近 b 区间加密采样;同时设置远离太阳的基线区间作为漂移监视。
- 双频去色散优先:采用双频或多频链路解耦 Δt_plasma,并对每个历元记录解耦残差;若可行,引入激光测距或光学链路作为“天然无色散”对照。
- 两条独立处理链并行:几何历书与相对论扣除、介质扣除与仪器延迟账本分别由独立管线复算;仅当两链给出的 Δt_common(b) 曲线在误差带内一致时,才允许进入仲裁。
- 前馈—盲化—留出:
- 仅依据 b(t)、ε(t) 与已知链路参数,事前冻结“应出现/不应出现公共项增强”的历元区间与对照区间;
- 将历元标签与站点标签编码盲化,先完成 Δt_res 与无色散筛选,再揭盲检验随 b 的可预报性;
- 留出若干关键历元(尤其近 b 区间)作为最终仲裁集,扣除口径不得由留出集反向调整。
- 同源多路径扩展:在同一掠日窗口中引入第二个同源路径(例如同一探测器的不同地面站链路、或同一发射源的不同测量模式如两向测距与单向多普勒),检验 Δt_common 是否在多路径间呈同向一致并满足测距—测速闭合。
六、对照与空检
- 远离太阳基线对照:在 b 足够大时,Δt_common 应显著减弱并稳定在零附近(误差带内);若基线区仍出现与 b 无关的同等级结构,优先判为仪器或时标漂移。
- 色散律对照:在不进行双频解耦的原始残差中应存在明显 1/ν² 结构;完成解耦后若仍残留随 1/ν² 变化的部分,该部分必须被剔除,不得计入 Δt_common。
- 历元置换空检:随机置换历元—b 标签后,“随 b 单调或阈值增强”的结构应退回随机;若置换后仍显著,优先判为分析伪相关。
- 站点置换对照:交换地面站标签或交换延迟账本映射后,跨站一致性应被打碎;若仍保持零时滞同现,需进一步排除共模时标与共模链路伪像。
- 测距—测速交叉对照:若只在某一类观测量中出现而另一类不支持,或闭合残差 ε_close 长期偏离且与 b 无关,则判为不支持公共项。
七、支持(通过)判据
同时满足以下三条,才算“通过”:
- 无色散成立:通过双频/多频解耦后,进入 Δt_common 的残余不呈 1/ν²、λ² 等色散律重标度或翻向,且在更换频段与带宽后结论不翻向。
- 随 b 可复验:Δt_common 的幅度随 b 呈可预报的单调变化或稳定阈值增强,并在会合前后对称复现;对不同地面站与不同链路,曲线在误差带内一致,Z0 显著高于置换对照。
- 闭合成立:测距与测速两端给出的 Δt_common(b) 在统一口径下闭合,ε_close 在留出历元上仍稳定且不随站点身份漂移。
八、否证(未通过)判据
出现以下任一类稳健结果即可否证:
- 残余延迟的主要结构随 1/ν² 或其他色散律缩放,或在更换频段/带宽后翻向,无法形成稳定无色散部分。
- Δt_common 与 b 无统计显著关系,或所谓关系只在单一站点、单一链路或单一扣除口径下出现,跨管线复算失败。
- 测距与测速不闭合,或闭合失败主要由与 b 无关的漂移项主导;会合前后同一 b 不复现,呈不可控滞回。
- 置换空检与站点置换对照仍能复制同等级“随 b 结构”,提示分析伪相关或共模链路伪像。
九、系统误差与对策(限三点)
- 太阳风与等离子体残留:即便双频解耦也可能残留非理想色散或散射偏置。对策:严格执行无色散筛选;对强空间天气窗口单列并降权;以多频拟合残差上限约束残留等离子体项。
- 历书与地面站延迟账本误差:几何与延迟账本漂移可冒充随 b 的结构。对策:两套独立历书/地面站延迟处理链并行复算;基线区监控漂移;站点置换对照锁死“账本伪像”。
- 时标与频标共模:共用参考钟与频标链路会制造跨站零时滞假相关。对策:引入独立时标交叉校验与可追溯频标比对;对共模时标敏感的观测量设为对照层,不得单独支撑主结论。
十、成败线(一句话版)
若掠日序列在完成标准扣除与双频去色散后仍出现频率无关、随 b 可预报且跨站可复验的 Δt_common(b),并能在测距—测速两端闭合且空检可分,则支持本章预测;若残余主要由色散介质、历书/账本漂移或时标共模解释,或随 b 结构不可复验,则否证本章预测。
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