第44章：近地航天器多频链路路径红移的昼夜差检验

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言
近地航天器与地面台站之间的载波相位、群时延与多普勒频偏，天然同时包含：几何多普勒、相对论修正、对流层湿延迟、电离层色散、多径反射、设备群时延与热态漂移等多类效应。昼夜切换（以太阳天顶角、穿刺点局地时或磁经纬为标记）会强烈改变电离层与对流层状态，也会改变地面温湿与设备热态，从而在原始观测中制造显著的“昼—夜差”。
本章要检验的不是这些已知差异本身，而是：在多频与一/二程链路共同约束下，将色散与大气、热态与多径等可预报项充分剥离之后，是否仍残留一个跨频近无色散、在昼夜窗之间稳定呈现、并可跨台站与跨管线复现的“昼—夜差公共项”。若该公共项成立，它将以“整体平移、比值不变”的工程指纹出现：频段—频段的相对关系保持稳定，而绝对基线在昼夜窗之间呈现平滑抬升或压低；且其幅度与符号可由几何—环境层前馈预测。若残差最终表现为典型色散缩放、强依赖口径与处理链或不可复现，则应被否证。

二、预测（核心一句话）
在统一时标/频标与共同带通核的前提下，利用近地航天器—地面台站的一程与二程多频链路，对电离层（1/f² 色散项）、对流层湿延迟、多径与器件热态漂移进行显式建模与留出稳健性检验后，昼侧窗与夜侧窗之间仍将残留一个频率无关的“路径红移昼—夜差”公共项：其在 S/X/Ka 等多频之间同向一致、对带边与子带置换不敏感；在跨台站与跨管线对齐后呈零时滞同现；并随太阳天顶角、穿刺点磁纬/经度与地磁活动等级呈单调、平台或阈值式剖面。若残差随频率按 1/f² 或其它色散律缩放、或主要随低仰角多径/湿延迟/热态漂移模板变化、或跨季节—跨轨道—跨台站不可复现，则否证该预测。

三、一句话目标
以“航天器（轨道类型×高度）× 频段 × 台站 × 管线 × 几何窗”为最小单元，构建可复核的昼—夜差一致性指数与零时滞同现指标，检验在充分剥离色散与大气、热态与多径之后，是否仍存在跨频无色散、可预报且可复验的路径红移昼夜公共项。

四、要测什么

• 昼—夜差一致性指数（文字化分级）
  在共同带通、共同时标与共同对齐后，对一程与二程链路的频偏/群时延/相位残差提取“常项位移”与“缓斜率”，分别在日侧弧段与夜侧弧段估计，并给出强/中/弱、上抬/下压、稳定/不稳定分级；在航天器（LEO/MEO/GEO 等）× 频段（S/X/Ka 等）× 台站/管线 × 太阳天顶角窗的网格上记录符号与幅度稳定性。
• 非色散跨频稳健
  要求昼—夜差对载频与带边不敏感；若随频率呈 1/f² 或其它色散样式缩放，或随带边置换出现规律翻向，判为电离层/色差/链路残留而非目标公共项。
• 零时滞同现（跨频/跨站/跨管线）
  以单一外参时标对齐不同频段、不同台站与不同管线的残差序列，比较日侧—夜侧切换附近的零时滞峰与侧翼对比；若在同一几何窗内出现同向同步的跃迁/平台，计为关键支持。
• 几何与环境剖面
  以仰角、穿刺点局地时、太阳天顶角、磁经纬、穿刺点经度分层，绘制昼—夜差的平台/单调/阈值剖面；并检查与总电子含量（TEC）、可降水量（PWV）、地磁活动（Kp、Dst）以及台站海拔与温度梯度的相关结构，要求其符合前馈预测而非随口径任意漂移。
• 比值稳健与“整体平移、比值不变”
  验证在电离层与对流层模板处理后，频段—频段的相对幅度/相位比保持稳定，而绝对残差呈平滑整体平移（昼夜切换前后基线抬/降），以排除“频段独立漂移”的仪器伪像。
• 一/二程对消关系与端点区分
  通过一程（载钟）与二程（相干转发）的差分与组合，区分地面端、空间端与路径段贡献；若昼—夜差在二程中仍保留且呈非色散一致，则支持路径段解释；若主要随端点本振与热态走，则应降级为设备项。
• 环境—结构前馈可预报性
  仅利用几何与环境层（太阳天顶角、穿刺点局地时、季节/经纬、Kp/Dst、TEC、PWV、台站温湿场、以及必要时的地壳张性活动日志）发布预测卡（昼—夜差方向/量级/是否阈值式），并以命中/错向/空击统计作为主检验之一。

五、怎么做

• 观测与设施族
  选择覆盖 LEO/MEO/GEO 的多类航天器，优先具备相干二程转发与多频一程下行；组织全球多台站并行（不同纬度/经度/海拔），并行运行不少于两条独立管线（时域/频域或等效正交实现）；确保连续跨昼夜弧段覆盖，单弧不少于 6–12 小时，并在不同季节与不同地磁活动等级重复。
• 统一定标与去系统化
  统一频标/时标与时间戳账本，发布氢钟稳标、分频链与队列日志，冻结共同时频口径并执行带边留出；电离层以双/三频差分结合 TEC 模板与 GNSS 网格/掩星交叉约束，做注入—回收以量化色散残留上限；对流层以地面气象、水汽辐射计与数值天气场构造湿延迟模板并设映射函数留出；多径以台站场景与地物反照回归处理，设置仰角阈值与方位留出；器件热态与相位中心以温度—相位/时延伴随监测进行回归，并以硬件状态切换窗留出。
• 弧段构建与窗定义
  以穿刺点局地时与太阳天顶角定义日侧/夜侧/晨昏窗，并设几何对照窗（高仰角/低仰角、海上/内陆、夏/冬）；以“航天器 × 频段 × 台站/管线 × 窗”发布昼—夜差一致性指数表与零时滞同现指标（文字化标签）。
• 分层与堆栈
  按轨道高度与倾角、仰角、穿刺点磁纬、TEC、PWV、Kp/Dst 分层堆栈，识别平台/单调/阈值形态；对方法口径（带通核、高通/去趋势、窗口长度、模板族）做留出并行，要求结论幅度可收缩但不允许系统翻向。
• 前馈—盲化—仲裁
  前馈组仅凭几何与环境层发布昼—夜差预测卡；测量组在盲化条件下独立输出非色散、零时滞与幅度—形态摘要；仲裁组在航天器/频段/台站/管线/窗口维度统计命中/错向/空击并给出裁决，并将晨昏窗、高活动窗与低仰角高风险窗设为留出单元。

六、阳性/阴性对照与空检

• 阳性对照（支持路径红移昼—夜差）
  同一几何窗内，多频—多站—多管线出现同向、幅度相近的非色散昼—夜差，且对带边、高通、窗口与模板族不敏感；一/二程差分显示昼—夜差主要归因于路径段并与端点本振漂移近正交；昼—夜差随太阳天顶角、磁纬、TEC/PWV 与 Kp/Dst 呈单调或平台关系，并在晨昏或高活动窗出现阈值式增强；预测卡命中率显著高于随机，并在留出季节/留出台站/留出航天器复现。
• 阴性对照（反对路径红移昼—夜差）
  残差随频率呈 1/f² 或其它色散规律缩放，或与 TEC 模板残差、湿延迟映射与低仰角多径强相关；昼—夜差仅在单频、单站、单管线或单轨道显著，且对带通、对齐、窗口、高通与模板选择高度敏感；标签置换、时间反演、方法互换或参数打乱后仍“检出”，指向选择/方法偏差；在更严格的电离层/对流层约束、低仰角剔除与热态回归后信号消失，或可由多径、本振温漂与相位中心漂移复制。
• 空检
  对昼/夜窗标签、台站标签、频段标签与轨道标签进行置换；对时间序列做反演与窗函数扰动；对环境模板做随机平移/旋转（保持分布但破坏同位关系）。任何在空检下仍保持同等级显著的“昼—夜差公共项”，不得计入主结论。

七、支持（通过）判据
在不少于两条独立管线、两座台站、两段频段与多类轨道/多季节数据中，复现非色散且零时滞同现的昼—夜差；该昼—夜差随几何与环境层呈单调/平台/阈值结构，并对带通核、对齐口径、窗口长度、高通/去趋势、模板族、仰角筛选与热态回归稳健；仲裁命中率显著超出随机置换，并在预注册留出单元上独立复现通过。

八、否证（未通过）判据
昼—夜差残差被色散、湿延迟、多径或热态耦合主导，或在跨频段/跨台站/跨管线/跨轨道/跨季节不复现；结论对参数与口径高度敏感，或在留出单元中消失/翻向；仲裁命中率接近随机且无法与系统误差或方法伪像区分。

九、系统误差与对策（不超过三点）

• 电离层快速扰动与模型外推
  日侧与极区爆发扰动可将色散残留误判为非色散公共项。对策为多频差分与掩星—地基 GNSS 联合约束、区域同化并设活动阈值留出。
• 对流层湿延迟与地物多径
  低仰角下湿延迟不确定与地面反射易制造昼夜假象。对策为仰角门限与方位留出、水汽辐射计约束与场景化多径回归，并将低仰角窗单列上限。
• 链路热态与本振漂移耦合
  白天温升导致相位/时延缓变，易被误读为昼—夜差。对策为温度—相位伴随监测、器件热模型回归、一/二程正交差分与端点互换测，要求信号在端点置换下仍随路径窗而非随器件窗。

十、执行与公开
预注册：航天器与轨道类型、频段与采样、共同时频口径、非色散/零时滞/剖面形态判据、几何与环境自变量、阳性/阴性对照、排除条款与仲裁评分规则。
留出与复验：设置日/夜/晨昏窗与季节、台站与地磁活动等级的留出单元，用于最终裁决。
跨团队复现：互换原始载波/伪距/相位序列、时间戳与设备状态日志、定标与色差文件与处理脚本，开展降采样、加噪、带通核变体、对齐扰动与模板族替换的稳健性测试。
公开材料：发布预测卡、昼—夜差一致性指数表、零时滞与非色散摘要、带通/色差、电离层与对流层、采样与热态日志及关键中间产物的文字化摘要，支持外部复核。

十一、成败线
若在充分剥离色散、大气、多径与热态系统项之后，近地航天器多频链路仍稳定呈现跨频无色散、跨站跨管线零时滞同现、并随几何—环境层呈单调/平台或阈值结构的昼—夜差公共项，且在留出与空检中通过复验，则支持本章预测；否则若残差遵循色散律或可由湿延迟、多径、热态与处理口径解释且不可复现，即被否证。