第3章 最小方程与推导概览


I. 一句话目标

一句话目标:以最小集合给出本卷所依赖的方程与变分关系,规范 Phi_T(x,t),n_eff(x,t,f) 与 T_arr 的统一口径,并指明可检验与可反演的核心公式,详细推导置于附录 C。


II. 范围与非目标


III. 术语与符号最小集


IV. 公设与约束(调用第2章 P20-*)


V. 最小方程 S20-*

  1. S20-1 张度势的定义与规范
    Phi_T(x,t) = G( T_fil(x,t) )
    约束:dG/dT_fil > 0,确保单调与可比。
    规范:Phi_T(x_ref,t_ref) = 0。
  2. S20-2 有效折射率的函数依赖
    n_eff(x,t,f) = F( Phi_T(x,t), grad_Phi_T(x,t), rho(x,t), f )
    约束:n_eff(x,t,f) ≥ 1,dim(n_eff) = 1。
  3. S20-3 频带分解
    n_eff(x,t,f) = n_common(x,t) + n_path(x,t,f)
    其中 n_common 为 common(frequency-independent)term,n_path 为 path term。
  4. S20-4 到达时两口径
    • 常量外提口径:T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )
    • 一般口径:T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )
  5. S20-5 频带差分到达时(隔离 path term)
    • 常量外提口径下
      ΔT_arr(f1,f2) = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ ( n_path(x,t,f1) - n_path(x,t,f2) ) d ell )
    • 一般口径下
      ΔT_arr(f1,f2) = ∫ ( ( n_path(x,t,f1) - n_path(x,t,f2) ) / c_ref ) d ell
  6. S20-6 基本不等式与下界
    n_eff ≥ 1 推得
    常量外提口径:T_arr ≥ L_path / c_ref
    一般口径:T_arr ≥ ∫ ( 1 / c_ref ) d ell
  7. S20-7 路径拼接性质
    设 gamma = gamma_1 ∘ gamma_2,则
    常量外提口径:T_arr[gamma] = T_arr[gamma_1] + T_arr[gamma_2]
    一般口径等价成立。
  8. S20-8 规范不变性判据
    若 n_eff = F( grad_Phi_T, rho, f ) 不含 Phi_T 的绝对值,则在变换 Phi_T → Phi_T + const 下有 ΔT_arr = 0。

VI. 一阶变分与敏感度(反演与计量骨架)


VII. 计量与标定流程(调用 M20-* 骨架)


VIII. 实现绑定与接口(调用 I10-* 与 I20-*)


IX. 交叉引用


X. 验证与否证线


XI. 系统误差防护


XII. 产出物