目录 / 文档-技术白皮书 / 41-EFT.WP.Comms.Navigation v1.0
I. 说明与依赖锚点
- 本附录仅列出本卷新增/特化符号与单位;通用项见《EFT.WP.Core.Terms v1.0》《EFT.WP.Core.Metrology v1.0》。
- 所有公式/符号/定义统一英文并用反引号;跨卷引用采用“卷名 + 版本号 + 锚点(P/S/M/I)”固定写法。
- 依赖锚点:本卷第2章 S20-*、第3章 S30-*、第4章 S40-*、第5章 S50-*、第6章 S60-*、第7章 S70-*、第8章 S80-*、第9章 S90-*、第10章 S100-*、第11章 S110-*、第12章 S120-*。
II. 书写与计量口径(重申)
- 到达时两口径(二选一且不可混用):
T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell );T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell );必须显式 gamma(ell) 与 d ell。 - 单位与量纲:所有表达式须通过 check_dim;表格必须含 SI/工程单位列(m, s, Hz, rad, dBm, W 等)。
- 冲突名强制:T_fil≠T_trans;n(数密度)≠n_eff(有效折射率/等效介质指标)。
III. 符号表(增量)
符号 | 名称(中文) | 定义/用途 | SI/工程单位 | 维度 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
p_WB | 位置 | 载体在世界系位置 | m | L | — |
v_WB | 速度 | 载体速度 | m·s⁻¹ | L T^-1 | — |
q_WB / R_WB | 姿态 | 四元数/旋转矩阵 | — | — | 右手系 |
b_t,\dot b_t | 时钟偏置/漂移 | 时间偏差项 | s / s·s⁻¹ | T / — | 可含 \ddot b_t |
T_arr | 到达时 | 两口径之一 | s | T | 需 gamma(ell), d ell |
ΔT_ij | 到达时差 | T_arr,i - T_arr,j | s | T | 参考台 j=0 |
ρ | 测距量 | ρ = c_ref · T_arr | m | L | — |
θ, φ | 方位/俯仰 | 方向角 | rad | — | — |
f_c | 载频 | 信号载波频率 | Hz | T^-1 | — |
f_D,f_CFO | 多普勒/载频偏移 | 频移 | Hz | T^-1 | f_D = - ( f_c / c_ref ) ( v_rel · n̂ ) |
λ | 波长 | λ = c_ref / f_c | m | L | 电磁/声学均可 |
P_rx | 接收功率 | 路径损耗/RSS | dBm 或 W | M L^2 T^-3 | P_rx(dBm) 常用 |
η | 路径损耗指数 | 对数量级模型 | — | — | RSS 模型 |
K_rician | 赖斯因子 | 直达/散射比 | dB | — | RSS 特征 |
φ_CP | 载波相位 | 单/双差 | rad | — | 含整周模糊度 N |
N | 整周模糊度 | CP 离散未知量 | 周 | — | 整数 |
n_eff(ω,χ) | 有效折射率 | 路径/频段相关 | — | — | 含介质/环境 |
α(ω) | 衰减常数 | 损耗/色散 | Np·m⁻¹ | L^-1 | 闭式或表征 |
c_ref | 参考传播速度 | 参考常量 | m·s⁻¹ | L T^-1 | 默认光速;介质可用 c_med |
c_med | 介质传播速度 | 声学/特殊介质 | m·s⁻¹ | L T^-1 | 可选 |
gamma(ell),d ell | 路径/测度 | 路径参数与线元 | m | L | 强制显式 |
Σ_y | 观测协方差 | 噪声协方差 | — | — | 通道块对角 |
H, F | 雅可比/Fisher | H=∂h/∂x, F=H^T Σ_y^{-1} H | — | — | 信息度 |
GDOP/PDOP/HDOP/VDOP | 几何精度 | 布设/运行指标 | — | — | 无量纲 |
W_coh | 相干窗权重 | 跨频融合 | — | — | 与 Σ_y 对齐 |
C/N0 | 载噪密度比 | GNSS/5G 质量 | dB-Hz | — | — |
IV. 常量与参考值(本卷沿用/增量)
符号 | 定义 | 数值/状态 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
c_ref | 参考传播速度 | 299 792 458(exact) | m·s⁻¹ | SI 定义(电磁) |
k_B | 玻尔兹曼常数 | exact | J·K⁻¹ | 热噪声建模 |
N_0 | 噪声谱密度 | 场景给定 | W·Hz⁻¹ | 白噪声 |
g_W | 重力加速度 | 9.80665 | m·s⁻² | 局部可修正 |
V. 典型量纲校核
- ρ = c_ref · T_arr:[m] = [m·s⁻¹][s] ✓
- f_D = - ( f_c / c_ref )( v_rel · n̂ ):[Hz] = [Hz][m·s⁻¹]/[m·s⁻¹] ✓
- φ_CP = (2π/λ)(ρ + c_ref b_t):[rad] = [rad·m⁻¹]([m] + [m·s⁻¹][s]) ✓
- P_rx(dBm) 与 W 互换:P_dBm = 10 log10( P_W / 1 mW )(记录换算) ✓
VI. Wi-Fi/5G/UWB/Acoustic/多传感增量项
- FTM/RTT:y_TOA 用 s;Wi-Fi 协议延迟以 b_asym 并入系统项。
- AOA/PRS:阵列主瓣/互耦进入 Σ_y;记录阵列相位中心 pc 与标定哈希 cal_hash。
- UWB:CIR 峰参数 {τ_rms, peak_ratio} 作为鲁棒特征写入 features.toa。
- Acoustic:引入 c_med、α(ω);群延迟修正 Δτ ≃ (1/c_med) ∫ (∂ n_eff/∂ω) dℓ。
- 多传感:IMU/VO/轮速 的观测单位分别为 rad/s, m/s², pixel 或 rad, m/s,按第7章表述。
VII. 数据卡字段(单位/溯源强制)
unit_system: "SI"
arrival_time:
convention: "pulled_const|integrand"
delta_form: "c_ref^-1 * ∫ n_eff dℓ" # 或 "∫ (n_eff/c_ref) dℓ"
gamma: "piecewise: free|fixture|substrate|device|environment"
d_ell: "m"
channels:
TOA: {unit: "s"} # 或 "RTT: s"
TDOA: {unit: "s"}
AOA: {unit: "rad"}
FOA: {unit: "Hz"}
RSS: {unit: "dBm"} # 可并列 "W"
CP: {unit: "rad"}
carrier:
f_c: "<Hz>", lambda: "c_ref/f_c"
acoustic:
c_med: "<m/s>", alpha: "<Np/m>"
covariance:
Σ_y: "<block-diagonal or sparse>"
references:
- "EFT.WP.Comms.Navigation v1.0:Ch.2 S20-*"
- "EFT.WP.Comms.Navigation v1.0:Ch.3 S30-*"
- "EFT.WP.Core.Equations v1.1:Ch.2 S20-*"
- "EFT.WP.Core.Metrology v1.0:Ch.1–3,5"
VIII. 记号与规范(本卷固定)
- 傅里叶约定:F(k) = ∫ f(r) exp(-i k·r) d^3r,逆变换取 +i。
- 坐标与姿态:W/B/S 三系;方向单位向量 n̂。
- 角度一律 rad;频率 Hz;功率 dBm/W;相位 rad。
- 数据集中禁止混用两种 T_arr 口径;切换需版本化。
IX. 质量门(本附录适用)
- Q1 单位/量纲:表中单位完整、check_dim 通过;dBm↔W 换算明确。
- Q2 口径一致:凡出现 T_arr/TOA/TDOA/FOA/CP,同时记录 convention/delta_form/gamma(ell)/d_ell。
- Q3 协方差一致性:各通道 Σ_y 分块与观测单位一致,鲁棒再加权后的膨胀同步反映。
- Q4 可追溯:f_c, λ, pc, cal_hash, c_med, α(ω) 等关键字段在数据卡中可溯源。
- Q5 冲突名禁用:T_fil/T_trans、n/n_eff 不得混用;c_ref 用于通用参考,介质请使用 c_med 明示。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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