48-实验协议卡 Template v1.0 | 第3章 几何与时基

第3章 几何与时基

I. 目的与范围（Purpose & Scope）

• 明确观测几何（坐标系、指向、视场、遮挡）与时基（采样率、曝光/停驻、节律）的标准化设定。
• 适用：零阶近轴、小角、缓变介质；在相干窗 T_coh/L_coh/B_coh 内满足 |∇ n_eff|·L_coh ≪ 1。
• 非适用：|θ| > θ_max、强色散/全波耦合；超域进入 [Restricted]。

II. 前置条件与输入（Prerequisites & Inputs）

• 坐标与指向：frame ∈ {RA–Dec | xyz}；姿态四元数 q_att；指向 r_hat（单位向量）；视场 FOV。
• 路径显式：gamma(ell) 与测度 d ell 成对，长度与 n_eff(ell) 一致且 ≥ 2；记录 delta_form ∈ {general, factored}。
• 相干窗参数：T_coh、L_coh、B_coh（频宽）；设定准则：|∇ n_eff|·L_coh ≪ 1。
• 采样时基：采样率 f_s；曝光/停驻 t_exp；节律 cadence；Nyquist：f_s ≥ 2 f_max。
• 频段与参考：lambda_ref、k_ref = 2π/λ_ref；窗函数 window ∈ {rect|hann|blackman}。
• 遮挡与边界：遮挡掩膜 M_occ(x,y)；有效视场 FOV_eff = FOV \ M_occ；边界条件（reflect/absorb/periodic）。

III. 执行步骤（Procedure）

1. 几何建立：固定 frame 与 q_att；计算 r_hat；生成 M_occ 并导出 FOV_eff。
2. 路径与测度：离散 gamma(ell) 得到 gamma_ell[]；配置 d_ell[] 与 n_eff(ell) 对齐；记录 Δell = max(d_ell)。
3. 相干窗设定：依据 |∇ n_eff|、SNR、σ_y 选择 T_coh/L_coh/B_coh；必要时按子段分解路径。
4. 时基配置：确定 f_s、t_exp、cadence，满足 f_s ≥ 2 f_max 与 Δell ≤ ( c_ref / f_s ) / max(n_eff)；
   相位采样上限：Δt ≤ λ_ref / ( 2 c_ref )。
5. 统一口径记录：
   • 到达时（两种等价口径）：
     T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )；T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )。
   • 相位累计：Phi = ( 2π / λ_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )。
     文中显式 gamma(ell)、d ell；数据/元数据记录 delta_form。
6. 产出缓存：生成 {t_i, r_hat_i, gamma_ell_i, d_ell_i}、{t_i, T_arr_i}、{t_i, Phi_i, λ_ref} 的最小集合。

IV. 质量门与停止准则（Quality Gates & Stops）

• G3｜路径–测度完整：len(gamma_ell)=len(d_ell)=len(n_eff)≥2，且同步。
• G4｜量纲闭合：到达时 T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell ) 单位为 s；Phi 单位 rad；p_dim=1.0。
• G5｜校准新鲜度：|ts_start − calib.timestamp| ≤ τ_calib。
• G1/G2｜Schema/引用：字段齐全、see[]/references[] 符合“卷名+版本+锚点”；直指率 ≥ 90%。
• 停止准则：|θ| > θ_max 或 |∇ n_eff|·L_coh ≮≪ 1 或 p_dim < 1 → 标注 [Restricted] 并切换模型/拒收。

V. 产出与导出（Outputs & Exports）

• 数据：observations.parquet、paths.parquet（含 gamma_ell[]、d_ell[]、n_eff[]）。
• 报告：check_dim_report.json、quality_report.json、audit.jsonl；图板含 n_eff(ell)–ell 剖面与 FOV_eff。
• 清单：manifest.yaml（含 version、see[]、references[]、checksum），schema.json。

VI. 引用与版本（Citations & Versioning）

• 固定写法：见《<卷名> vX.Y》<章节> <锚点>；优先 P/S/M/I 锚点。
• 规范锚点：EFT.WP.Core.Equations v1.1:S20-1/S21-2/S31-1；EFT.WP.Core.Metrology v1.0:check_dim；EFT.WP.Metrology.TimeBase/Sync/Instrument/PathCorrection v1.0。
• 对外仅引用 v1.*；如引用 v0.*，显著标注“草案/非承诺”。

VII. 执行勾选清单（Checklist）

• frame/q_att/r_hat/FOV 明确；M_occ 与 FOV_eff 已生成。
• gamma_ell[] 与 d_ell[] 对齐，Δell 在限制内；n_eff(ell) 同步。
• T_coh/L_coh/B_coh 满足 |∇ n_eff|·L_coh ≪ 1；必要时分段。
• f_s ≥ 2 f_max；到达时与相位采样上限满足约束。
• 文/数一致：显式 gamma(ell)、d ell，记录 delta_form；p_dim=1.0。
• manifest.yaml / schema.json / check_dim_report.json / quality_report.json / audit.jsonl 就绪；图板含路径剖面与遮挡示意。