48-实验协议卡 Template v1.0 | 第5章 采样计划与同步

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第5章 采样计划与同步

I. 目的与范围（Purpose & Scope）

• 规范采样矩阵、采样率/停驻/节律与时间同步链路（GNSS/PTP/NTP），确保数据时基一致、路径采样充分、计时可追溯。
• 适用：timing / imaging / spectral / mixed 模式；零阶近轴、小角、缓变介质，相干窗 T_coh/L_coh/B_coh 内 |∇ n_eff|·L_coh ≪ 1。

II. 前置条件与输入（Prerequisites & Inputs）

• 采样矩阵：定义覆盖域 {time × channel × position}；缺失以 null 标注并在 quality.flags 记录原因。
• 时基参考：优先 GNSS 1PPS + 10 MHz，回退 PTP → NTP；记录 clock_state ∈ {locked, holdover, free}。
• 路径显式：如涉及 T_arr / Phi，文本显式 gamma(ell) 与 d ell，数据/元数据记录 delta_form ∈ {general, factored}。
• 频段与窗函数：lambda_ref、k_ref=2π/λ_ref、window ∈ {rect|hann|blackman}。
• 阈值集：f_s（采样率）、Δell_max、τ_calib、|δt_abs|、|Δτ_ch|、σ_y(τ)（Allan 偏差）。

III. 执行步骤（Procedure）

1. 采样计划生成
   • 设定 f_s、t_exp（曝光/停驻）、cadence；满足 Nyquist：f_s ≥ 2 f_max。
   • 路径步长约束：Δell ≤ ( c_ref / f_s ) / max(n_eff)；相位采样上限：Δt ≤ λ_ref / ( 2 c_ref )。
2. 分层与均衡
   按 batch/device/sky-region 分层；各层最小样本量与正负例/亮暗场均衡。
3. 同步锁定与监控
   • 首选 GNSS 1PPS 锁定；记录 δt_abs、Δτ_ch、σ_y(τ)；失锁自动回退 PTP → NTP。
   • 定期心跳：每 Δt_beat 记录一次 clock_state 与门限判定。
4. 相干窗自适应（可选）
   以 |∇ n_eff|、SNR、σ_y 调整 T_coh/L_coh/B_coh；必要时分段路径。
5. 数据写入与审计
   采样日志写入 audit.jsonl（时间戳、随机种子、回退事件、输入哈希）；在 manifest.yaml 锁定 see[]/references[]/version。

IV. 质量门与停止准则（Quality Gates & Stops）

• G1｜Schema：采样与同步字段齐全；矩阵索引一致。
• G2｜引用：see[]/references[] 采用“卷名 + 版本 + 锚点（P/S/M/I）”，直指率 ≥ 90%。
• G3｜路径–测度：len(gamma_ell)=len(d_ell)=len(n_eff)≥2 且同步。
• G4｜量纲闭合：T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell ) 单位 s；Phi 单位 rad；p_dim=1.0。
• G5｜校准新鲜度：|ts_start − calib.timestamp| ≤ τ_calib。
• G6｜噪声残差：Q_res 处于许可带；稳健方案报二阶代理。
• G8｜唯一性：record_id 唯一、checksum.sha256 不重复。
• 停止条件：clock_state != locked 且超设定缓冲、|δt_abs| 或 |Δτ_ch| 超阈、f_s < 2 f_max、Δell > Δell_max、p_dim < 1 → 标注 [Restricted] 并回退/拒收。

V. 产出与导出（Outputs & Exports）

• 数据：observations.parquet（含 {time, channel, position} 与关键观测）、paths.parquet（gamma_ell[]/d_ell[]/n_eff[]）。
• 报告：check_dim_report.json、quality_report.json、audit.jsonl（含同步回退与阈值事件）。
• 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.Metrology.TimeBase v1.0、EFT.WP.Metrology.Sync v1.0、EFT.WP.Metrology.Instrument v1.0、EFT.WP.Metrology.PathCorrection v1.0、EFT.WP.Core.Equations v1.1:S20-1/S21-2、EFT.WP.Core.Metrology v1.0:check_dim。
• 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）

• {time × channel × position} 采样矩阵覆盖完整，缺失点已标注并说明。
• f_s ≥ 2 f_max；Δell ≤ ( c_ref / f_s ) / max(n_eff)；Δt ≤ λ_ref / (2 c_ref)。
• GNSS 1PPS 已锁定或已按顺序回退；δt_abs/Δτ_ch/σ_y 在阈值内。
• 相干窗 T_coh/L_coh/B_coh 满足 |∇ n_eff|·L_coh ≪ 1，必要时分段/自适应。
• 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；引用合规、版本锁定。