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\section{问题三：全向多源的覆盖搜索与滚动调度}
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\subsection{统一时间目标与任务状态}
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设整个会话移动距离为 $L$，检测、换频、成功和失败清除次数分别为
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$N_m,N_s,N_c^+,N_c^-$。忽略每段移动时间的微秒量化时，总虚拟耗时为
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\begin{equation}
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T=\frac{L}{5}+5N_m+N_s+5N_c^++3N_c^-.
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\label{eq:time}
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\end{equation}
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优化目标是在全部源清除的约束下最小化 $T$。
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题目统计的平均定位清除时间为 $\bar T=T/N_c^+$，包含搜索、定位与清除的全部耗时。
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清除请求中的频道指定操作对象，测向机保持原频道；
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进入与退出的虚拟耗时为零，因此采用终点自由的开放路径模型。
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按式~\eqref{eq:time} 的计时记账，优化目标是在全部源清除的约束下最小化虚拟耗时 $T$。
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题目统计的平均定位清除时间是 $\bar T=T/N_c^+$；
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不能用每次清除动作的固定 $5$ s 代替。
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清除请求中的频道是目标频道，不改变测向机频道；
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进入与退出均不增加虚拟时间，因此路径终点自由，无需返回原点。
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>>>>>>> 78e4420a3e496c43db8e06556e539fd7d2aaf231
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各频道的状态按“未知、已发现、可清除、已清除、已证无源”管理。
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首次获得 $\direction$ 或 $\near$ 即确立该频道存在源。
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最小包围圆判据决定清除时机，成功响应将状态更新为已清除。
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频道的候选集为空，或其所有覆盖站检测结果均为无信号时，可判定该频道无源。
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\subsection{七点覆盖的解析证明}
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取站点集合
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\begin{equation}
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S(a)=\{(0,0)\}\cup
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\left\{a\left(\cos\frac{k\pi}{3},\sin\frac{k\pi}{3}\right):k=0,\ldots,5\right\}.
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\label{eq:seven}
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\end{equation}
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\begin{proposition}[七点全向覆盖]
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当 $0<a/\sqrt3\le R$ 时，任意 $g\in\Omega$ 到最近站点的距离不超过
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\begin{equation}
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D_{\mathrm{cov}}(a)=
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\max\left\{\frac a{\sqrt3},\
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\sqrt{R^2+a^2-\sqrt3Ra}\right\}.
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\label{eq:coveragebound}
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\end{equation}
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\end{proposition}
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\begin{proof}
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设 $g$ 距原点为 $r$，其方位与最近环站的夹角不超过 $\pi/6$。
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若 $r\le a/\sqrt3$，选取原点即可。
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若 $r\ge a/\sqrt3$，由余弦定理，距最近环站的平方不超过
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$r^2+a^2-\sqrt3ar$。
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该凸二次式在 $[a/\sqrt3,R]$ 上的最大值于端点取得，
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分别为 $a^2/3$ 与 $R^2+a^2-\sqrt3aR$。
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\end{proof}
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当前 \texttt{bayes} 策略取 $a=1159.7$ m，
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由式~\eqref{eq:coveragebound} 得 $D_{\mathrm{cov}}=984.539136$ m，
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比最小接收半径小约 $15.461$ m。
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因此每个合法全向源至少在一站可被接收。
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某频道在七站全部为无信号，就构成该频道不存在源的严格证据。
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以“站点、频道”为索引建立检测状态矩阵，记录各站对各频道的检测结果。
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\begin{figure}[htbp]
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\centering
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\begin{tikzpicture}[x=0.0019cm,y=0.0019cm,font=\small]
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\begin{scope}
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\clip (0,0) circle (1800);
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\fill[inkblue!8] (0,0) circle (1000);
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\foreach \angle in {0,60,120,180,240,300}{
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\fill[inkblue!7] (\angle:1159.7) circle (1000);
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\draw[inkblue!30] (\angle:1159.7) circle (1000);
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}
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\draw[inkblue!30] (0,0) circle (1000);
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\end{scope}
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\draw[thick] (0,0) circle (1800);
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\draw[dashed,warmgray] (0,0) circle (1159.7);
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\foreach \angle in {0,60,120,180,240,300}{
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\fill[inkblue] (\angle:1159.7) circle (26);
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}
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\fill[inkblue] (0,0) circle (26) node[below left] {$O$};
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\draw[->] (0,0)--(1159.7,0) node[midway,above] {$a$};
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\draw[->,warmgray] (0,0)--(30:1800) node[midway,above left] {$R$};
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\node[anchor=west,align=left] at (2100,750)
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{实线：源位置边界\\虚线：六站所在圆\\浅色圆盘：$1000$ m 接收保证};
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\node[anchor=west,align=left] at (2100,-650)
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{$a=1159.7$ m\\$R=1800$ m\\最坏距离 $\le984.539$ m};
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\end{tikzpicture}
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\caption{七点全向覆盖的站点构造与接收圆盘。}
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\includegraphics[width=0.42\linewidth]{geo-q3-seven-point-coverage.png}
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\caption{七点全向覆盖构造。站点取自配置参数 $a=1159.7$ m，
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圆圈为 $1000$ m 接收盘，最差点位于 $(0,-1825)$ 附近，最坏距离 $\le984.539$ m。}
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>>>>>>> 78e4420a3e496c43db8e06556e539fd7d2aaf231
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\label{fig:seven}
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\end{figure}
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顺次从原点访问六个环站的开放路径长为 $6a$。
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任务总路径由覆盖站间移动以及定位、清除所需的局部移动共同构成。
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\subsection{正负观测的双重候选表示}
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每个已发现频道维护凸外包 $P_c^{\mathrm{out}}$。
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$\direction$ 将候选集与 $\B(s,1500)$ 外切多边形及测向角域相交；
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$\near$ 与 $\B(s,5)$ 外切多边形相交。
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全向源的 $\sgnless$ 意味着
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\begin{equation}
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\norm{g-s}>r_{\mathrm{eff}}\ge1000,
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\end{equation}
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排除圆盘可使可行区域呈非凸形状。为此，采用网格候选集
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$\mathcal G_c$ 表示负观测带来的空间约束，同时保留便于几何运算的凸外包。
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网格边长为 $\ell=14.65$ m，每格中心与格内点的最大距离为
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$\epsilon_g=\ell/\sqrt2$。初始保留所有可能与 $\Omega$ 相交的格，
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按以下充分排除条件更新格心 $z$：
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\begin{equation}
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\begin{array}{ll}
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\sgnless: & \norm{z-s}\le1000-\epsilon_g\ \Rightarrow\ \text{删除};\\
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\near: & \norm{z-s}>5+\epsilon_g\ \Rightarrow\ \text{删除};\\
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\direction: & \norm{z-s}>1500+\epsilon_g\ \Rightarrow\ \text{删除}.
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\end{array}
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\label{eq:gridupdate}
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\end{equation}
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方向观测另外检查角差。若 $d=\norm{z-s}>\epsilon_g$，
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源所在格引起的方位偏差可由
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$\arcsin(\epsilon_g/d)$ 上界；
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实现采用距离内缩后的角误差界，并在测点附近保留所有可能方位。
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只有角差超过 $\delta_{\mathrm{eff}}$ 加格内角裕量时才删除。
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上述排除条件保持真源所在网格的可行性。
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因此网格候选集为空时，该频道无源。
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若全部候选格心均满足 $\norm{z-s}>1500+\epsilon_g$，
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则在 $s$ 测量必无信号，且所有候选网格已在最小接收圆盘外，
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其观测的信息增益为零，可在检测状态矩阵中标记该推断结果，
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从而节省相应检测与换频时间。
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\subsection{信息增益选点与清除判据}
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问题二的算法2提供满足接收约束的检测点；
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问题三的 \texttt{BayesLoop} 进一步采用网格候选集上的信息增益。
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存在保证接收圆盘时，在其内部生成环形候选并补充当前接近方向上的测点；
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其余情况下，在网格最小包围圆附近生成环形采样点。
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候选集合同时包含当前位置与探索点，分别根据预期信息增益和移动代价评分。
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对候选 $q$ 计算
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\begin{equation}
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J_{\mathrm{IG}}(q)=
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\widehat{\mathbb E}\!\left[
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\log\frac{|\mathcal G_c^{\,\mathrm{post}}(q,Y)|}{|\mathcal G_c|}
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\right]
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+\lambda\left(\frac{\norm{p-q}}5+\frac{\norm{q-m_c}}5\right),
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\label{eq:ig}
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\end{equation}
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其中 $\lambda=0.05$，空分支用正的小值截断。
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较小的候选集基数比对应较大信息增益，移动项限制为测量而产生的绕行。
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评分最多取 $800$ 个子样本及 $7$ 个代表假设，
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并以均匀 $r_{\mathrm{eff}}\in[1000,1500]$ 估计接收概率。
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该决策采用离散假设上的加权期望，接收半径的均匀分布作为选点先验。
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清除判断使用完整候选集合。
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凸候选集的清除判据为
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\begin{equation}
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\rho_c+b_c+0.5\le20,
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\label{eq:clearpoly}
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\end{equation}
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其中 $b_c\ge0$ 为代码的累计附加余量。
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凸多边形包含真源，$\rho_c$ 是其最小包围半径；
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$b_c$ 与 $0.5$ m 共同提供附加数值裕量。
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若负观测使网格更紧，也可使用
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\begin{equation}
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\rho_{\mathrm{grid}}+\epsilon_g+0.5\le20
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\label{eq:cleargrid}
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\end{equation}
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的网格清除判据，其中 $\rho_{\mathrm{grid}}$ 为候选格心的最小包围半径。
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满足任一充分条件即可选择清除点。
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利用剩余距离裕量，可将圆心向当前位置平移 $\Delta$；
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只要平移后的距离上界仍满足对应不等式，三角不等式便保证清除条件成立。
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\subsection{开放路径上的滚动任务排序}
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统一任务表包含三类任务：覆盖站的批量扫频、已发现源的定位测量、
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满足半径条件的清除。站内检测优先使用测向机当前频道，减少换频次数。
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对任务序列 $\pi$，排序代价为
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\begin{equation}
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C(\pi)=\frac{\norm{p-q_{\pi_1}}}{5}
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+\sum_{j=1}^{k-1}\frac{\norm{q_{\pi_j}-q_{\pi_{j+1}}}}5
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+\sum_{j=1}^{k}t_{\pi_j}(c_{j-1}),
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\label{eq:route}
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\end{equation}
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其中服务时间 $t_{\pi_j}$ 依赖进入任务时的频道，清除不改变该频道。
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从最近邻初序开始，默认最多进行 $4$ 轮开放路径 2-opt 改进；
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每次只执行当前序列的首任务，得到新观测后重新生成和排序。
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这样新发现的源、收缩后的清除点和已证无源的频道都能及时改变路线。
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已停靠位置可以顺带补测：要求此前未在该位置测过、距离保证成立、
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尚处于定位阶段，且预测半径有足够收缩。追加测量的费用为检测与换频时间，
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其收益来自节省额外移动。题设固定同地误差，因此优先选择新的检测位置。
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\subsection{算法三与完成条件}
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\begin{algorithmblock}{算法3：七点覆盖、网格更新与滚动调度（对应 algo-3）}
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\textbf{输入：}题设参数、七站计划、合法观测接口。\quad
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\textbf{输出：}逐频道处理状态与会话统计。
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\begin{enumerate}[leftmargin=2em,itemsep=1pt,topsep=4pt]
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\item 检验七点覆盖条件，初始化频道状态、检测状态矩阵和网格候选集。
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\item 进入后同步记录位置、频道及剩余现实预算，必要时执行有信息的机会测量。
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\item 构建覆盖、定位和清除任务；跳过能够证明无信息的检测。
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\item 按最近邻与开放路径 2-opt 排序，执行首任务，更新候选集和频道状态。
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\item 若满足清除判据，执行清除；成功则更新状态，失败则追加观测。
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\item 若已清除 $16$ 个源，或每个频道均已清除或有严格无源证据，则退出。
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否则返回步骤2；预算不足或异常时退出并报告未解决频道。
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\end{enumerate}
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\end{algorithmblock}
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“清除数达到 $16$”利用题设数量上界。
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对任意已存在的 $16$ 个不同频道，也可提前排除其余未知频道，
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但已发现而未清除的源仍必须继续处理。
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覆盖条件用于判定搜索范围，清除充分条件用于确定操作位置。
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当前每轮追加有效定位测量上限为 $8$；
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停滞、协议异常或预算耗尽时，记录各频道状态并终止。
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程序以接口返回的现实预算为准，并预留退出时间，
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虚拟动作耗时以整数微秒累计，程序运行时间由官方统计单独记录。
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实际计时在整数微秒状态上累计，避免用实机运行秒数代替虚拟动作耗时。
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\subsection{运行过程示例}
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图~\ref{fig:replay3} 回放一局全向演练（案例 \texttt{BBM9-HZG2-77N5-NKKC}，$10$ 个源）：
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左图为移动轨迹、检测示向度与已清除频道，右上方为事件流水，
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下方为虚拟时间轴上的检测与清除时刻。
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该局说明覆盖扫描、定位测量与清除三类任务的交替关系，
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以及为接收向外发射的源而短时越出 $\Omega$ 边界的路径形态；它属于演练留档，不计入正式成绩。
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\begin{figure}[htbp]
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\centering
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\includegraphics[width=0.85\linewidth]{replay-webui-q3-omnidirectional.png}
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\caption{全向源演练局（\texttt{BBM9-HZG2-77N5-NKKC}）的运行回放。
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该局为演练案例，非正式测试记录。}
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\label{fig:replay3}
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\end{figure}
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>>>>>>> 78e4420a3e496c43db8e06556e539fd7d2aaf231
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