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上一主题:这篇文章早就写了,因为写《人生... 下一主题:刘武青对牛顿水桶实验进行了量化...
 [31楼]  作者:fuj0  发表时间: 2008/12/15 09:22 

主题就是对卫星原子钟“调钟”可能性的质疑
/////////////
你的调钟到底指什么?我给你3个选择。
1,原子钟随卫星上天前,调慢频率。
2,调接收器的钟,如车载GPS的石英钟。
3,原子钟随卫星上天后,调节天上的原子钟。

前两个肯定是真的。最后一个我从来没听说过。

 [32楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/12/15 11:00 

GPS我看过一点。对楼主的问题,没有专门仔细看。
不过我认为应该分为两个问题。一个是时钟频率的问题,另外一个是定时问题。
虽然理论上原子钟应该如各位说的那样运转,但实际上是有误差的,这就是在飞机载原子钟环球飞行实验时,同时使用4个原子钟的原因。在原子钟可达到的精度范围内,没有两个原子钟显示相同时间。记住这一点很重要。

GPS使用的是统一时间,即地球上的N秒,应该也是GPS卫星上的N秒。如果理论上卫星时间与地球时间不一样,即原子振荡频率不一样。则卫星原子钟应该是特制的,与地球原子钟不同的原子钟。需要将不同的振荡周期转换为1ns,或更小的单位。这样使地面站的N个最小单位时间与卫星上的N个最小单位时间同步,N个最小单位时间应该与卫星与地面站的接近周期有关。这一步是必须做的,否则GPS无法正常工作。

卫星原子钟的误差是会不断累积的,因此卫星原子钟的定时或对钟不是一次性的工作,而是周期性的工作。周期与卫星和地面站会合的周期有关,而且我记得原来是有两个地面站的。

卫星的引力变小,速度变快。效应是一个使时钟快,一个使时钟慢?综合结果如何?资料中是怎么说的?
 [33楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2008/12/15 13:19 

对30楼老刘说:
“吸吐”原理是过渡方案,我想建设更先进和更完美的模型。不过暂时没有灵感。
网上有位陈果仁大侠,他的《以太旋子学简介》中也认为电作用是“吸吐”原理。
他刚赠送给我一本书,正在邮寄途中。他是湖南邵阳市新产品开发研究所所长,是你的老乡。

关于先锋号宇宙飞船“异常加速度”,我觉得你的观点挺合理的。
但我不会研究这个的,因为很难找到非常详细的资料。网上大多是抄来抄去的。

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 [34楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2008/12/15 14:53 

运动钟慢肯定是错误的,请看这里:http://club.xilu.com/thales/replyview-177376-95.html
航天专家都这样说了,没有什么可以怀疑的了。关键是,引力会不会造成钟慢?

专家林金的“一种相对匀速直线运动的原子钟时间远距离对准方法”:
本发明属于一种卫星授时定位技术,准确地说是一种相对匀速直线运动的原子钟时间远距离对准方法,以解决现有系统基于地心惯性坐标系(EGI)坐标时概念所引入的系统误差。  
主权项
一种相对匀速直线运动的原子钟时间远距离对准方法,首先确定发射授时信号的原子钟和接收授时信号的原子钟在发射信号时刻的精确位置,计算出信号传播时延,其特征在于可以通过以下步骤来实现“对钟”: ①通过多普勒频率测量或者接收以已知时间间隔发射的两个时间信号计算出相对运动特征值; ②计算为相对运动特征值函数的授时修正系数,修正系数值的范围为1±0.5×10一5; ③用接收到的授时信号加上修正后的信号传播时延装订接收钟的时间。

再看一些资料:
  (4)、定时、时间同步与守时:

◆ 定时:是指根据参考时间标准对本地钟进行校准的过程);授时(指采用适当的手段发播标准时间的过程);

◆ 时间同步:是指在母钟与子钟之间时间一致的过程,又称时间统一或简称时统);

◆ 守时:是指将本地钟已校准的标准时间保持下去的过程,国内外守时中心一般都采用由多台铯原子钟和氢原子钟组成的守时钟组来进行守时,守时钟组钟长期运行性能表现最好的一台被定主钟(MC)。

2、GPS时间是怎样建立的?

  为了得到精密的GPS时间,使它的准确度达到<100ns(相对于UTC(USNO/MC)):

◆ 每个GPS卫星上都装有铯子钟作星载钟;

◆ GPS全部卫星与地面测控站构成一个闭环的自动修正系统;

◆ 采用UTC(USNO/MC)为参考基准。

3、GPS定位、定时和校频的原理

  (1)、GPS定位原理:是基于精确测定GPS信号的传输时延(Δt),以得到GPS卫星到用户间的距离(R) R=C×Δt ----------------------- [1](式中C为光速)同时捕获4颗GPS卫星,解算4个联立方程,可给出用户实时时刻(t)和对应的位置参数(x、y、z)共4个参数。R={(Xs- Xu)2+(Ys-Yu)2+(Zs-Zu)}1/2 ---- [2](式中Xs、Ys、Zs为卫星的位置参数;Xu、Yu、Zu为用户的的位置参数)

  (2)、GPS定时原理:

  基于在用户端精确测定和扣除GPS时间信号的传输时延(Δt),以达到对本地钟的定时与校准。GPS定时准确度取决于信号发射端、信号在传输过程中和接收端所引入的误差,主要误差有:

◆ 信号发射端:卫星钟误差、卫星星历(位置)误差;

◆ 信号传输过程:电离层误差、对流层误差、地面反射多路径误差;

◆ 接收端:接收机时延误差、接收机坐标误差、接收机噪声误差。

  (3)、GPS校频原理:

  根据频率和周期互为倒数的关系,可采用比时法(测时间间隔)的方法(以GPS的秒信号为参考)来测量本地钟的频率准确度(Δf/f),以达到校频的目的。Δf/f=(Δt2-Δt1)/(t2-t1) ------------ [3](式中Δt2、Δt1分别为t2、t1时刻测得的本地钟与GPS时的时差值)。

  4、进一步提高定时准确度的几种途径:

◆ 采用GPS双频、相位测量技术;

◆ 选用更高精度的GPS时间传递接收机;

◆ 采用GPS共视法比对技术与卫星转发双向法技术。



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 [35楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/12/15 17:12 

卫星钟比地面钟快一点还是有可能的,这个也许不是造假,
如果以太有静质量,那么按说地面的以太密度是要大一些,
那么太空铯原子的绕核电子线速度可能会大一点,于是回旋辐射的频率也就高一点,
同样是计数9192631770个振动需要的时间(标准秒pps)就短一点,钟就快一点,

至于他们理解为引力势的问题,那只是思考方法不同,“卫星钟快”这个现象也许还是真实存在的,
到底快多少就不好说了,估计首先还是靠实验调整,比如把卫星的某个位置作为固定的观测点M,
每当卫星到达M时就测量一次两钟的pps时间间隔,试着调吧,总能找到规律的,
然后再用理论去解释这个现象,广义相对论是怎么解释的就比较复杂了,
 [36楼]  作者:222.244.75.*  发表时间: 2008/12/15 17:36 

按广义相对论卫星(以同步卫星为例)钟比地面钟慢些——相对非转动参考系的运动速度比地面快、或称引力势深。

曾云海
[楼主]  [37楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 18:18 

对【31楼】说:

    你给我的第2个选择与本讨论题无关,关键是第1个选择中原子钟随卫星上天前如何把频率调慢,例如摆钟可以是每秒摆动一次,也可以是每秒摆n次却决不能取一个无理数每秒摆动π次,如果铯原子跃迁频率加快了就肯定会变成一个等同于无理数的小数,只要频率数是小数根本就不能用来精确计时。因此,我认为原子跃迁频率在卫星上不会加快,也就不存在“引力钟慢”现象。

.

    第3个选择好理解,只要在地面上人工能办到的事,到了卫星上通过遥控同样不难做到。其实,与今年12月31日全球时钟都要调快1秒一样,对卫星钟也可以每次调快或调慢多少纳秒(原子钟的纳秒数都只能取近似值),从而确保与地面钟绝对同步(GPS系统与世界时相差12小时)。

 

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相对论误导科学走邪路,是非曲折待历史见证;引力场以太旧貌焕新颜,定海神柱将扭转乾坤。.................... 想当初时空迷思闯科海,荣辱以乐可生命当歌;看如今闲庭信步攀高峰,重构宇宙再平展时空。
[楼主]  [38楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 19:14 
 [39楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2008/12/15 19:48 

对31楼fuj0说:
第一个肯定不行。因为卫星是椭圆轨道。
第二和第三个答案差不多。第二个,卫星发送一个校钟命令,考虑传输时间就是了。第三个同理。
关键是:1.我的34楼分明指的是第三种情形:GPS全部卫星与地面测控站构成一个闭环的自动修正系统。
另外,按第二个答案,地面必须要有昂贵的同步设备,这行吗?
还有,我们必须考虑同步的精度,这主要跟定位精度有关。
如果定位精度为3米的话。那么同时精度必须高于10纳秒。

我也不太相信存在“引力钟慢”现象,如果你觉得存在,
那么请找出证据来?没证据谁相信啊。

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[楼主]  [40楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 20:34 

对【35楼】说:

    就是先假定卫星钟比地面钟快是有可能的,问题是这个卫星钟的“钟摆”频率成了小数,如果无法使“摆动”零点几次的小数变成整数,就可以反过证明个这个假设是不成立的,能否再弄个什么专用装置使所有这些小数都不断累积而“四舍五入”计整数呢?

(真是气人,我回复的第【34楼】居然要“审核”还没能放出来)

 

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[楼主]  [41楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 20:41 

对【34楼】说:

    林金说“从书中,我发现GPS系统在相对论修正方面漏了半项”,似乎是在怀疑GPS系统的第一代总设计师送给他的两本书内容的真实性(这在我的第[7楼]中已经讨论过了),什么“正好重蹈‘静止以太’绝对参考系的覆辙,违背了爱因斯坦静止系同时性的相对性理论”,这叫“返璞归真”拨乱返正!我正是因为担心他们用相对论那一套来搞北斗二号定位系统重蹈美国走了20年弯路的覆辙,才在网上发贴呼吁的。

.

    其他所有“定时”或“对钟”的问题都与本主题无关,谁也不会经典理论的有效性,不宜在此讨论。


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 [42楼]  作者:222.240.42.*  发表时间: 2008/12/15 21:05 

我的36楼只是按广义相对论的原义说说,和岳泉先生37楼的观点一样,我是不相信那些玩意的——想要证实那玩意的朋友也不必拿地面钟和卫星钟比较,你只要将那样的钟分别放在不同的纬度地表对比就行了,保证这也是符合广义相对论框框的。

曾云海
[楼主]  [43楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 21:06 

对【33楼】说:
    我是因为不好怎么概括而临时想到的一个“吸吐”原理的名字,居然还有人用这个“原理”先于我写出了一本《以太旋子学简介》的专业书,难道我们的整体思路会不谋而合?如果当真如此,那么我的论文就只能成他的理论体系补充内容,不过我还是比较自信没有人会比我研究得更深更广,我的缺陷是只能使用“山寨版”数学体系进行论证。

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 [44楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/12/15 21:52 

对【36楼】说:
不会吧?是你搞错了,按照狭义相对论,卫星的线速度较高,所以卫星钟应该慢些,可实际是卫星钟要快些,
所以只有用广义相对论的引力势来解释(sagnac效应是用“磁势”解释的,看来这个“势”蛮好用的?),
在他们的公式里,引力势越高(离地球越远),钟越快,
 [45楼]  作者:220.168.36.*  发表时间: 2008/12/15 22:39 

老杨,
这里是说的广义相对论的时空效应,是我36楼说的那样。引力势深不是指向靠近地心,而是指向地球这个转动圆盘的外沿,钟最快在地轴——我36楼说了是指同步卫星、即卫星的公转角速度与地球的自转角速度同。
若是按狭义相对论,那就是相对的效应了,没有谁的绝对慢。

曾云海
 [46楼]  作者:xhzjzs  发表时间: 2008/12/15 22:40 

对43楼说:
他的书还没有寄来。吸喷原理,确实是他比你提出的早。但并不表示他已经解决了所有问题。
你网上搜索一下就知道他的理论了。

其他所有“定时”或“对钟”的问题都与本主题无关
---------------------------------------
了解越详细越容易把问题搞清楚吗。

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 [47楼]  作者:220.168.36.*  发表时间: 2008/12/15 22:46 

46楼是对哪个楼上说的哟。

曾云海
 [48楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/12/15 23:08 

对【40楼】说:

频率计上是可以显示小数点后几位的,反映出频率计的精度,
因为任何一次振动都可以是无数次振动后的结果,
所以理论上说,频率可以精确到小数点后无穷多位,
但实际中就难了,比如要把周期T=1/f=1/9192631770Hz = 1.0878277570 e-10秒
分成10份,就要有周期=1.0878277570 e-11秒的振荡器,这个振荡器的稳定性也是个问题,
当然还可以调节9192631770Hz/N的晶体频率计数(好象记得是5MH左右),
不过这都是些具体的技术问题了,应该很容易实现把钟调慢的目的,

 

其实可能关键是为什么卫星钟会变慢?这个可不是一下能争论清楚的,
探讨着看吧,以后也许有用,至于中国的GPS,那些技术人员肯定有一套行之有效的调整方法,
不会受任何理论束缚的,在这个问题上,理论肯定是落后于实验的,

[楼主]  [49楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 23:19 

对【42楼】说:
    广义相对论只管引力势的高低,也就是就说地面钟比高山上的钟要慢,100米的海拔差异每一年就会有345ns的误差(不可思议,世界各地原子钟相差几百米海拨是常事),而分别放在不同的纬度地表对比就应该属手狭义的范畴了(当然也有显著的海拔高低之差),但是北京与深圳的纬度相差15.8度,与1971年的所谓“飞机载原子钟环球飞行实验”那样,它们之间的“相对速度”该如何计算?又究竟是谁动谁静或谁的钟该慢些?这狭相“理论”不是胡说八道又是什么?

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[楼主]  [50楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/15 23:38 

对【48楼】说:
    问题讨论到现在,惟一的关键就是要解决这些“具体的技术问题”了,不能再想当然“应该很容易实现把钟调慢的目的”,至于“为什么卫星钟会变慢”各自都可以提出自己的理论模型(这一点倒是“很容易”),各自的模型初期很难为大家所接受,而形成不了共识我们就不讨论,所以我只讨论这些“具体的技术问题”,否则我们就得永远被困在相对论的陷井内不可自拔。

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 [51楼]  作者:220.168.36.*  发表时间: 2008/12/15 23:49 

爱因斯坦为广义相对论所设想的转动圆盘是,观察者在转动圆盘上不知道圆盘在转动,只知道有力将他向外推(离心力),他是向外沿落下的,是越向外沿钟越慢,这与外沿的钟运动的线速度大、钟慢是相符的。

曾云海
 [52楼]  作者:yanghx  发表时间: 2008/12/16 00:02 

还有一种可能就是真空度的变化,
有资料介绍“氢钟”的谐振腔在空气中和真空中的谐振频率相差约400MH,
(一般认为氢钟比铯钟更稳定些)
当然是由于介质中的光速要慢些导致的了?
那么如果由于太空中的真空度较地表高,那么真空泵在太空的效率就可能高些,
(或者失重状态下的“吸附效率”高点?)
于是原子钟内的真空度就相对高一点,光速就高点,于是谐振腔输出的频率就高点?
问题是他们测量真空度的精度能达到多少呢?能否检验出这个微小变化呢?

另外这也可以作为调节原子钟快慢的方法之一,只要把真空度降低一点,
谐振腔输出的频率不就可以变低一点了吗?不知他们对真空度的控制精度能达到多少了,
(当然也可以把原子钟的环境温度调高一点,使得谐振腔长度膨胀一点,频率也可以小点)

还可以看出,这种驻波谐振腔用来测量直线速度确实不太有效,
GPS卫星相对地球的速度也不算低了,可是看来频率变化实在很小?

[楼主]  [53楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/16 00:04 

对【51楼】说:
    转动圆盘问题又常被纳入狭相的“时胀”理论(例如张元仲),其实又只是他们错误地把光的横向多普勒效应混同于“时慢”了(很幼稚可笑),而广相则只讨论引力的加速度“等效原理”,似乎还没有谁把转动圆盘上的离心力与等效原理挂勾。

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[楼主]  [54楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2008/12/16 00:21 

对【52楼】说:

    “氢钟”的谐振腔在空气中和真空中的谐振频率相差约400MH(Hz?)的资料哪来的?也不知其基准频率是多少,如果也是微波400MHz就相当于千分之一数量级的差异了,简直比机械钟的精度都差远了,我只知道铷钟小巧灵活但稳定性比铯钟要差些。

 

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 [55楼]  作者:220.168.36.*  发表时间: 2008/12/16 00:45 

是的,相对论专著是我那么说的,倪光炯、李洪芳合著的近代物理也是那么说的,计算方式也可以参照张元仲的狭义相对论实验基础的飞机环球飞行铯原子钟变快、变慢那样。郑铨先生在挑战网有篇文章中有一句话问:“爱因斯坦不知道地球在转动吗?”就是说的这回事。这里,王为民先生是知道我说的是对的。其实,广义相对论就是这么搞得一塌糊涂的,什么非欧几里德几何等就是这么来的。

曾云海
 [56楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/12/17 02:23 

http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge/Ast162/Unit5/gps.html

the clocks on-board each satellite should tick faster than identical clocks on the ground by about 38 microseconds per day (45-7=38)
=38000ns/天

我查了一份资料,运动使GPS卫星原子钟慢 7微妙/天,引力使其快 45微妙/天
合计38 microseconds per day (45-7=38)=38000ns/天

如果不能与地球时钟同步,GPS根本不能正常运行。
当然是已经采用了效应的措施。例如,改变了原子钟的时钟频率,然后再送入轨道。


 [57楼]  作者:222.244.23.*  发表时间: 2008/12/17 09:59 

56楼提供的链接地址是“中国杨神经”在“天涯”的一个帖子,在那里没有找到56楼所引的英文资料。

你这里的英文也就是你这里的这段中文——
运动使GPS卫星原子钟慢 7微妙/天,引力使其快 45微妙/天
合计38 microseconds per day (45-7=38)=38000ns/天

这资料如果是航天工程的真实数据,也只能说明了它是不符合广义相对论的经验数据。

曾云海
 [58楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/12/17 10:15 
 [59楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/12/17 11:22 
 [60楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2008/12/17 12:05 

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