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理论与实验及GPS系统
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2003/05/29 00:13
点击:284次

这里的很多人都有自己的理论,而我没有。因为我不能确定究竟什么是正确的。很多问题需要通过实验来证明,而我们能够看到的实验结果实在太少。证明一个理论是正确的,用少数几个实验是很不充分的,但证明一个理论是错误的,用一个实验就已经足够了。

最近我发现GPS系统用了很多相对论效应,因此才能达到很高的精度。而我研究的一部分问题早已包括在GPS系统的计算之中了,称为Sagnac效应。介绍一篇文章,英文好的可以看一下。http://www.livingreviews.org/Articles/Volume6/2003-1ashby/article_prep.html>

我们也可以尝试用自己的理论解释GPS系统,看是否解释的通,而且还要让GPS系统能够正常工作。

围绕几个古老的实验和不可能进行的实验进行争论,有时是无法解决问题的,我们需要更多的实验资料,然而实验通常又是很难做的。因此近期的实验应该引起我们的注意,检查一下与自己的理论是否相符。

 

 

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 [2楼]  作者:逆子  发表时间: 2003/05/29 16:41 

炒作性的文章

GPS系统是对时间要求的精度比较高,它考虑到电磁波时间的延时性,在运算中把电波磁传播所带来的时间延时性作必要的较正,使之达到同步的运算。这并不算相对论效应。

大家应知道,电磁波与光的传播是需要时间的。这是爱氏所学的,而不是爱氏的预言的。早在1600年牛顿提出了测定光的方法,由于方法不当,没有测出来。1675年罗麦用天文观测法推算出光的速度,但精度不高。1849年人们用齿轮法测光,现在人们可以采用激光技术来测定光速,使测定的精度更高了。

人们只有知道光的传播需要时间,并能在实验中测定出它的速度,有点物理知识的人在这个基础上就会知道如何来较对异地时钟步较对。所以说同时性的相对性并不是爱氏的理论。GPS系统时钟较对应用并不是相对论效应。

相对论的钟慢、尺缩与质增以及时空弯曲论都没有在GPS系统中应用。实际上根本就没法用它。许多学者总想变出个花样来,或者说为了发表应付性的论文把GPS系统与相对论效应联系起来。这样的论文是不少,前一段时间沈先生的张贴过相关论文的目录。

霍大师在中国作报告时讲到GPS系统 设计原理中已考虑到时空弯曲,并参与GPS系统各参数的修正。否则的话GPS系统 就没有其准确性了。

什么是时空弯曲?不正是引力把光变弯曲了呢。谁能又讲出时间弯曲对影响有多大。也就是说考虑时空弯曲与没有考虑时空弯曲对定位的影响有多大。此类文章纯属炒作性东东。

真正霍大师所想的不是时空弯曲对GPS系统的影响,而地球弯曲对GPS系统 的影响。GPS系统是初的原理是平面定位,应用到球面时要作必要的修正。这就是地球仪无法平展来的道理所在。

可以试想一下,把一个绝原子钟放置于卫星中使之处于失重状态。它受到的引力远远会小于地面的引力,按相对论的说法会发生负红移效应,它的时间要比时面的快才对。相对于地面钟来讲卫星钟运动着的,它又会发生钟慢效应,也没有报导过太空站在空间停留了十五年对时钟的影响。是不是两者相抵了。相抵消也应有个计算结果出来。学者们到哪里去了,不来算一算它呢。



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逆子
[楼主]  [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/05/29 18:32 

没有那个意思

我的目标是把问题搞清楚,对与错要辨证的看。反对某人并不是我的目的,关键是搞清楚究竟错在什么地方。只有认识到这一点,才有可能不再犯同样的错误。

不过GPS确实是一个非常复杂的系统,用这里有些人的理论是不可能构建起这样的系统的。

 [4楼]  作者:逆子  发表时间: 2003/05/29 23:16 

那是应用科学。

打个比方说,我们可以把收音机理解为电磁波与电流信号的传换器。而电视接收机可以理解为收音机与示波器的组合体使电信号转变为影像。对于非专业技术人员来讲如此理解也就够了。

的确,GPS 全球定位系统从具体的技术来讲是一个复杂的系统。它涉及到许多学科。但从原理上讲它又是简单的,它不也就是一个定位作用吗。

假如说一个人在海面上航行,如果发生海事的话,总得有报告一个自已的准确位置,如果太空有三颗同步卫星发出特定的信号,而这此卫星的位置是预先确定下来的。如果船上也有一台一个特定的电磁波接收机来接收这三颗卫星发出的特定信号,它就会推算出船相对于这三颗卫星的相对位置。由于三颗卫星在地球上空的位置是已知的,接收机可以把它换算成经度与纬度。就可以报告发生海事的准确地点。如果是在陆地的话,可以配置相应的电子地图与之相配套,,它更能直观地知道自已所处的位置。对于非专业的研究者来讲,知道它的原理就成了。具体细节性的问题不是非专业人士所做的。

说白了GPS系统就是把电磁波当尺子所建立的坐标系而已。



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逆子
[楼主]  [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/05/30 00:55 

实验的作用是不可替代的
GPS系统有6个轨道平面上的24棵卫星,每棵卫星上都有一个高精度的原子钟,在地球上的任何位置,在任何时间都至少可以“看”到4棵卫星。然后是校准时钟,接收时钟信号,并进行充分的校正之后才能算出在地球上的准确位置,可以精确到30cm。关键就在其精确性,据说将来可以精确到mm 。
 [6楼]  作者:逆子  发表时间: 2003/05/30 23:31 

定位系统的精度受诸多因素的影响。
如果说同步卫星相对于地球的位置产生漂移,也就是说没有达到相对同步之目的,卫星钟的“对时”对定位精度的影响为最大。你要知道不可能达到绝对的同步。既是这两个条件都满足了,GPS系统也就永远不可能得到1mm 的精度。这是一个实际性的技术问题。不过这样的报导是会有的,都是不切实际之言词。

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逆子
 [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2003/05/31 01:34 

好象是广义相对论的问题了?
说的不错,实验检验很重要,必须尊重,认真分析,
不过GPS是曲线运动,线速度也是相对的, 而且GPS是时钟变快,
所以与狭义相对论应该无关?

以前争论过一次,最后说是“引力势”不同引起的时差,
不过估计可能还另有原因,
比如星球附近存在的相对“暗物质旋流”速度不同, 暗物质阻力较小,可能对电子绕核转动产生影响, 所以时钟加快了,还有反向环球飞行也是一样,
不过现在也只能是猜测了,
[楼主]  [8楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/05/31 12:01 

对定位精度影响最大的应该是Sagnac效应
Sagnac效应在我看到的文章中说是一种相对论效应,而建其说不是,确实在相对论的书中是不容易找到的。但是Sagnac效应影响是不容质疑的,相对论认为Sagnac效应完全符合相对论,当然也应当认可由Sagnac效应推出的结果。而我的文章中推出的结果与Sagnac效应是完全一致的(定性的),这也证明了我的推论是正确的。我的文章见丁一宁网站《环球通信实验与光速问题》。
[楼主]  [9楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2003/05/31 13:42 

卫星的轨道漂移问题是可以解决的

既然已经建立了GPS系统,说明这个问题已经解决了,否则不可能达到30cm的精度,即光1ns所走的路程。文中有介绍,不过我还没有看。

现有的相对论的书籍介绍的内容太少,特别是实验。应用也是一种实验,可以作为补充。

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