后牛顿近似下导航卫星的广义相对论效应.pdfVIP

CSNC2010 第一届中国卫星导航学术年会 北京 后牛顿近似下导航卫星的广义相对论效应 任红飞 1,2 贾小林 2 刘晓刚 1,3 (1. 信息工程大学 测绘学院，河南 郑州 450052 ； 2. 西安测绘研究所，陕西 西安 710054 ； 3. 武汉大学卫星导航与定位教育部重点实验室(B 类) ，武汉 430079) 摘 要：分析了时空度规的级数展开形式，介绍了 IAU2000 关于后牛顿度规的定义，给出了质点运动的后牛顿方程。 在 1PN 度规下分析了卫星导航的广义相对论效应。包括信号传播路径的弯曲效应、信号传播时间的引力延缓效应、 信号的引力频移和二级多普勒频移。分析了引力延缓效应的影响因素；估计了路径弯曲效应、引力频移和二级多普勒 频移效应的影响量级。 关键词：后牛顿近似； 广义相对论效应 Effects of General Relativity for Navigation Satellites on Post-Newtonian Approximation Theory Ren hong-fei1, 2 JIA Xiao-lin 2 Liu Xiaogang1,3 (1.Institute of Surveying and Mapping, Information Engineering University, Zhengzhou 450052, China; 2. Xi’an Research Institute of Surveying and Mapping, Xi’an 710054, China 3. Key Laboratory of GNRS Research (Wuhan University),Ministry of Education, Wuhan 430079, China) Abstract: The series extension style of spacetime metric is analyzed, the definition of Post-Newtonian metric for IAU2000 is introduced, Post-Newtonian equations of particles motion is presented. The general relativistic effects of satellite navigation in 1PN metric are analyzed, which included deflection of signal, time delay of signal in gravitational field, gravitational shift of signal and Doppler shift in gravitational field. The factors which caused the time delay of signal in gravitational field are analyzed. the impacts of deflection of signal, gravitational shift of signal and Doppler shift in gravitational field is estimated. Key Words: Post-Newtonian Approximation ；Effects of General Relativity 1 引言 现代科学已有实验证明相对论力学是比经典力学更为精确的力学理论，这两种理论根本不同就 是其对时空的认识。经典力学是牛顿基于一维平直时间和三维平直空间创立的力学理论，而相对论 力学则认为时空是融于一体的，引力是时空弯曲的体现，牛顿力学只是相对论力学在弱场、低速下 的近似。 由于时频技术和空间技术在测量精度上的不断提高，将要求在经典力学框架下要考虑其广义相 对论效应的影响。为此，IAU2000 发布了时空参考系