内容简介
全书共分6章两部分。第一部分是前面两章,介绍广义相对论的基本时空理论和效应,包括四维时空结构和引力场的描述——度规张量;引力场中时间、空间概念和时空测量理论;引力场中的质点运动方程和光传播的广义相对论效应;还介绍了广义相对论的后牛顿近似方法及其基本结论。这些内容都在GPS和XNAV等现代导航工程中得到了直接应用。考虑到广义相对论在我国的普及程度较低,我们尽量叙述得简单明了,特别是弯曲时空的时问和空间概念及其测量意义。
第3章~第5章应用相对论理论分析GPS的测量原理。包括GPS的基本方程与光速不变性的关系;一阶后牛顿度规在地心系、地球系和地面系等3种坐标系中的表示;GPS标准时与地心坐标时和地面系坐标时的关系;卫星运动轨迹和卫星钟相对论修正;GPS伪距测码方程、伪距测相方程和Doppler计数测速方程等3种方程的相对论解释。还介绍了国外最近提出的一种新的基于零标架的测量方程,它是建立在四维时空理论基础上的纯相对论性方程,虽然没有在实际的GPS中得到实施,但在原则上是可行的。这一部分内容也
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作者简介
姓名:费保俊
作者简介:
作品:《相对论在现代导航中的应用(精装)》
目录
第1章 广义相对论基础
1.1 广义相对论的基本原理
1.1.1 牛顿引力理论及其困难
1.1.2 广义相对性原理
1.1.3 爱因斯坦等效原理
1.1.4 引力几何化
1.2 引力与时空弯曲
1.2.1 惯性系的四维伪欧时空
1.2.2 非惯性系的非欧几何特性
1.2.3 引力场的描述——度规张量
1.3 球对称星体的引力场
1.3.1 爱因斯坦场方程
1.3.2 史瓦西度规及其牛顿近似
1.3.3 克尔度规的牛顿近似
1.3.4 场方程的线性化问题
1.4 引力场中的时间和空间
1.4.1 局域惯性系和局域静止惯性系
1.4.2 坐标时间和固有时间
1.4.3 原子钟环球飞行实验
1.4.4 坐标长度和固有长度
1.4.5 引力场中的光速不变性
1.5 引力场的时空测量理论
1.5.1 局域惯性系的正交标架
1.5.2 四维时空的矢量与观测量
1.5.3 引力场中的时空测量
1.5.4 光传播的时空测量和光速不变性
第2章 广义相对论的应用
2.1 引力场中的运动方程
2.1.1 测地线方程
2.1.2 运动方程的牛顿近似
2.1.3 史瓦西场中的轨迹方程
2.1.4 史瓦西弱场中的轨迹方程
2.2 光波的路径弯曲和时间延缓
2.2.1 史瓦西场中的光线弯曲
2.2.2 史瓦西弱场中的光线弯曲
2.2.3 光线弯曲的牛顿解及其实验证明
2.2.4 传播时间的引力延缓
2.3 光波的引力和多普勒频移
2.3.1 光波的引力频移
2.3.2 光波的引力和多普勒频移
2.3.3 引力和多普勒频移的严格公式
2.4 引力场的后牛顿近似
2.4.1 度规的后牛顿近似
2.4.2 后牛顿场方程
2.4.3 后牛顿场方程的解
2.5 后牛顿稳态引力场
2.5.1 稳态引力场的后牛顿度规
2.5.2 稳态引力场的标量势
2.5.3