相對論在現(xiàn)代導航中的應用

內(nèi)容概要

全書共分6章兩部分。第一部分是前面兩章，介紹廣義相對論的基本時空理論和效應，包括四維時空結(jié)構(gòu)和引力場的描述——度規(guī)張量；引力場中時間、空間概念和時空測量理論；引力場中的質(zhì)點運動方程和光傳播的廣義相對論效應；還介紹了廣義相對論的后牛頓近似方法及其基本結(jié)論。這些內(nèi)容都在GPS和XNAV等現(xiàn)代導航工程中得到了直接應用?？紤]到廣義相對論在我國的普及程度較低，我們盡量敘述得簡單明了，特別是彎曲時空的時問和空間概念及其測量意義。    第3章～第5章應用相對論理論分析GPS的測量原理。包括GPS的基本方程與光速不變性的關(guān)系；一階后牛頓度規(guī)在地心系、地球系和地面系等3種坐標系中的表示；GPS標準時與地心坐標時和地面系坐標時的關(guān)系；衛(wèi)星運動軌跡和衛(wèi)星鐘相對論修正；GPS偽距測碼方程、偽距測相方程和Doppler計數(shù)測速方程等3種方程的相對論解釋。還介紹了國外最近提出的一種新的基于零標架的測量方程，它是建立在四維時空理論基礎上的純相對論性方程，雖然沒有在實際的GPS中得到實施，但在原則上是可行的。這一部分內(nèi)容也適用于其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)。    第6章應用廣義相對論的二階后牛頓近似理論分析XNAV的基本原理，給出了該系統(tǒng)的高精度測量方程。這一部分內(nèi)容與2.4節(jié)～2.6節(jié)相銜接，涉及到較復雜的張量計算，不關(guān)心XNAV的讀者可以跳過這些章節(jié)。另外，因為本書主要討論相對論與現(xiàn)代導航的關(guān)系，所以對于工程技術(shù)上的經(jīng)典理論和計算方面的內(nèi)容敘述得比較簡單，讀者可以參考有關(guān)的著作。

書籍目錄

第1章　廣義相對論基礎　1.1　廣義相對論的基本原理　1.2　引力與時空彎曲　1.3　球?qū)ΨQ星體的引力場　1.4　引力場中的時間和空間　1.5　引力場的時空測量理論第2章　廣義相對論的應用　2.1　引力場中的運動方程　2.2　光波的路徑彎曲和時間延緩　2.3　光波的引力和多普勒頻移　2.4　引力場的后牛頓近似　2.5　后牛頓穩(wěn)態(tài)引力場　2.6　后牛頓運動方程第3章　GPS中的時間和空間　3.1　GPS的基本測量原理　3.2　GPS的空間和時間坐標系統(tǒng)　3.3　地球引力場的度規(guī)　3.4　地面系的Nelson度規(guī)第4章　衛(wèi)星運動方程和相對論鐘差　4.1　衛(wèi)星運動的經(jīng)典力學方程　4.2　衛(wèi)星軌跡的相對論修正　4.3　衛(wèi)星鐘的相對論修正第5章　GPS測量方程的相對論意義　5.1　GPS測碼偽距方程　5.2　GPS測相偽距方程　5.3　多普勒計數(shù)測量方程　5.4　基于零標架的測量方程第6章　X射線脈沖星自主導航原理　6.1　xNAV（X射線脈沖星自主導航）概述　6.2　XNAV的基本測量原理　6.3　XNAV中的時間和空間　6.4　XNAV測量方程的相對論修正附錄　符號和數(shù)據(jù)表參考文獻

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