相對論在現代導航中的應用

相對論在現代導航中的應用

图书基本信息
出版时间:2007-4
出版社:國防工業
作者:費保俊
页数:208
字数:175000
书名:相對論在現代導航中的應用
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相對論在現代導航中的應用
内容概要
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。这一部分内容也适用于其他卫星导航系统。    第6章应用广义相对论的二阶后牛顿近似理论分析XNAV的基本原理,给出了该系统的高精度测量方程。这一部分内容与2.4节~2.6节相衔接,涉及到较复杂的张量计算,不关心XNAV的读者可以跳过这些章节。另外,因为本书主要讨论相对论与现代导航的关系,所以对于工程技术上的经典理论和计算方面的内容叙述得比较简单,读者可以参考有关的著作。
书籍目录
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 球對稱星體的引力場 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 引力場的後牛頓近似 2.5 後牛頓穩態引力場 2.6 後牛頓運動方程第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 3.3 地球引力場的度規 3.4 地面系的Nelson度規第4章 衛星運動方程和相對論鐘差 4.1 衛星運動的經典力學方程 4.2 衛星軌跡的相對論修正 4.3 衛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 符號和數據表參考文獻
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