第一章中,我们简要介绍了“时频重力位测量”的基本原理。在具体应用的时候,根据基本原理可以衍生出很多不同观测方法。本章我们简要介绍几种常见的观测方法,每种方法都给出了相关论文的连接,供你深入学习。

几篇综述论文:

利用高精度时频信号测定重力位.pdf

GNSS频移法测定重力位研究进展与展望.pdf

为了描述简便,对于以下每种方法,我们都假设有两个坐标不同的点位 A 和 B,以及两台高精度原子钟 a 和 b。

时钟搬运法

时钟搬运1.png

时钟搬运2.png

最基础的观测方法。具体操作如下:

  1. 将 a、b 两台时钟放同时放在 A 点校准。
  2. 将时钟 b 移动到 B 点,然后放置一段时间。
  3. 将时钟 b 移回 A 点,比对两台时钟的钟差。

假设两钟在第1步中完全校准同步,在第2步中一共放置了 $\Delta T$ 的时间(一般至少2周以上),在第3步比对时发现两钟的时间差为 $\Delta t$,若忽略搬运时钟所耗费的时间以及所造成的影响,则位差计算公式如下:

$$ \Delta W_{AB}=c^2\cdot\frac{\Delta t}{\Delta T} $$

这种方法不存在信号传递误差,唯一需要考虑的是时钟在搬运时额外引入的误差。由于该方法只适用于验证可行性,而并不具备太多实用价值,因此目前尚无相关实验公开发表。

光纤频率传递法

目前实测实验最多的一种方法,具体操作如下:

  1. 将 a、b 两台时钟放同时放在 A 点校准。
  2. 将时钟 b 移动到 B 点,并通过光纤连接 a、b 两台时钟。
  3. 观测频率信号从 a 到 b(或从 b 到 a)的频率变化。