The LArase Satellites Spin mOdel Solutions (LASSOS): a comprehensive model for the spin evolution of the LAGEOS and LARES satellites
LAGEOS和LARES这两颗卫星是激光测距卫星,跟踪精度是有史以来最高的。利用它们的距离测量,计算了许多地球物理参数,并直接观察到一些广义相对论效应。为了获得由于广义相对论对这些卫星轨道的预测而产生的影响的精确和精细的测量,必须以高精度和准确度对所有其他力进行建模,减少在轨道确定中引入的自由参数。要考虑的非引力的主要类别是那些热起源,其精细建模强烈依赖于自旋矢量的演变的知识。我们提出了一个完整的模型,命名为LASSOS,描述的LAGEOS和LARES卫星的自旋的演变。特别是,我们解决了欧拉方程的运动考虑非平均扭矩。这是最一般的情况,模型的预测很好地符合卫星自旋的现有观测。我们还提出了我们的模型的预测,在快速自旋限制,平均方程的应用程序的基础上。结果与已经发表的结果非常一致,但通过我们的方法,我们已经能够突出这些以前的作品中的小错误。LASSOS是在LARASE研究计划内开发的。LARASE的目的是改进LAGEOS和LARES两颗卫星的动力学模型,以提供关于相对论对其轨道的影响的非常精确和准确的测量,并为天体物理学和空间大地测量学带来好处。
2018-01-27 gr-qc
A Test of General Relativity Using the LARES and LAGEOS Satellites and a GRACE Earth's Gravity Model
我们提出了一个测试的广义相对论,测量地球的惯性系拖动。我们的结果是利用LARES、LAGEOS和LAGEOS 2激光测距卫星约3.5年的激光测距观测以及GRACE空间大地测量任务产生的地球重力场模型GGM 05 S得到的。我们测量$μ= (0.994 \pm 0.002) \pm 0.05$,其中$μ$是地球对惯性系的拖曳,归一化到其广义相对论值,0.002是1-sigma形式误差,0.05是估计的系统误差,主要是由于地球重力模型GGM 05 S中的不确定性。我们的结果与广义相对论的预言是一致的。
2016-03-29 gr-qc
First results of the LARES 2 space experiment to test the general theory of relativity
本文报告了 LARES 2 空间实验测试广义相对论的首批结果,该实验通过概念上更简单的设置精确测量了参考系拖曳,其结果与爱因斯坦引力理论的预测完全一致,为广义相对论的测试领域带来了重大进展。
2023-11-22 gr-qc
A new laser-ranged satellite for General Relativity and space geodesy: III. De Sitter effect and the LARES 2 space experiment
在前两篇论文中,我们介绍了LARES 2空间实验,其目的是对标架拖曳进行非常精确的测试,并对基础物理学和空间大地测量学及地球动力学进行其他测试。我们介绍了LARES 2实验的误差来源,它的误差预算和蒙特卡罗模拟和协方差分析,证实了在标架拖曳试验中的千分之几的精度。在这里,我们讨论的轨道摄动的影响,称为德西特效应,或测地岁差,在LARES 2框架拖曳实验的误差预算。我们表明,在德西特效应的不确定性有一个可以忽略不计的影响,在最终的误差预算,因为非常准确的结果,现在可用于测试的德西特进动,因为它的性质。在LARES 2测试的框架拖动的总误差预算仍然在0.2%的顺序,在本系列的前两篇论文中确定的水平。
2019-11-12 gr-qc
A new laser-ranged satellite for General Relativity and space geodesy: IV. Thermal drag and the LARES 2 space experiment
在前三篇论文中,我们介绍了LARES 2空间实验,其目的是非常精确地测试标架拖曳和其他基础物理测试以及空间大地测量和地球动力学测量。我们介绍了LARES 2实验中的误差来源、误差预算、蒙特卡罗模拟和协方差分析,证实了标架拖曳试验中的千分之几的精度,并且我们处理了由于德西特效应(一种相对论轨道摄动)的不确定性而引起的误差。在这里,我们讨论的误差预算的LARES 2框架拖动实验的轨道摄动的影响,由于热阻力或热推力。我们表明,热阻力引起的不确定性约千分之一的LARES 2帧拖动测试,与我们以前的论文中的误差估计一致。
2019-11-12 gr-qc
"Reply to A comment on A test of general relativity using the LARES and LAGEOS satellites and a GRACE Earth gravity model, by I. Ciufolini et al."
2016年,我们发表了“使用LARES和LAGEOS卫星和GRACE地球重力模型对广义相对论的测试”。地球惯性系拖曳测量[1]",系拖曳测量,爱因斯坦广义相对论的基本预测,使用激光测距卫星LARES、LAGEOS和LAGEOS 2。我们的测试的形式误差或精度约为帧拖动的0.2%,而系统误差估计约为5%。在2017年的论文“关于“使用LARES和LAGEOS卫星和GRACE地球重力模型对广义相对论的测试”中,I. Ciufolini等人““由L。Iorio [2](以下简称I2017)错误地认为,在比较不同的地球重力场模型时,由于地球6、8、10次偶次纬向谐波的影响,我们的试验中的系统误差可分别高达15%、6%和36%。此外,I2017还包含其他不正确的声明,关于我们测试中使用的系数的必要有效小数位数(声称为9位),以消除2度和4度偶数带中的最大不确定性,以及关于我们测试的不可重复性。在这里,我们分析并反驳了I2017中的这些说法。
2019-10-22 gr-qc
Geodesic motion in General Relativity: LARES in Earth's gravity
根据广义相对论,与牛顿引力不同,引力下的运动被一个理论所处理,最初,只处理测试粒子。与此同时,卫星测量处理的是延伸的天体。利用Ehlers-Geroch定理,结合最近发射的LARES卫星,讨论了广义相对论中测地运动与扩展体运动之间的对应关系。这颗卫星可能是太阳系中平均密度最高的轨道天体,它提供了有史以来通过实验获得的最佳测试粒子,并为测试广义相对论的预测提供了独特的可能性。
2013-02-21 astro-ph.CO gr-qc
A critical approach to the concept of a polar, low-altitude LARES satellite
LARES飞行任务的目的是利用卫星激光测距测量地球引力场中的广义相对论Lense-Thirring效应,根据LARES飞行任务的最新发展情况,似乎LARES卫星最后可能用成本较低的火箭发射到极地低空轨道。观察者将仅是节点。在这封信中,我们批判性地分析了这种情况。
2002-07-25 astro-ph gr-qc physics.space-ph
LARES succesfully launched in orbit: satellite and mission description
2012年2月13日,意大利航天局(ASI)的LARES卫星通过欧洲航天局(ESA)新的VEGA发射器的资格飞行被送入轨道。有效载荷在标称轨道上非常准确地释放。LARES这个名字的意思是激光相对论卫星,它概括了任务的目标和卫星的一些特征。事实上,这是一项旨在测试爱因斯坦的广义相对论理论(特别是“框架拖曳”和透镜-瑟林效应)的任务。这颗卫星是被动的,覆盖着光学后向反射器,将激光脉冲发回发射地面站。这允许卫星的精确定位,这对于测量与伽利略-牛顿定律的非常小的偏差是重要的。2008年,意大利航天局选定了LARES系统的主要工业承包商,各大学积极参与了该方案的所有阶段,从卫星和分离系统的设计到建造和测试。根据意大利航天局与这些大学之间的一项新合同,数据开发阶段在发射后立即开始。对卫星的跟踪由国际激光测距服务提供。由于其特殊的设计,LARES是太阳系中已知平均密度最高的轨道物体。在本文中,它表明,这种特性使它成为有史以来最好的证明粒子。还将介绍设计方面、任务目标和初步数据分析。
2013-05-29 astro-ph.IM gr-qc
On the Earth's tidal perturbations. II. LARES 2 satellite
本文延续LARES相关研究,针对2022年发射的LARES 2激光测距卫星,按Doodson数分类计算110个显著地球潮汐摄动模态,以支撑参考系拖拽信号的精确提取。
2025-06-12 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
An Improved Test of the General Relativistic Effect of Frame-Dragging Using the LARES and LAGEOS Satellites
我们报告了改进的框架拖曳测试,这是爱因斯坦的广义相对论预测的一种有趣的现象,使用LARES卫星(ASI,2012)的7年卫星激光测距(SLR)数据和LAGEOS(NASA,1976)和LAGEOS 2(ASI和NASA,1992)的26年SLR数据获得。我们使用的静态部分和时间变化的地球重力场获得的空间大地测量任务GRACE(美国宇航局和德国宇航局),特别是静态地球重力场模型GGM 05 S增强模型的7天的时间变化的最低程度的地球球谐函数。我们使用轨道估计器GEODYN(NASA)。我们测得的坐标系拖曳等于0.9910 +/- 0.02,其中1是归一化到其坐标系拖曳值的广义相对论的理论预测,+/- 0.02是由于轨道扰动中的建模误差(主要是由于地球重力场确定中的误差)而引起的估计系统误差。因此,我们的测量证实了广义相对论对标架拖曳的预测,其不确定性只有百分之几。
2019-10-24 gr-qc
Testing General Relativity and gravitational physics using the LARES satellite
宇宙的加速膨胀被认为是由构成宇宙大部分的一种神秘形式的“暗能量”驱动的,这一发现进一步恢复了人们对检验爱因斯坦的广义相对论的兴趣。爱因斯坦理论的基础是一个小的、无结构的测试粒子的测地线运动。根据物理背景,恒星、行星或卫星的行为可能非常接近于测试粒子,因此测地线运动被用来计算行星轨道近日点的推进、脉冲双星系统和地球轨道卫星的动力学。因此,测地线运动是对广义相对论和其他基础物理学理论至关重要的检验。根据对最近发射的LARES卫星头几个月的观测,其轨道与广义相对论预测的试验粒子运动最为吻合。也就是说,在对其已知的非引力摄动进行建模之后,LARES轨道显示出任何人造卫星中与测地运动的最小偏差。因此,LARES型卫星可用于精确测量和重力及基础物理测试。LARES仅进行了几个月的观测,在确定几个低阶地球重力位系数(地球重力与球度的偏差)方面,它提供的分散性比任何其他卫星或卫星组合的观测所提供的分散性要小。
2012-11-06 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Estimation of the Perturbing Accelerations Induced on the LARES Satellite by Neutral Atmosphere Drag
激光测距卫星LARES预计将提供相对论物理学的新的精确测量,并对空间大地测量和地球物理学作出重大贡献。选择这颗无源密集卫星的面积质量比非常低,是为了尽可能减少非重力扰动的干扰影响。然而,由于其高度约为1450公里,而LAGEOS两颗卫星的高度约为5800-5900公里,LARES由于中性大气层而受到更大的阻力。通过对LARES在大约3.7年的时间跨度内的激光测距正常点进行精确的轨道测定和分析,发现其平均半长轴衰减率为-0.999 m/年,对应的非保守净力的平均沿轨加速度为-1.444 x 10^-11 m/s^2。通过修改后的SATRAP(ISTI/CNR)程序,考虑到太阳和地磁活动的实际演变,用五种热层密度模式,对同一时间跨度内作用于LARES的中性阻力摄动进行了评估。他们都能够模拟大部分观察到的半长轴衰减,平均阻力系数之间的差异小于10%。对仅比LARES高40公里的被动球形卫星(Ajisai)的轨道衰减进行了进一步的独立检查,然后得出结论,目前为中性大气开发的一些最佳模型,在其不确定性和适用范围内,能够解释观测到的LARES半长轴衰减的大部分(约98.6%)。最后,在对中性大气阻力进行建模之后,还检测到了剩余的半长轴衰减,对应于平均沿航迹加速度约为-2 x 10^-13 m/s^2(即约为中性阻力的1/72)。
2016-11-08 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Commentary to "LARES successfully launched in orbit: Satellite and mission description" by A. Paolozzi and I. Ciufolini
我们评论Paolozzi和Ciufolini最近的一篇论文中的一些陈述,其中涉及我们提出的关于在新发射的LARES卫星以及长期在轨的LAGEOS和LAGEOS II航天器上测试地球引力场中的广义相对论性Lense-Thirring效应时可获得的实际精度的某些评论。LARES的轨道构型不同于最初提议的LAGEOS-3。实际上,虽然后者本应发射到与LAGEOS相同的高度(即大约$h_{\rm L}=5890$ km),其轨道平面相对于LAGEOS的轨道平面($I_{\rm L}=110$ deg,$I_{\rm L3}=70$ deg)偏移了$180$ deg,但LARES目前的高度要小得多(大约$h_{\rm LR}=1440$ km),倾角($I_{\rm LR} = 69.5$ deg)略有不同。正如不同作者在文献中独立指出的那样,LARES-LAGEOS-LAGEOS II Lense-Thirring试验的总体精度可能不如\textcolor{black}{impacted},因为LARES的高度比Ciufolini \textit{et al.}声称的预期$\approx 1%$水平低,这是因为对低阶均匀纬向地球位势系数的敏感性增强,这些系数会引起与相对论性系数竞争的轨道进动。关于以前的测试进行的组合节点只有LAGEOS和LAGEOS II,最近出现在文献中的一个独立的分析…
2013-11-27 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
A comment on "A test of general relativity using the LARES and LAGEOS satellites and a GRACE Earth gravity model", by I. Ciufolini et al
最近,Ciufolini等人通过分析绕地球轨道运行的LAGEOS、LAGEOS II、LARES大地测量卫星约3.5年的激光测距数据,报告了广义相对论重力磁Lense-Thirring效应的测试。通过使用基于GRACE的GGM 05 S地球全球重力模型和三颗卫星的节点$Ω$的线性组合,以消除地球引力势牛顿部分多极展开的前两个偶纬向谐波系数$J_2,~J_4$中误差的影响,他们声称Lense-Thirring引起的节点运动的总体精度为$5\%$。我们发现,分散在标称值的未取消的程度$\ell = 6,~8,~10$从最近的一些全球重力模型的甚至地带还没有允许达到明确和明确的预期$\approx 1\%$水平,被大到$\lesssim 15\%~(\ell=6),~6\%~(\ell=8),~36\%~(\ell=10)$的一些对模型。
2017-01-23 gr-qc physics.geo-ph physics.space-ph
A comment on the paper "On the orbit of the LARES satellite", by I. Ciufolini
在本说明中,我们评论了I.Ciufolini最近的一篇论文,该论文涉及将拟议的地面卫星LARES放置在低空、近极地轨道上的可能性,以便测量具有节点的广义相对论性Lense-Thirring效应。Ciufolini声称,当卫星的倾角$i$偏离理想极位(i=90度)4度时,用EIGEN-GRACE 02 S建模的地球位的偶次纬向谐波误差的影响将接近于零,允许几个百分比的Lense-Thirring效应测量。相反,我们发现,与相同的地球重力模型和相同的倾斜值,系统误差的上限,由于在均匀地带的错误建模的相对论效应的64%的调查。
2007-03-21 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Analysis of Tidal Perturbations Due to Asymmetric Response of LARES 2 and LAGEOS
Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, CAS(中国科学院精密测量科学与技术创新学院);Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences(中国科学院武汉物理与数学研究所,中国科学院精密测量科学与技术创新学院);College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学地球与行星科学学院);Scuola di Ingegneria Aerospaziale, Sapienza Universitàdi Roma(罗马智慧大学航空航天工程学院);Lanzhou University(兰州大学);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
本研究分析了LARES 2和LAGEOS非对称响应引起的潮汐扰动,通过计算402个地球潮汐组成部分的扰动,识别出83个显著组成部分,并评估了其累积效应,为高精度卫星轨道动力学研究提供了方法论参考。
2026-03-10 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Limitations in Testing the Lense-Thirring Effect with LAGEOS and the Newly Launched Geodetic Satellite LARES 2
该研究指出利用LAGEOS和LARES 2卫星检验Lense-Thirring效应时,因经典进动未完全抵消、轨道参数与地球角动量不确定性不足,无法达到宣称的0.2%精度,提出应通过建模联合估计参数实现可靠检验。
2023-04-28 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Gravitomagnetism, Frame-Dragging and Lunar Laser Ranging
本文讨论了利用月球激光测距、LAGEOS卫星和LARES卫星以及重力探测器B进行的重力磁和坐标系拖曳测量。
2007-05-10 gr-qc
Satellites testing general relativity: residuals versus perturbations
激光测距卫星已经证明了它们在高精度测试参考系拖曳效应方面的有效性,参考系拖曳效应是广义相对论的显著预言之一。对LAGEOS和LAGEOS 2卫星残差的随机性分析揭示了热推力-雅科夫斯基效应-对长期在轨卫星(LAGEOS)的作用。我们还计算了影响卫星LARES的地球潮汐模态。本文还介绍了利用GRACE卫星的地球重力模型,结合LARES卫星和LAGEOS卫星的3.5年观测资料,对最近得到的标架拖曳效应达到的5%的精度极限。
2017-09-28 astro-ph.EP gr-qc
Modelling LARES temperature distribution and thermal drag
LARES卫星是一个激光测距的空间实验,用于天体物理学观测和测量广义相对论的Lense-Thirring效应,据观测,该卫星沿轨道的异常加速度为-0.4 pm/s $^2$(pm:=皮米)。这种“阻力”并不令人惊讶;以前曾用相关的LAGEOS卫星观测到沿轨道的阻力(-3.4 pm/s $^2$)。据推测,阻力主要是由于各向异性的热辐射从卫星的外部。我们报告了LARES卫星在发射后前126天内沿轨道衰减的数值计算结果。结果在很大程度上取决于熔融石英立方体角反射器的可见光和红外吸收率$α$和发射率$ε$。我们目前的结果为两个值的$α_{IR}$ = $ε_{IR}$:0.82,一个标准的“干净”的熔融石英数;和0.60,一个可能的值为二氧化硅与轻微的表面污染受到空间环境。加热和由此产生的沿轨道加速度取决于轨道平面、太阳位置,特别是日食的发生,所有这些都是时间的函数。因此,我们计算特定日期的阻力。我们将我们的模型与观测数据进行比较,这些数据从发射后第7天开始的120天内可用,显示平均加速度为-0.4 pm/s $^2$。利用我们的模型,计算出CCR $α_{IR}$ = $ε_{IR}$ = 0.82的120天期间的平均沿航迹阻力为-0.59 pm/s $^2$。对于CCR $α_{IR}$ = $ε_{IR}$ = 0.60,我们计算出-0.36 pm/s $^2$。因此,我们的模型表…
2016-03-04 gr-qc physics.space-ph
Preliminary study for the measurement of the Lense-Thirring effect with the Galileo satellites
一个围绕旋转质量运行的粒子的轨道节点的进动被称为Lense-Thirring效应(LTE),并且是惯性系拖曳或系拖曳的广义相对论现象的表现。利用LAGEOS卫星的节点漂移和GRACE地球重力场模型已经测量了LTE,精度约为10%,最近的LARES实验将把精度提高到几个百分点。伽利略系统将为LTE估计提供27个新的节点观测值,它们与LAGEOS和LARES卫星的组合可以潜在地减少由于地球重力场的错误建模而导致的误差。然而,精确确定伽利略轨道需要估计许多不同的参数,这些参数可以吸收轨道节点上的LTE。此外,伽利略轨道的准确性,因此,他们的节点漂移,主要是由太阳辐射压(SRP)的错误建模的限制。使用模拟数据,我们分析了在SRP上的伽利略节点的误建模的影响,并提出了最佳的轨道参数化的LTE从未来的伽利略观测的测量。
2013-11-15 gr-qc
A reassessment of the systematic gravitational error in the LARES mission
在这封信中,我们重新审查的评价\zone在一些拟议的相对论重力磁性测试与现有的和拟议的激光测距LAGEOS-类卫星在地球的引力场。一个更保守和现实的方法是使用EGM 96地球重力模型的协方差矩阵的对角线部分,直到l=20度。结果表明,在这种情况下,根据目前对地球引力场的认识水平,最好的选择将是使用最近提出的一种组合,这种组合使用LAGEOS、LAGEOS II和LARES的节点Ω以及LAGEOS II和LARES的近地点ω。实际上,它对l=20以上的偶次带谐函数以及它们之间的相关性都不敏感
2003-02-19 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Will LAGEOS and LARES 2 succeed in accurately measuring frame-dragging?
本文系统分析了 LAGEOS-LARES 2 实验中地球扁率 J2 通过直接和间接途径对 Lense-Thirring 效应测量的系统误差影响,并重新提出 POLARES 极轨双星方案以改进坐标系拖曳测量精度。
2025-03-10 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
On the impact of the atmospheric drag on the LARES mission
最近批准的天基LARES任务的目标是,通过将其节点Omega与现有LAGEOS和LAGEOS II激光测距卫星的节点相结合,以一再声称的1%精度测量旋转地球引力场中的广义相对论性Lense-Thirring效应。在本文中,我们表明,鉴于低海拔的LARES(h=1450公里),相对于LAGEOS和LAGEOS II(h \approx 6000 km),中性和带电大气阻力效应之间的交叉耦合,在LARES的倾角和它的经典节点岁差由于地球的扁率可能会导致3-9%的年^-1相对论性总岁差的系统偏差。由于从数据中提取数据大约需要5-10年的时间,这种扰动效应可能会降低试验的总体准确性,特别是考虑到阻力建模中存在很大的不确定性。
2010-03-17 astro-ph astro-ph.EP gr-qc
Will the recently approved LARES mission be able to measure the Lense-Thirring effect at 1%?
LARES卫星将于2009年底用VEGA火箭发射,其声称的目标是对旋转地球的引力场中的广义相对论引力磁透镜-Thirring效应进行约1%的测量,在意大利航天局批准LARES卫星之后,对这一飞行任务能够达到的总体实际精度进行可靠评估至关重要。可观测的是现有的LAGEOS和LAGEOS II卫星的节点和LARES的节点的线性组合,能够抵消地球引力势的经典部分的多极展开的前两个偶纬向谐波系数的影响,这是系统误差的主要来源。LAGEOS和LAGEOS II的飞行高度约为6000公里,而LARES的飞行高度为1450公里。因此,它将对比LAGEOS和LAGEOS II更均匀的地带敏感。它们的破坏影响δμ已经通过使用标准Kaula方法(L=70)以及八个不同全球重力解的协方差矩阵的sigma来评估(EIGEN-GRACE02S、EIGEN-CG03C、GGM02S、GGM03S、JEM01-RL03B、ITG-Grace02s、ITG-Grace03、EGM2008)(GFZ,CSR,JPL,IGG,NGA)使用不同的技术从GRACE专用飞行任务的长数据集中提取数据。结果表明,δμ约为Lense-Thirring效应的100-1000%。为了将偏差限制在1- 10%左右,需要在确定高度均匀环带时提高2-3个数量级。
2008-12-18 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Constraints on Covariant Horava-Lifshitz Gravity from frame-dragging experiment
分析了Horava-Lifshitz修正对重磁场的影响。解在弱场,慢运动极限,指的是一个卫星绕地球的运动被认为是。后牛顿范式是用来评估约束的Horava-Lifshitz参数空间从目前的卫星和地面实验数据。特别是,我们专注于重力探测器B,LAGEOS和最近的LARES任务,以及即将到来的地面项目,生姜。
2014-08-06 gr-qc
Test of general relativity: 1995-2002 measurement of frame-dragging
在介绍了自旋流和质能流对时钟和光子的影响后,回顾了1995-2001年通过分析LAGEOS和LAGEOS II两颗激光测距卫星的轨道获得的地球重力磁场和Lense-Thirring效应的测量结果,该方法提供了地球重力磁场的直接测量,精度达到20%。未来对朗斯-瑟林效应的精确测量(准确度为1%)可能包括LARES实验,该实验还将提供广义相对论和引力的其他基本测试。最后,我们报告了2002年LAGEOS卫星近8年数据的最新测量结果。这个2002年的结果完全证实并改进了我们先前对地球坐标系拖曳的测量:透镜-瑟林效应存在,其实验值在爱因斯坦广义相对论预测值的20%以内。
2002-10-01 gr-qc
Satellite probing General Relativity and its extensions and Kolmogorov analysis
本文应用Kolmogorov统计量分析了两颗LAGEOS卫星的广义相对论Lense-Thirring效应残差数据,发现卫星的性质存在微小差异,这可能与Yarkovsky-Rubincam效应有关。最近发射的激光相对论卫星(LARES)可以为广义相对论的推广提供约束条件,如Chern-Simons(CS)引力,其度规通过Pontryagin密度耦合到一个标量场,从而给出了框架拖曳测量与CS参数的显式关系.
2013-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Satellite Laser Ranging and General Relativity measurements in the field of the Earth: state of the art and perspectives
介绍了LARASE研究计划在模型改进和相对论测量方面的最新成果。特别是,关于影响LAGEOS和LARES卫星轨道的非重力扰动的新模型的发展的结果进行了描述和讨论。这些是微妙而复杂的影响,需要深入了解卫星的结构及其物理特性,才能正确地加以解释。在引力测量领域,我们介绍了一种新的相对论性Lense-Thirring进动的精确测量方法。文中还讨论了与地球引力场知识有关的误差在这类测量中的作用。最后,总结了近几年来利用激光跟踪被动卫星在相对论测量和约束方面取得的主要结果。突出了卫星激光测距技术在这些活动中的关键作用,以及它在空间大地测量和基本物理测量之间产生的能量。
2018-09-21 gr-qc
A new proposal for measuring the Lense-Thirring effect with a pair of supplementary satellites in the gravitational field of the Earth
本文进一步分析了在地球引力场中利用一对相同的测地卫星测量Lense-Thirring效应的概念。事实证明,不仅节点的总和,正如已经为LAGEOS-LARES任务提出的那样,而且近地点的差异也可以被有效地采用。
2002-12-13 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Advances in the measurement of the Lense-Thirring effect with Satellite Laser Ranging in the gravitational field of the Earth
在本章中,我们将讨论利用卫星激光测距(SLR)技术测量广义相对论重力磁透镜-瑟林效应的尝试,该技术应用于现有的LAGEOS和LAGEOS II陆地卫星以及最近批准的LARES。
2008-08-05 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
OPTIS - a satellite-based test of Special and General Relativity
提出了一种新的基于卫星的狭义相对论和广义相对论的检验方法。对于迈克耳孙-莫雷实验,我们预计至少有三个数量级的改进,而对于麦克尔迪-桑代克实验,改进则超过一个数量级。此外,还提出了用原子钟与光学钟比较检验引力红移普适性的两个数量级的改进方案。测试是基于超稳定的光学腔,一个原子钟和梳发生器。
2001-04-20 gr-qc
An Assessment of the Systematic Uncertainty in Present and Future Tests of the Lense-Thirring Effect with Satellite Laser Ranging
本文介绍了在现有LAGEOS和LAGEOS II地面卫星以及最近批准的LARES航天器上应用卫星激光测距(SLR)技术测量Lense-Thirring效应的尝试。是迄今为止发表的对偶次带谐系数J_(?)L的多极扩张地球位势可靠和现实吗?我们的答案是否定的。事实上,如果在来自专用GRACE任务的不同地球重力场全局解中估计的偶数环带之间的差异Δ J_L被假设为不确定性Δ J_L,而不是使用它们的协方差sigmas sigma_JL,结果表明,Lense中的系统不确定度δμ,使用LAGEOS和LAGEOS II节点Omega进行的Thirring试验可能比迄今为止发表的评估结果大3至4倍($5-10%$),基于一次单独使用一个模型的sigma。第二个问题是是否可能使用不同的方法从LAGEOS类型的数据中提取相关的相对论特征。第三个问题是LAGEOS、LAGEOS II和LARES是否有可能达到1%的实际总精度,这三个卫星将于2009年11月用织女星火箭发射。LAGEOS和LAGEOS II的飞行高度约为6000公里,而LARES则可能位于1450公里的高度。因此,它将对比LAGEOS和LAGEOS II更均匀的地带敏感。他们的腐败的影响已被评估与标准的Kaula的方法高达度L=60,通过使用Delta J_L和sigma_JL;它原来,它可能是大到百分之几十。
2008-12-05 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Galileo satellite constellation and extensions to General Relativity
我们考虑的影响,一些已知的广义相对论的扩展,将与伽利略定位系统的观测,并得出结论,测量它们的可能性。我们具体解决的影响存在的宇宙学常数,汤川除了牛顿的潜力,和存在一个额外的,恒定的加速度。我们还考虑了一个广泛的度量理论,这可以通过参数化后牛顿形式主义分类的现象学的影响。
2007-10-20 gr-qc
Recent Improvements in Testing General Relativity with Satellite Laser Ranging
在这项工作中,某些方面的检测在地球的弱引力场通过激光测距数据到一些现有的或拟议的大地测量卫星的某些广义相对论效应进行了审查。重点是测试机构的轨道的透镜Thirring阻力,重力磁钟效应和重力电近地点移动。研究了某些系统误差源的影响。介绍了一个实验,其目标是用LAGEOS卫星在10^(-3)级测量地面场的PPN参数β和γ。一个修改后的版本,拟议的LARES任务进行审查。
2002-05-22 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
Gravimetry, Relativity, and the Global Navigation Satellite Systems
相对论是定位系统的一个组成部分,这是考虑到在今天的实践中,通过应用许多“相对论修正”的计算使用的概念借用伽利略物理学。可以开发一种不同的、完全相对论的范例来操作定位系统。这意味着一些根本性的变化。例如,基本坐标是四倍(具有对称意义,而不是三个空间坐标和一个时间坐标),卫星必须具有交叉链路能力。当然,引力必须被考虑在内,但不是用牛顿理论:引力场是,也只是,时空度规。这意味着定位问题和重力测量问题不能分开。一个最优化理论可以发展,因为它是完全相对论的,不包含任何“相对论修正”。我们建议,所有定位卫星系统都应以这种方式运作。这样做的第一个好处是澄清和简化了理论。我们还期望,最终能够以更高的精度运行定位系统。
2009-05-27 gr-qc
The impact of the static part of the Earth's gravity field on some tests of General Relativity with Satellite Laser Ranging
本文详细计算了地球重力位的静态偶次纬向谐波(l=20)引起的人造地球卫星的节点Ω和近地点ω的长期经典岁差。随后,将它们的偶纬向地球位系数J_l的误模引起的系统误差与现有激光测距测地卫星和拟议的LARES的节点和近地点的广义相对论长期重磁和重电岁差进行了比较。
2002-10-24 astro-ph gr-qc physics.geo-ph
On the perturbations on satellites probing General Relativity
本文通过对用于探测广义相对论的LAGEOS和LAGEOS 2卫星的摄动的Kolmogorov分析,揭示了它们的非引力Yarkovsky-Rubincam效应。我们介绍了该方法及其在对生成的系统进行建模时的效率,这些系统具有卫星激光测距测量以及卫星剩余数据分析中预期的属性。
2013-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Satellite Laser-Ranging as a Probe of Fundamental Physics
卫星激光测距成功地用于空间大地测量、地球动力学和地球科学;并用于检验基本物理和广义相对论的具体特征。我们对地球引力场中基本弱等效原理(自由降落的唯一性)的大约十亿分之一进行了证实,该原理是用三颗激光测距卫星在以前未经测试的范围内和以前未经测试的材料获得的。弱等效原理是广义相对论和大多数引力理论的基础。
2019-06-30 gr-qc
Role of general relativity and quantum mechanics in dynamics of Solar System
设m(i)是第i颗行星的质量,M是太阳的质量。从天文数据可知,所有行星的比值r(i)=m(i)/(m(i)+M)都是10^(-3)-10 ^(-6)的量级。所有重行星的卫星也是如此。这些结果表明,爱因斯坦对水星动力学的处理几乎可以扩展到太阳系中的任何天体。这一事实并不能解释太阳系中现有的秩序。事实上,所有的行星都位于同一个(太阳的赤道)平面,并以与旋转太阳相同的方向移动。重行星的规则卫星和与这些卫星相关的行星环也是如此。除了规则卫星外,有不规则的卫星(和至少一个不规则的(土星)环与这样的卫星(菲比))在各自的平面组合(除了赤道),它们都在稳定的轨道上沿着“错误”的方向运动。它们严格位于常规卫星的位置之外。这种填充模式让人想起原子力学中的填充模式。基于海森堡的原始思想,我们发展了量子天体力学来解释这种填充模式和重行星环。形式主义基本上考虑到行星和卫星在测地线上运动。
2010-03-29 gr-qc
Relativity of GPS Measurement
在几何光学近似下研究了近地弯曲时空中GPS伪距测量的相对性。导航的时空网格是由GPS卫星广播的P码在电磁场振幅中引入的不连续性创建的。我们计算地球附近时空的世界函数,并使用它来定义描述时空网格的标量相函数。我们使用这个标量相位函数来定义测量的伪距,这原来是一个两点的时空标量下广义坐标变换。尽管测量的伪距是不变量,但它取决于接收机和卫星的世界线。当两个共置接收器测量到同一卫星的两个不同伪距时,它们获得正确的位置和时间,而与它们的速度无关。我们所测得的伪距的时空几何形状,并找到纠正的常规模型的伪距是地球的引力半径的顺序。
2003-07-17 gr-qc
Gravitomagnetic Clock Effect: Using GALILEO to explore General Relativity
本文提出了基于稳态时空模型的引力磁时钟效应理论框架,探讨了利用GALILEO卫星和时钟数据测量该效应的方法与技术要求,指出该测量虽极具挑战性,但在不远的将来有望实现。
2023-11-20 gr-qc
Quantum satellites and tests of relativity
量子技术在空间的部署为新型重力精确测试提供了机会。另一方面,这种技术的操作需求可以使以前不重要的效果实际上相关。我们描述了一种新的光学干涉红移测量和测量方案,旨在见证可能的自旋重力耦合效应。
2019-06-11 gr-qc quant-ph
Introducing Relativity in Global Navigation Satellite Systems
今天,用作全球定位系统的全球导航卫星系统是GPS和GLONASS。它们基于牛顿模型,因此只有在考虑到几种相对论效应时才有效。最重要的相对论效应(1/c^2量级)是:卫星时钟频率的爱因斯坦引力蓝移效应(广义相对论的等效原理)和卫星运动引起的二阶多普勒红移(狭义相对论)。另一方面,几年后伽利略系统将建成,除非设计出替代项目,否则将复制GPS系统。在这项工作中,它也将表明,SYPOR项目,使用完全相对论的概念,是一个替代的GPS系统的副本。根据这一计划,伽利略系统将是精确的,不需要相对论修正。
2006-12-13 gr-qc physics.class-ph
Frame-dragging effects in a gravitational quantum field theory
在引力量子场论(GQFT)中推导参考系拖曳的伦泽-蒂林效应,利用LARES-LAGEOS测量给出γ_W约束,虽精度低于卡西尼实验,但未来LARES 2发射将提升精度,且夏皮罗效应测量精度可达10^-9。
2025-04-16 gr-qc
Measuring the relativistic perigee advance with Satellite Laser Ranging
广义相对论最著名的经典检验之一是检验物体近心在中心质量的引力场中的引力电长期推进。在本文中,我们探讨的可能性进行测量的重力近心推进的引力场的地球通过分析的激光测距数据,一些现有的,或建议,激光测距大地测量卫星。在目前对各种误差源的认识水平上,LAGEOS和LAGEOS II的数据经适当组合后可获得的相对精度为$10^{\rm -3}$的量级。然而,当CHAMP和GRACE飞行任务获得关于地球引力场的新数据时,这些精度在不久的将来可能会得到明显的提高。在包括LAGEOS II在内的轨道残差适当组合的情况下,利用LARES(激光相对性卫星)的近地点,应能进一步提高测量的精确度。作为拟议实验的第二项成果,利用由此获得的$\ppn$值和从月球激光测距获得的$\et=4β-γ-3$,有可能在$10^{-2}-10^{-3}$水平上获得PPN参数$γ$和$β$的估计值。
2002-07-01 astro-ph gr-qc
Testing General Relativity with Satellite Laser Ranging: Recent Developments
本文介绍了用卫星激光测距技术在地球引力场中检验广义相对论的最新进展。特别是,我们集中我们的注意力在一些重电和重磁后牛顿轨道的测试机构在中心质量的外场的运动的影响。
2003-09-22 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Testing the gravitational redshift with Galileo satellites
我们提出的GREAT(伽利略引力红移测试偏心卫星)的SYRTE(巴黎天文台),由欧洲航天局资助的实验的分析结果。椭圆轨道引起地面时钟和卫星时钟之间的分数频率差的周期性调制,而伽利略时钟的良好稳定性允许以高精度水平测试这种周期性调制。伽利略卫星GSAT 0201和GSAT 0202具有大偏心率和机载H脉泽时钟,是进行这项测试的理想候选者。通过分析1008天的偏心伽利略卫星数据,我们测量的引力红移的分数偏差从广义相对论的预测是$(+0.19 \pm 2.48)\times10^{-5}$在1西格玛,提高了最好的以前的测试重力探测器A的一个因素~5.6。此外,我们应用完全相同的分析,两个几乎圆形的伽利略卫星,以显示该方法的鲁棒性。通过分析899天的圆形伽利略卫星数据,我们测量的引力红移的分数偏差从广义相对论的预测是$(+0.29 \pm 2.00)\times10^{-2}$在1西格玛。
2019-06-14 gr-qc
Testing the Boundary Conditions of General Relativity Near the Earth-Sun Saddle Point
我们建议,一个稳定的原子钟上的卫星发送通过地球-太阳引力鞍点,以实验确定是否自然更喜欢静态的解决方案的广义相对论的场方程,如标准史瓦西解决方案,或是否自然更喜欢等效的非静态解决方案。这是对广义相对论边界条件的检验,而不是对场方程的检验。这两种可能性之间的时钟速率的分数差异是一亿分之一。这是一个很大且容易衡量的影响。
1999-06-03 gr-qc
Gravitomagnetism in Metric Theories: Analysis of Earth Satellites Results, and its Coupling with Spin
在分析LAGEOS结果时,采用PPN形式,考虑了不同度规理论下的重力磁场。它将表明,有几个模型,预测完全相同的效果,广义相对论包括。换句话说,这些地球卫星的结果可以作为一个物体的轨道角动量确实产生时空几何的实验证据,尽管它们没有赋予广义相对论在度量理论中的突出地位。此外,还分析了自旋-重力磁场的耦合,并引入了该场在自旋为1/2的量子系统上产生的拉比跃迁。然后,对该系统的能量进行了连续测量,并得到了相应的引力磁场几率的结果。最后,它将被证明,这些建议允许我们,不仅面对未来的实验通常假设的耦合自旋-重力磁性,但也测量一些PPN参数,并获得它们之间的功能依赖性。
2002-03-04 gr-qc
A gravitational redshift test using eccentric Galileo satellites
我们报告的引力红移,从而本地位置不变性,爱因斯坦等效原理的一个组成部分,这是广义相对论和所有的引力度规理论的基础新的测试。我们使用了欧洲全球卫星导航系统(GNSS)伽利略的两颗卫星的1008天数据,这两颗卫星于2014年发射,但意外地在椭圆形而不是圆形轨道上交付。由此产生的调制的引力红移的板载原子钟允许红移的测定与高精度。此外,对这两颗卫星的具体激光测距活动使人们能够很好地估计与轨道不确定性有关的系统影响。再加上仔细的保守建模和控制其他系统的影响,我们测量的引力红移的分数偏差从广义相对论的预测是$(+0.19 \pm 2.48)\times10^{-5}$在1西格玛,提高了最好的以前的测试的一个因素~5.6。据我们所知,这代表了对实验引力中历史最悠久的结果之一的首次报道,即1976年的引力探测器A氢脉泽火箭实验。
2018-12-10 gr-qc
On possible a-priori "imprinting" of General Relativity itself on the performed Lense-Thirring tests with LAGEOS satellites
本文研究了广义相对论本身可能的先验“印记”效应对最近用绕地球轨道运行的LAGEOS卫星和GRACE专用任务的地球重力位模型测量Lense-Thirring岁差的影响。分析表明,广义相对论,没有明确解决的GRACE为基础的模型,可能会“印记”他们的偶带谐波系数J_L在一个不可忽略的水平,鉴于目前的准确性,在恢复他们。这就转化为基于LAGOS的相对论性检验的偏差,其大小与Lense-Thirring效应本身一样大。进一步的分析应包括广义相对论本身的GRACE数据处理,明确解决它。
2010-01-20 astro-ph.EP gr-qc physics.geo-ph
Testing Local Lorentz Invariance with Laser Tracking of the LAGEOS and LAGEOS II Satellites
Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)(意大利国家天体物理研究所);Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (IAPS)(天体物理学与行星科学研究所);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)(意大利国家核物理研究所);Sezione di Tor Vergata(托尔维尔加塔分部);Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)(意大利国家研究委员会);Istituto di Scienza e Tecnologie della Informazione (ISTI)(信息与科学技术研究所);Red de Infraestructuras Geodésicas, Instituto Geográfico Nacional(地理国家研究所大地测量基础设施网);Dipartimento di Fisica, Università di Tor Vergata(托尔维尔加塔大学物理系)
利用拉格埃斯和拉格埃斯二号卫星激光跟踪数据,通过相敏检测技术测试局部洛伦兹不变性,获得新的约束|α₁|≈2×10⁻⁵。
2026-02-19 gr-qc