双向单向多普勒消除方案用于增强引力红移实验
广义相对论与量子宇宙学
2025-08-28 v1 天体物理仪器与方法
摘要
引力红移是广义相对论(GR)的重要预测。我们提出了一种用于卫星-地面时钟实验的引力红移测试的新型双向单向频率比较方案。与传统的三链多普勒消除方法不同，本方案仅需两条光链路，即上行链路和下行链路，分别在卫星和地面站记录多普勒数据。关键在于，这些测量的相干组合可抑制一级多普勒频移至二级，同时使引力红移信号翻倍。该方案减少了工程复杂度（链路数降低50%），并使卫星-地面时钟比较的红移灵敏度提高一倍。该方案的可行性依赖于高精度时钟同步（≤0.1 ns for 10^-18时钟比较），通过最新时钟传递技术可实现。系统误差分析表明，优化轨道下残余多普勒、大气和Shapiro位移均低于10^-17，使该方案成为探索广义相对论之外基本物理的有用工具。
引用
@article{arxiv.2508.19886,
title = {A Dual One-way Doppler Cancellation Scheme for Enhanced Gravitational Redshift Tests},
author = {Cheng-Gang Qin and Tong Liu and Yang Li and Qi-Long Gong and Qin Li and Zhi-Yu Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19886},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 1 figures