GPS坐标与参考系的协变性
广义相对论与量子宇宙学
2009-11-11 v2 天体物理学
摘要
我们在广义相对论背景下探讨了近来引入的GPS坐标的性质，以及与之关联的参考系与余标架的性质。我们证明它们是协变的，且完全独立于任何观测者。我们证明标准光谱与天体测量观测允许任何观测者测量(i)其位置处的GPS坐标值，(ii)其[四]速度分量，以及(iii)GPS参考系中度规的分量。这赋予该系统独特的价值，既利于概念讨论(无参考系依赖)，也利于实际应用(所涉量可直接测量)：定位、运动监测、天体测量、宇宙志、引力理论检验。我们在广义相对论背景下明确展示了观测者如何估计其位置与运动，并重构度规分量。这源于两个主要结果：将探测器的速度场延拓至整个(弯曲)时空；以及将观测者在GPS参考系中的速度分量等同于探测器的(反演)观测红移。特定情形(非相对论速度；Minkowski与Friedmann-Lemaître时空；测地运动)被详细研究。
引用
@article{arxiv.gr-qc/0602052,
title = {The covariance of GPS coordinates and frames},
author = {Marc Lachieze-Rey},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0602052},
year = {2009}
}
备注
new version, as to appear in CQG; some equations corrected, redaction improved ; references added