而根据广义相对论,卫星相比地面离地心更远,拥有的引力势能绝对值也更小,时间又会比地面更快。


两者对卫星上时钟的综合影响就是比地面上的钟走得更快,其变化量可以用这个公式表示。

那么如何才能消去这个变化量呢?


公式的前半部分可以通过地心引力常数 μ、光速 c 等数值计算得出。假设卫星在距离地心 36 000 公里的圆轨道运行,那么卫星上的时间会比地面每秒快上 0.000 000 000 51 秒左右。


消除这部分的变化量可以在卫星发射之前就按一定倍数先调低卫星上原子钟的频率,让它走得更慢。

但卫星实际运行的轨道其实是椭圆,由相对论效应引发的变化会有周期性变化,主要是公式的后半部分。


当然,这也可以通过轨道偏心率、长半轴、偏近点角等参数计算得出数值实时修正。


但这还不够,原子钟在无人维护情况下本身运行时仍有误差,卫星坐标在计算时也有误差,电磁波在大气中传播时受电离层、对流层影响速度也会变化。


不过别担心,今天已经有各种各样的数学模型可以计算出这些误差的数值。

然而,还有个麻烦的误差,就是地面接收机的时间误差。像手机这类设备会因为各种各样的原因出现误差,且误差大小很难直接计算修正。


别慌!