Вячеслав Филиппович Фатеев

ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл., Россия
generalfat@mail.ru, SPIN-код: 5385-8126, ORCID: 0000-0001-7902-0212

«Альманах современной метрологии» № 4 (44) 2025, стр. 129–149

The page of the article in English

Научная статья

УДК 006.92

Аннотация. Рассмотрена возможность определения разности гравитационных потенциалов и ортометрических высот разнесённых наземных точек с помощью из­мерения гравитационного смещения частоты в дуплексной спутниковой радиотех­нической системе, оснащённой перебазируемыми высокостабильными водородными квантовыми часами. Впервые установлено, что измеряемое гравитационное смещение частоты в дуплексной спутниковой системе имеет учетверённое значение, относи­тельная величина которого при разности высот 2000 м (Кавказ) достигает 8,7 × 10^–13. Это обеспечивает высокую точность геодезических измерений на его основе. Пара­зитное доплеровское смещение, вызванное остаточной скоростью геостационарного спутника, компенсируется. Калибровочное техническое начальное смещение частоты задающего генератора перебазируемых часов удваивается, что предъявляет повы­шенные требования к точности его начального определения и хранения. Остаточное влияние турбулентной атмосферы ограничивает точность измерений и нуждается в калибровочном определении перед началом эксперимента. Оценена возможность изме­рения гравитационного смещения частоты с помощью пары водородных квантовых часов, размещённых в Останкинской телебашне при разности высот в 300 м.

Ключевые слова: гравитационные потенциалы, ортометрические высоты, дуп­лексная спутниковая система, квантовые часы, геостационарный спутник

Для цитирования: Фатеев В.Ф. Релятивистское обоснование эксперимента по определению разности гравитационных потенциалов между наземными точками на основе измерения гравитационного смещения частоты в дуплексном спутниковом канале связи // Альманах современной метрологии. 2025. № 4 (44). С. 129–149.

© Фатеев В.Ф., 2025

Финансирование. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российско­го научного фонда в рамках научного проекта № 23-67-10007, https://rscf.ru/project/23-67-10007/.
Конфликт интересов. Автор заявляет, что у него нет потенциального конфликта интересов в связи с исследованием, представленным в данной статье.

Список источников / References

1. Фатеев В.Ф. Релятивистская метрология околоземного пространства-времени. Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2017. 439 с. EDN: YNHCDZ.

2. Фатеев В.Ф., Рыбаков Е.А., Смирнов Ф.Р., Сысоев В.П., Донченко С.С., Кара­уш А.А., Колмогоров О.В., Лопатин В.П. Релятивистская геодезия. Квантовые нивелиры и сеть «Квантовый футшток». Теория, эксперименты, макетирование / под ред. д.т.н. профессора В.Ф. Фатеева. Менделеево: ФГУП «ВНИИФТРИ», 2024. 344 с. EDN: IPYUIG.

3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: в 10 т. Т. 2. Теория поля. 5-е изд. М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1967. 460 с.

4. Мёллер К. Теория относительности. 2-е изд. М.: Атомиздат, 1975. 400 с.

5. Фатеев В.Ф., Сысоев В.П., Рыбаков Е.А. Экспериментальное измерение грави­тационного эффекта замедления времени с помощью перевозимых квантовых часов // Измерительная техника. 2016. № 4. С. 41–43. EDN: VXPITD.

6. Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Донченко С.С. Измерение эффекта гравитацион­ного замедления времени дуплексным наземным квантовым нивелиром // Изме­рительная техника. 2022. № 2. С. 22–27. EDN: DSEQNY. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-2-22-27.

7. Фатеев В.Ф., Жариков А.И., Сысоев В.П., Рыбаков Е.А., Смирнов Ф.Р. Об из­ме­рении разности гравитационных потенциалов Земли с помощью перевозимых квантовых часов // Доклады Академии наук. 2017. Т. 472. № 2. С. 206–209. EDN: XRBWQZ. https://doi.org/10.7868/S0869565217020189.

8. Фатеев В.Ф., Рыбаков Е.А. Экспериментальная проверка квантового нивелира на мобильных квантовых часах // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. 2021. Т. 496. № 1. С. 41–44. EDN: XYGJOI. https://doi.org/10.31857/S2686740020060097.

9. Фатеев В.Ф., Рыбаков Е.А., Смирнов Ф.Р. Метод релятивистской синхрони­зации мобильных атомных часов и его экспериментальная проверка // Письма в Журнал технической физики. 2017. Т. 43. № 10. С. 3–11. EDN: YSLAFB. https://doi.org/21883/PJTF.2017.10.44614.16624.

10. Наумов А.В., Смирнов Ф.Р., Фатеев В.Ф. Эксперимент по измерению разности гравитационных потенциалов в двух наземных точках с помощью дуплексного спутникового метода // Астрономический журнал. 2025. Т. 102. № 2. С. 148–156. EDN: GGZMLN. http://doi.org/10.7868/S3034517025020062.

11. Peng Cheng, Wenbin Shen, Xiao Sun, Chenghui Cai, Kuangchao Wu, Ziyu Shen. Measuring height difference using two-way satellite time and frequency transfer // Remote Sensing. 2022. V. 14. № 3. 451. http://doi.org/10.3390/rs14030451.

12. Фатеев В.Ф., Смирнов Ю.Ф., Донченко С.С., Смирнов Ф.Р., Рыбаков Е.А. Экспериментальное измерение удвоенного гравитационного смещения частоты в квантовом нивелире на водородных часах // Альманах современной метроло­гии. 2022. № 1 (29). С. 115–126. EDN: YNSKWC.

13. Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Рыбаков Е.А. Измерение эффекта удвоения грави­тационного смещения частоты с помощью квантового нивелира на водородных часах // Письма в Журнал технической физики. 2022. Т. 48. № 7. С. 36–38. EDN: BKIUCX. http://doi.org/10.21883/PJTF.2022.07.52291.19062.

14. Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Карауш А.А. Метод релятивистской синтонизации квантовых часов: экспериментальные исследования // Измерительная техника. 2023. № 4. С. 50–56. EDN: KENOEG. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-4-50-56.

15. Fujieda M., Gotoh T., Amagai J. Advanced two-way satellite frequency transfer by carrier-phase and carrier-frequency measurements // Journal of Physics: Conference 2016. V. 723. № 1. 012036. https://doi.org/10.1088/1742-6596/723/1/012036.

16. Фатеев В.Ф., Смирнов Ф.Р., Лопатин В.П. Эксперимент по получению учетверённого значения гравитационного смещения частоты в стенде на основе водо­родных квантовых часов // Альманах современной метрологии. 2023. № 2 (34). С. 134–140. EDN: BAVGZF.

Статья поступила в редакцию 27.08.2025; одобрена после рецензирования 01.12.2025; принята к публикации 02.12.2025.

Статья в полном объеме доступна в печатном номере журнала и в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.

Предыдущая статья ……. Содержание ……. Следующая статья