Новый метод определения ортометрической высоты на основе измерения гравитационного эффекта замедления времени

В.Ф. Фатеев, Е.А. Рыбаков, В.П. Сысоев, А.И. Жариков, Ф.Р. Смирнов

ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл.

«Альманах современной метрологии» № 2 (7) 2016, стр. 67–74

Представлены результаты двух наземных экспериментов по определению разности ортометрических высот стационарных эталонных атомных часов и перевозимых квантовых водородных часов на основе измерения гравитационного эффекта взаимного смещения их шкал времени. Стабильность перевозимых квантовых часов составляла 3∙10-15. Эксперименты включали начальную взаимную синхронизацию шкал времени обоих стандартов, перемещение вторых водородных часов в наземную точку с другой ортометрической высотой (с другим гравитационным потенциалом) и измерение взаимного расхождения шкал на суточном интервале с помощью синхронизации по НАП ГЛОНАСС/GPS. Стационарные часы размещались на территории ФГУП «ВНИИФТРИ», перевозимые — в двух точках: в Москве (разность высот -100 м, расстояние 46 км) и в горах Кавказа (разность высот +1804 м, расстояние 1408 км). Измеряемый гравитационный эффект в первом эксперименте составил около –1 нс, погрешность измерения 0,3 нс, во втором эксперименте он достигал +17 нс при погрешности измерения 0,8 нс. Это соответствует погрешностям определения разностей ортометрических высот 32 м и 85 м соответственно.

Ключевые слова: ортометрическая высота, квантовые часы, гравитационный эффект.

Цитируемая литература

1. Petit G. Future of interactions between time and frequency metrology and geodesy, 26th IUGG General assembley 2015, Prague.

2. Pound R.V., Snider J.R. Effect of gravity on gamma radiation // Physical Review, 1965, v. 140B, p. 788.

3. Katila T., Riski K.J. Measurement of the interaction between electromagnetic radiation and gravitation field using Zn67 Mossbauer spectroscopy // Physical Review Letters, 1981, v. 83A, p. 51-54.

4. Vessot R.F.C., Levine M.W., Mattison E.M. et al. Test of relativistic gravitation with space-borne hydrogen maser // Physical Review Letters, 1980, v. 45, p. 2081-2084.

5. Biriukov A. V., Kauts V.L., Kulagi V.V., Litvino D.A.,  Rudenko V. N.. Gravitational Redshift Test with the Space Radio Telescope «RadioAstron» // Astronomy Reports, 2014, v. 58. №. 11, p. 783–795.

6. Ashby N. Relativity in the Global Positioning System // Living Revievs in Relativity, 2003, v. 6, s. 1-42.

7. Fateev V.F., Sysoev V.P. Relativistic Effects on Moving Clocks // Measurement Techniques, November 2014, v. 57, Issue 8, pp 891-897.

Полные тексты статей доступны в печатных номерах журнала по подписке и при покупке отдельных номеров у издателя.
Спустя два года статьи размещаются в открытом доступе на сайте журнала и в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.