卫星的运动速度及高度是影响其发射光线的速度的两个主要因素。
c
3
根据推导出的公式( )计算
GPS
卫星处的光速
。
k
cd
v
d :地球赤道自转速度464m/ s。
:地面现在的光速
,
299792458m/ s
r
r
:地球半径,
; :卫星到地心的距离:6371000 + 20200000 = 26571000 m 。地球自转
6371000m
1
2
Gd M
−11
3
−1 −2
24
G = 6.6710 m kg s
v =
状态下的万有引力常数
;
:地球质量,
;
。
M
M =5.974210 kg
d
k
r
2
3
将相关数据代入( )式,这是一个一元二次方程,解之得:
ck = 299792457.8660m/ s
c
光速的计算有两种方法,一种是原则精确的计算,一种是灵活而粗略计算。在以上 kv 的计算中,万有引力
G
常数 作变量处理,是原则精确的计算。由于通常情况下 的变化很小,一般不影响计算所要求的精度,故此,
G
g
可以灵活性地把 作不变量处理。这样也大大地简化了计算,就象引力加速度 原本是变量,为简便计算,在
G
g
近地空间人们通常把 作不变量处理(
g =9.8
)。
−11 ),根据能量转化与守恒定律,可列方程:
G = 6.6710
G
本题若 作不变量处理(
2GM
2GM
cd 2 −vd 2 −
= ck2 −vk2 −
r
r
1
2
c = 299792457.8660m/ s
解之得:
k
对照精确的计算结果,二者在要求的精度内的数值是相同的。若要求更高的精度,当采用精确的计算方法
进行计算。
计算星地两处(内在)光速变化率:
cd −ck 299792458−299792457.8660
-10
k =
=
= 4.468210
cd
299792458
90