目录 1
引言 1
1 爱因斯坦广义相对论的预测及验证原理 3
1.1 广义相对论 3
1.2 对广义相对论所预言的新物理效应的预测 6
1.3 短程线效应和坐标系拖曳效应引起的陀螺进动 8
1.3.1 短程线效应引起的陀螺进动 10
1.3.2 坐标系拖曳效应引起的陀螺进动 13
2 引力探测器卫星（GP-B） 15
2.1 GP-B实验的目的和意义 16
2.2 测量短程线效应和坐标系拖曳效应的原理和方法 17
2.3 GP-B的轨道及向导星选择 19
2.4 卫星的结构和参数 21
2.5 卫星搭载的仪器装置 25
2.5.1 杜瓦瓶 25
2.5.2 真空金属筒 26
2.5.3 石英块 29
2.5.4 陀螺和加速度计 31
2.5.5 超导量子干涉仪（SQUID） 32
2.5.6 望远镜 32
2.6 对引力探测器卫星的要求 34
2.6.1 总要求及误差树 34
2.6.2 陀螺受到的干扰加速度应小于10-11g 37
2.6.3 卫星核心部件的超低温工作环境 38
2.6.4 低磁场环境 38
2.6.6 其他 40
2.6.5 真空罐内的真空度 40
2.7 GP-B系统层次和系统复杂性 42
2.7.1 系统目标 43
2.7.2 系统组成的层次和工程阶段 44
2.7.3 系统复杂性 45
3 陀螺结构及关键技术 47
3.1 静电陀螺的结构 47
3.2 陀螺转子制造和参数测量 48
3.3 陀螺支承 50
3.4 陀螺加转与阻尼 52
3.5 陀螺信号读取 54
3.6 陀螺装配 57
3.7 小结 58
4 陀螺及部件在地面的测试和标定 59
4.1 太空中与地面上陀螺工作状态的差别 60
4.2 太空中陀螺受到的干扰力矩 60
4.3 太空中陀螺漂移模型 64
4.4 地面上的陀螺漂移 65
4.5 支承系统在地面的测试 66
4.6 SQUID在地面的测试 67
4.7 陀螺精度实验及误差分析 71
4.8 其他 78
4.9 小结 79
5 GP-B卫星测量数据可信度的保证 80
5.1 实验数据内部一致性的保证 80
5.2 实验数据外部一致性的保证 81
5.3 太空中的标定 83
6 科学数据提取和估计 85
7 GP-B实验给我们的启示 88
7.1 GP-B陀螺为惯性技术的空间应用开辟了新思路 88
7.2 严格“安静”的环境是GP-B陀螺仪工作的必要条件 88
7.3 新材料、新技术的应用是提高陀螺精度的基础 89
7.4 正确有效的管理是成功的有力保证 90
7.5 GP-B在带动相关学科发展、培养人才方面做出了历史性的贡献 90
7.6 勇于探索，不断创新 91
A.1 GP-B发展大事记 93
附录A 93
A.2 GP-B发射和初步轨道控制标称时间表 105
A.2.1 GP-B发射和初步入轨预定时间表 105
A.2.2 初始化和轨道校验预定时间表 106
A.3 专业术语中英文对照 107
A.4 科学术语解释 109
A.5 一些有关的网站资源 111
参考文献 113