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29.08.2004
GPS ist keine Bestätigung für RT
Immer wieder werden Diskussionsteilnehmer, die (nicht ganz zu Unrecht) an den Relativitätstheorien zweifeln, mit der Behauptung, es handle sich um die bestverifizierten Theorien der Physik, niedergeknüppelt - wobei vor allem das Standard- und Vorzeigeargument GPS in die Waagschale geworfen wird - mit dem Argument, ohne RT würde das System nicht funktionieren. Abgesehen davon, dass von bestverifiziert keine Rede sein kann, ist unabhängig davon, ob RT-Effekte in der Praxis technischer Anwendungen auftreten oder nicht, das GPS in keinster Weise dazu geeignet, das Auftreten dieser Effekte oder die Richtigkeit der RT festzustellen oder zu bestätigen! Die akademischen Abhandlungen a la Embacher etc. sind rein theoretischer Natur - das GPS selbst kann nicht zur Überprüfung dieser mathematischen Überlegungen eingesetzt werden. Fast in jedem Faden über RT tauchen aber immer dieselben Argumente auf, wie auch in "Wo geht die Uhr schneller", in dem Herr Wehrli so nebenbei einwirft:

Diese Vorhersage wird täglich überprüft, wenn die Satellitenuhren geeicht werden, und diese Eichung funktioniert mit der ART sehr gut.

Auch HJ lässt in sämtlichen Foren und Threads keine Gelegenheit aus, das GPS als Beweis für die RT vorzuführen.

Dieses ständige Vorzeigen des GPS als Bestätigung der RT ist aber völlig wertlos und nur als Relativistenpropaganda zu bezeichnen. Die Korrektur der relativistischen Effekte (ob sie nun vorhanden seien oder nicht) wäre aus systemimmanenten Gründen gar nicht notwendig, weil die Satelliten ohnedies kontinuierlich nachgestellt werden, um andere, wesentlich gravierendere Fehler als die wirklich klitzekleinen der RT auszugleichen.

Sogar auf der relativ seriösen Website http://math.ucr.edu/home/baez/RelWWW/wrong.html#gps
die sich sich mit "falschen Behauptungen" in der Physik beschäftigt, findet sich die Feststellung, dass das GPS als Bestätigung für die Relativitätstheorien nicht geeignet ist! Und zwar mit folgendem Satz:

"It is true that GPS is not used as a test of gtr, because it is simply not designed for that purpose. In particular, the orbiting clocks are occasionally reset from the ground to maintain the best possible synchrony of the orbiting clocks with one another and with UTC time."

Heisst auf gut Deutsch:

"Es trifft zu, dass GPS nicht als Test der ART verwendet wird, weil es einfach nicht zu diesem Zweck bestimmt wurde. Insbesondere werden die Satelliten-Uhren gelegentlich vom Boden eingestellt, um die bestmögliche Synchronität der Satelliten-Uhren untereinander und mit der UTC-Zeit zu wahren."


Die ständige Propaganda mit dem GPS wird offenbar von Möchtegern- Relativisten eingesetzt, die über die Funktion des GPS gar nicht genau Bescheid wissen! Auch die Korrekturmaßnahmen selbst sind offenbar schon aus Propagandagründen erfolgt - weil schon von vornherein klar gewesen sein musste, dass sie nichts bringen! Könnte aber auch sein, dass der Umfang notwendiger Fehlerkorrekturen nicht vorhersehbar gewesen war...

Jedenfalls hat das GPS die RT keineswegs "alltagsrelevant" gemacht, wie dies immer wieder behauptet wird.

Und obwohl auf oben genannter Webseite geschrieben steht
"It is true that GPS is not used as a test of gtr, because it is simply not designed for that purpose. [...]"

wird auf ihr gleich wieder der übliche Propagandaton angeschlagen::

"It is *completely false* that the design of the GPS system ignores relativity theory. Relativistic effects in the GPS system are *vitally important*"

übersetzt

"Es ist *vollkommen falsch*, dass das Design des GPS die RT ignoriert. Relativistische Effekte im GPS system sind
*von entscheidender Bedeutung*"

Die RT wird nun keinesfalls ignoriert, sondern überflüssigerweise berücksichtigt. Weil die Uhren auf den Satelliten ohnedies kontinuierlich von den Bodenstationen aus kontrolliert und neu eingestellt! werden! Aus diesem Grund ist die vorgesehene RT-Korrektur vollkommen wirkungslos.

Wenn wir zuhause eine Uhr haben, die wir ständig mit einem Chronometer vergleichen und nötigenfalls neu einstellen, um sie mit dem Chronometer synchron zu halten, spielt die Ganggenauigkeit der Uhr gar keine Rolle mehr.

Da die anderen im GPS auftretenden Fehler ungemein größer sind, erfolgen die Korrekturen von den Bodenstationen aus natürlich stets, ehe die RT-Fehler zum Tragen kommen könnten.

Anhänger der Relativitäts-Ideologien behaupten sogar, das GPS würde ohne RT nicht funktionieren.
Und genau das ist irreführend. Jede Uhr, die durch Eingriff von außen stets nachgestellt wird, benötigt keine "innere" Gangkorrektur.
Die Satellitenuhren würden nämlich ohne die Nachsynchronisationen von den Bodenstationen aus völlig falsch gehen - trotz der sinnlosen RT-Korrektur! Auf die Funktion haben die RT gar keinen Einfluss, auf die Genauigkeit auch nicht - eben weil die Uhren dauernd nachkorrigiert werden. Und zwar jedesmal, wenn eine Abweichung festgestellt wird. Wie das vor sich geht, wird sehr gut geschildert in "Satelliten-Geodäsie" von Günter Seeber, de Gruyter, ISBN 3-11-010082-7, dem ich folgenden Auszug entnehme (da das Buch ziemlich teuer ist, werden es nicht allzu viele besitzen):

Seite 246 ff

7.1.3. Kontrollsegment

Die Aufgaben des Kontrollsegments sind (Russel, Schaibly 1978)
- Kontrolle des Satellitensystems
- Bestimmung der GPS-Systemzeit
- Vorausberechnung der Satellitenephemeriden und des Satellitenuhrverhaltens
- Einspeisen der Satelliten-Navigationsdaten in den Datenspeicher jedes Satelliten.

Zum Kontrollsegment gehören die Hauptkontrollstation (Master Control Station MCS), eine bestimmte Zahl von Monitor Stationen sowie weltweit verteilte Bodenantennen (Ground Antennas). Das operationelle Kontrollsegment (OCS) für GPS besteht aus der Hauptkontrollstation in Colorado Springs (USA), drei Monitorstationen und Bodenantennen in Kwajalein, Ascension und Diego Garcia sowie zwei weiteren Monitorstationen in Colorado Springs und Hawaii (Abb. 7.5).
Die Monitorstationen empfangen alle Satellitensignale, bestimmen daraus Entfernungsdaten und übertragen diese gemeinsam mit meteorologischen Daten zur Hauptkontrollstation. In der Hauptkontrollstation werden aus diesen Daten Satellitenephemeriden und das Verhalten der Satellitenuhren vorausberechnet sowie die Navigationsdaten (Message) formuliert.
Diese Daten werden über eine Datenleitung an die Bodenantennen weitergegeben und von dort zu den Satelliten übertragen
. In Abb. 7.6 ist dieser Vorgang schematisch dargestellt.
Die GPS-Systemzeit [2.2.4] wird durch den Cäsium-Oszillator einer ausgewählten Monitorstation definiert. Für diese Station werden keine Uhrparameter bestimmt. Durch die globale Verteilung der Stationen können täglich wenigstens drei Kontakte zwischen jedem Satelliten und dem Kontrollsegment vorgenommen werden.
Die Stationsverteilung genügt den Anforderungen an ein operationelles Navigationssystem; sie genügt aber nicht in allen Fällen höheren Genauigkeitsanforderungen an die Bahnbestimmung bei geodätischen und insbesondere geodynamischen Anwendungen. Hierzu sind umfassendere Netze von Beobachtungsstationen, z. Teil auf ziviler Basis in der Planung bzw. im Aufbau [7.5.2]. Für weitere Einzelheiten der Bahnberechnung und Bahnrepräsentation siehe [7.1.5], [7.4.3].

7.1.4 Beobachtungsprinzip und Signalstruktur

Bei NAVSTAR-GPS handelt es sich um ein Einweg-Entfernungsmessverfahren [4.2.2]. Wesentliche Beobachtungsgröße ist die Laufzeit eines Signals von der Satellitenantenne zur Empfangsantenne. Diese Signallaufzeit wird über die Signalausbreitungsgeschwindigkeit in eine Entfernung umgewandelt.
Beim Einwegverfahren werden Uhrablesungen im Sender mit Uhrablesungen im Empfänger verglichen. Im allgemeinen kann nicht vorausgesetzt werden, dass beide Uhren streng synchronisiert sind. Die gemessenen Laufzeiten enthalten folglich einen systematischen Synchronisationsfehler (time bias). Die hieraus errechneten Entfernungen werden Pseudoentfernungen (pseudoranges) genannt. Das grundlegende Messprinzip von GPS besteht also in der Bestimmung von Pseudoentfernungen. Aus Abb. 7.2 ist ersichtlich, dass die gleichzeitige Messung von 4 Pseudoentfernungen zur Bestimmung der Koordinaten der Beobachterantenne sowie des Uhrsynchronisationsfehlers führt. Hierzu ist als weitere Voraussetzung die Kenntnis der Satellitenpositionen und der Satellitenzeit erforderlich (vgl. [7.3.1]).

Da GPS als Echtzeit-Navigationsverfahren konzipiert ist, werden Pseudoranges aus der Laufzeit von eindeutig identifizierbaren codierten Signalen abgeleitet. Es handelt sich um sogenannte PRN Codes (Pseudo Random Noise), einer Folge von + l und — l mit zufallsähnlichem Chrakter. Zwei Codes sind in Gebrauch; der P-Code (Precise) hat eine Länge von 267 Tagen mit einer Frequenz von 10,23 MHz und ist beiden Trägerwellen aufmoduliert. Jeder Satellit enthält ein 7 Tage langes Stück dieses Codes. Zu Beginn jeder GPS-Woche um 0 h UT in der Nacht von Sonnabend auf Sonntag wird das Segment auf den Anfang zurückgesetzt.
Der C/A Code (Clear/Acquisition) hat eine Länge von nur l Millisekunde bei einer Frequenz von 1,023 MHz und wird nur auf dem Träger L l übertragen. Detaillierte Informationen über Struktur und Erzeugung der Codes findet man u.a. bei Spilker (1978).
Zur Bestimmung der Signallaufzeit benötigt der Nutzer eine Kopie des Codes in seinem Empfänger. ...

7.1.5.3 Berechnung der Satellitenzeit und der Satellitenkoordinaten

Die GPS-Systemzeit wird durch eine Wochennummer und die Zahl der Sekunden innerhalb der Woche angegeben; damit kann die GPS-Zeit Werte zwischen 0 am Wochenanfang und 604800 am Wochenende annehmen. Anfangsepoche ist der 5. Januar 1980, 0 UTC. Deswegen startet die GPS-Woche um Mitternacht zwischen Sonnabend und Sonntag. GPS-Systemzeit ist eine kontinuierliche Zeitskala und wird durch die Hauptuhr in der Master Control Station definiert. Wegen der Schaltsekunden in der UTC Zeitskala und der Drift in der Hauptuhr sind GPS-Systemzeit und UTC nicht identisch [2.2.4]. Die Differenz wird kontinuierlich vom Kontrollsegment berechnet und mit der Navigationsmessage verbreitet. Anfang 1987 betrug die Differenz etwa 4 Sekunden (GPS Zeit voraus).

Aufgrund konstanter und unregelmäßiger Frequenzfehler der Oszillatoren in den Satelliten unterscheidet sich die individuelle Satellitenuhr von der GPS Systemzeit. Das Uhrverhalten wird vom Kontrollsegment überwacht und in Form eines Polynoms 2. Grades prädiziert. Die Koeffizienten sind in der ersten Parametergruppe der Tabelle 7.3 enthalten. Die Korrektur der Satellitenzeit tsv auf GPS Systemzeit t erfolgt nach
(hier eine Gleichung)
Im Rechenprozeß kann t ohne Genauigkeitsverlust durch tsv ersetzt werden. Für die Drift der Satellitenuhr folgt durch Differentiation von (7.4)
(Gleichung)
Der Parameter AODC (Age of Data Clock) und entsprechend AODE gibt an, wieviel Zeit seit der letzten Aufdatierungsmessung verstrichen ist und eröffnet damit eine Möglichkeit zur Gewichtung im Ausgleichungsalgorithmus...

Zitatende (Hervorhebungen fett und kursiv von mir).

Wie man sieht, wurden nicht nur Atom-Uhren in Satelliten gestopft, und mit der prophylaktischen RT-Korrektur war alles getan, sondern das Kontrollsystem ist sehr aufwändig - insbesondere, was die Satellitenuhren und ihre Einstellungen betrifft. Die Positionsfeststellungen und Korrekturen erfolgen außerdem zusätzlich auf klassische Art mittels Satellitenkameras, astronomischen Beobachtungen, Laserstrahl-Navigationen und Peilverfahren bzw. Messungen aufgrund von Dopplereffekten.Es gibt eine Unmenge verschiedenster Fehler, von denen manche schwerwiegend sind. Der allerkleinste Fehler wird verursacht von den Effekten der Relativitätstheorien. Die machen nämlich in 10 Jahren nur 0,014 Sekunden aus (SRT plus ART!). Der gröbste Fehler entsteht durch die zeitlich unregelmäßige Erdrotation und ihre Verlangsamung, nämlich in 6 Jahren bereits 22,7 Sekunden! Dazu kommt noch, dass die Erde aufgrund der Einflüsse von Sonne und Mond einen richtigen Eiertanz (http://www.astronews.com/news/artikel/2004/05/0405-004.shtml) aufführt: Nutation, Präzession und was weiß Gott noch alles. Auch das verursacht Fehler, die ununterbrochen behoben werden müssen. Dabei wird der winzige RT-Effekt sowieso erfasst und mitkorrigiert!
Aufgrund dieser eingesetzten Kombination mehrerer verschiedener Kontrollverfahren würde auch ein einwandfreier Betrieb des Systems ohne Berücksichtigung der ART möglich sein. Die SRT spielt ohnedies keine besondere Rolle. Ihr Anwendungsbereich liegt woanders, und die Effekte wären angesichts der Geschwindigkeiten viel zu klein. Dass Uhren je nach Bauart gravitationsabhängig sind, steht ohnedies außer Frage - dazu muss man nicht das GPS bemühen, das nicht einmal diese Tatsache bestätigen könnte! Es wäre also wirklich an der Zeit, auf dieses unbegründete GPS-RT-Argument zu verzichten!
Angesichts eines Fehlers von 22,7 Sekunden in 6 Jahren, der ständige Korrekturen erfordert, anzunehmen, es wäre wegen der 0,014 Sekunden in 10 Jahren eine prophylaktische RT-Korrektur tatsächlich technisch wirksam, kann man wirklich nur noch staunen über die Naivität der Einstein-Ideologen!

Ein Leser

Kontakt: Ein Leser , des Forums , bleibt@ano.nym


Meine Antwort auf diesen Beitrag


Es liegen 2 Antworten auf diesen Beitrag vor:

29.08.2004 17:16:16
hallo unbekannter Leser:

Obwohl ich in vielen Sachfragen zu Erklärungen im Rahmen der RT neige, vermochte ich noch nie daran zu "glauben", dass durch das GPS die RT als sakrosankt erklärt wird.

Deshalb habe ich auch nie in einem meiner Beiträge so etwas behauptet.

Ihre vorzügliche Recherche bestätigt einerseits meine Vermutung und zeigt andererseits, wie gewisse Herren unbedacht alles nachschwatzen, was von Physikpäpsten wie Embacher, van Hees und Dragon stammt.

MfG, chs

Kontakt: chs, CH, chs@datacomm.ch

30.08.2004 11:49:42

Wieso sollen Naturgesetze ohne Einstein nicht funktionieren?
Oder nur falsche Wortwahl?
Gab Es nicht schon die Naturgesetze vor den ersten Wissenschaftlern?

Kontakt: wrentzsch, Zwickau, wrentzsch@freenet.de

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