CH680395A5 - Absolute measurement of earth movement - using vectorial addition of measured velocity vectors for movement of earth, sun and galaxy - Google Patents

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CH680395A5
CH680395A5 CH321391A CH321391A CH680395A5 CH 680395 A5 CH680395 A5 CH 680395A5 CH 321391 A CH321391 A CH 321391A CH 321391 A CH321391 A CH 321391A CH 680395 A5 CH680395 A5 CH 680395A5
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Abstract

The absolute measurement of the earth's movement uses vectorial addition of the velocity rectors for the earth's spin, the rotation of the earth about the sun and the rotation of the sun about the centre of the galaxy and the movement of the galaxy in space. A defined equation is used expressed in terms of the actual propagation time of electromagnetic waves between a transmitter and a spaced receiver, the angle between the transmission path and the direction of the absolute movement of the earth, the scaler size of the velocity vector for the absolute movement and the propagation velocity of the electromagnetic waves. The actual propagation times for 2 opposing transmission paths of equal length are compared. ADVANTAGE - High percentage accuracy.

Description

       

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Messung von Grösse und Richtung des sich aus der vektoriellen Addition der Geschwindigkeitsvektoren der Rotation der Erde um die Erdachse, des Umlaufes der Erde um die Sonne, des Umlaufes der Sonne um das Zentrum unserer das Milchstrassensystem bildenden Galaxis und der Bewegung unserer Galaxis im Weltraum zusammensetzenden Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum. 



  Entgegen der bisherigen Annahme, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum nicht messbar sei, führen theoretische Untersuchungen des Doppler-Effektes bei elektromagnetischen Wellen zwingend zu dem Schluss, dass die Geschwindigkeit der Absolutbewegung der Erde im Raum messbar sein muss.

  Diese Schlussfolgerung ergibt sich letztlich aus der unwiderlegbaren Tatsache, dass sich elektromagnetische Wellen im Vakuum um den Ort ihres Ursprungs kugelförmig oder genauer gesagt kugelmantelförmig mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen fortpflanzen und sich bei einem be wegten Sender elektromagnetischer Wellen der Ursprungsort der elektromagnetischen Wellen mit fortschreitender Zeit in Bewegungsrichtung des Senders verlagert, so dass die die einzelnen zeitlich aufeinanderfolgenden Wellen repräsentierenden Kugelmäntel unterschiedlichen Durchmessers in der für den Doppler-Effekt charakteristischen Weise vom Sender bzw. vom Mittelpunkt des innersten Kugelmantels aus gesehen in Bewegungsrichtung des Senders zusammengepresst und in entgegengesetzter Richtung auseinandergezogen sind. 



  Dieser Effekt des Zusammenpressens der Kugelmäntel bzw. der von diesen repräsentierten Wellen in Bewegungsrichtung des Senders und des Auseinanderziehens derselben in entgegengesetzter Richtung sowie die sich aus dem Zusammenpressen ergebende Wellenlängenverringerung bzw. Frequenzerhöhung und die sich aus dem Auseinanderziehen ergebende Wellenlängenerhöhung bzw. Frequenzverringerung der von dem Sender abgestrahlten Wellen muss bei einem bewegten Sender wegen der zuvor erörterten Verlagerung des Ursrungsortes der Wellen in Bewegungsrichtung des Senders in jedem Fall auftreten, also auch innerhalb ein und desselben bewegten Inertialsystems mit fest in demselben stationiertem und nur mit demselben mitbewegtem Sender und nicht nur in relativ zu dem mit dem Sender versehenen Inertialsystem bewegten anderen Inertialsystemen. 



  Praktisch bedeutet das, dass der Doppler-Effekt elektromagnetischer Wellen auch innerhalb eines bewegten Inertialsystems mit fest stationiertem Sender auftreten muss, was allerdings im Widerspruch zu der Erfahrung steht, dass ein solcher Doppler-Effekt innerhalb eines bewegten Inertialsystems mit fest stationiertem Sender nicht messbar ist oder richtiger gesagt nicht messbar zu sein scheint. Dieser scheinbare Widerspruch lässt sich jedoch verhältnismässig einfach aufklären: 



  Der Sender bewegt sich zusammen mit dem Inertialsystem, in dem er fest stationiert ist, während der Abstrahlung einer vollen Sinuswelle von seiner Position beim anfänglichen Nulldurchgang der Sinuswelle auf einer Geraden, auf der er sich zusammen mit dem Inertialsystem bewegt, um eine Strecke v . To vorwärts, die  dem Produkt der Bewegungsgeschwindigkeit v des Inertialsystems in Richtung der Geraden und der der Sendefrequenz fo umgekehrt proportionalen Schwingungsdauer To = 1/fo der Sinuswelle entspricht. Während der gleichen Zeit bewegt sich die vom Sender abgestrahlte Sinuswelle mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen auf der Geraden vorwärts, so dass sich der anfängliche Nulldurchgang der abgestrahlten Sinuswelle nach Ablauf der Schwingungsdauer To von der genannten Position aus um die Strecke c . To auf der Geraden vorwärts bewegt hat.

  Nach Ablauf der Schwingungsdauer To ist also der Abstand zwischen dem Sender und dem anfänglichen Nulldurchgang der betrachteten abgestrahlten Sinuswelle gleich (cTo - vTo), und da der Sender nach Ablauf der Schwingungsdauer To - beginnend mit einem anfänglichen Nulldurchgang - mit der Abstrahlung der nächsten Sinuswelle beginnt, ist somit der der Wellenlänge  lambda  entsprechende Abstand zwischen den anfänglichen Nulldurchgängen zweier aufeinanderfolgender abgestrahlter Sinuswellen gleich
 
EMI3.1
 und damit die Frequenz f der vom Sender in Bewegungsrichtung abgestrahlten Sinuswelle gleich
 
EMI3.2
  also um den Faktor 
EMI3.3
  höher als die Senderfrequenz fo. Damit ist zunächst erwiesen, dass der Doppler-Effekt bei einem bewegten Sender auch dann auftritt, wenn der Sender in einem Inertialsystem fest stationiert ist und sich nur das Inertialsystem zusammen mit dem Sender bewegt. 



  Der scheinbare Widerspruch, dass der Doppler-Effekt einerseits bei den elektromagnetischen Wellen, die von einem in einem bewegten Inertialsystem fest stationierten Sender abgestrahlt werden, wie zuvor nachgewiesen tatsächlich auftritt, andererseits aber innerhalb dieses bewegten Inertialsystems nicht messbar ist (oder genauer gesagt nicht messbar zu sein scheint), erklärt sich im Prinzip dadurch, dass der Doppler-Effekt an einem in dem bewegten Inertialsystem fest stationierten Empfänger vollständig wieder aufgehoben wird.

  Denn ein auf der zuvor genannten Geraden in einem festen Abstand vom Sender vor demselben befindlicher Empfänger, der ebenfalls wie der Sender in dem bewegten Inertialsystem fest stationiert ist und sich zu sammen mit dem bewegten Inertialsystem in Richtung der Geraden bewegt, bewegt sich vom Zeitpunkt des Eintreffens des anfänglichen Nulldurchganges der erwähnten vom Sender abgestrahlten Sinuswelle an während des Empfanges der vollen Sinuswelle um die Strecke v . To vorwärts und läuft damit sozusagen dem Ende der ankommenden Sinuswelle davon, so dass sich die Wellenlänge  lambda e der empfangenen Sinuswelle von der infolge des Doppler-Effektes verkürzten Wellenlänge  lambda  = cTo - vTo der sich auf den Empfänger zu bewegenden Sinuswellen wieder um v .

  To auf  lambda e =  lambda  + vTo = (cTo - vTo) + vTo = cTo erhöht und damit die Frequenz fe der empfangenen Sinuswelle wieder gleich
 
EMI4.1
 also gleich der Senderfrequenz fo wird. 



   Man kann das Ganze sehr einfach am Beispiel einer fahrenden Lokomotive mit einer Dampfpfeife am Führerstand derselben und einem in grösserem Abstand vor der Lokomotive an den Schienen stehenden ersten Beobachter sowie einem am Schornstein der Lokomotive sitzenden zweiten Beobachter erläutern: Der erste Beobachter hört die gegenüber der Frequenz des Pfeiftons der Dampfpfeife erhöhte Frequenz der von der Dampfpfeife in Fahrtrichtung der Lokomotive abgestrahlten Welle, weil er nicht vor den ankommenden Wellen davonläuft.

  Den zweiten Beobachter erreicht genau die gleiche Welle mit ihrer erhöhten Frequenz, aber da der zweite Beobachter auf der Lokomotive sitzt und daher sozusagen mit der Geschwindigkeit der Lokomotive vor den ankommenden Wellen davonläuft und sich dadurch die Wellenlänge der vom Ohr des zweiten Beobachters aufgenommenen Wellen verlängert, hört der zweite Beobachter nicht die erhöhte Frequenz, sondern die Frequenz des Pfeiftons der Dampfpfeife. Der gleiche Effekt würde aber auch bei dem ersten Beobachter eintreten, wenn dieser anstatt stehenzubleiben mit der gleichen Geschwindigkeit wie der der Lokomotive an den Schienen entlanglaufen würde. 



  Während man aber nun bei Schallwellen von der Vorstellung ausgehen könnte, dass der Doppler-Effekt dort durch den "Fahrtwind" des bewegten Senders gegenüber der das Übertragungsmedium für die Schallwellen bildenden stehenden Luft verursacht würde,  stösst bei elektromagnetischen Wellen eine entsprechende Vorstellung mit einer Art "Ätherwind" als Ursache für den Doppler-Effekt elektromagnetischer Wellen schon deswegen auf gedankliche Schwierigkeiten, weil das eigentliche Übertragungsmedium elektromagnetischer Wellen ja das absolute Vakuum ist und ein absolutes Vakuum allgemein als absolutes Nichts betrachtet wird, das jegliche Eigenschaften und damit natürlich auch eine Funktion als eine Art "Ätherwind" von vornherein ausschliesst.

  Die in diesem Zusammenhang um die Jahrhundertwende viel diskutierte und schlussendlich in negativem Sinne beantwortete Frage nach dem Vorhandensein eines "stofflichen Äthers" war jedoch nicht präzise genug gestellt, denn wenn man in dieser Frage den Begriff "stofflich" durch den präziseren Begriff "für die Übertragung und Speicherung elektromagnetischer Energie geeignete Eigenschaften aufweisend" ersetzt hätte, dann hätte diese Frage natürlich bejaht werden müssen, weil das den "Äther" bildende Vakuum ja die beiden Eigenschaften einer der absoluten Dielektrizitätskonstante  epsilon o proportionalen Dielektrizität und einer der absoluten Permeabilitätskonstante  mu o proportionalen Permeabilität besitzt und damit die beiden für Übertragung und Speicherung elektromagnetischer Energie notwendigen Eigenschaften aufweist, ebenso wie Gase wie z.B.

  Luft und auch alle anderen flüssigen und festen Stoffe (daher der Begriff "stofflicher Äther") die für Übertragung und Speicherung von Schallenergie notwendigen Eigenschaften aufweisen. 



  Trotzdem schienen aber die Ergebnisse des Michelsonversuchs den Vertretern der Theorie des Nichtvorhandenseins eines "stofflichen Äthers" Recht zu geben, denn mit den um die Jahrhundertwende vorliegenden astronomischen Kenntnissen, also noch ohne Kenntnis des erst 1929 entdeckten Hubble-Effektes der Rotverschiebung des Spektrums weit entfernter Galaxien, schienen die Ergebnisse des Michelsonversuchs nur im Sinne des Nichtvorhandenseins eines "stofflichen Äthers" und der letztlich daraus resultierenden Unmöglichkeit einer Messung der Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum interpretierbar zu sein, aber wie im folgenden im Rahmen einer Erläuterung der theoretischen Grundlagen des vorliegenden Messverfahrens noch  gezeigt werden wird, waren mit den heutigen Kenntnissen,

   insbesondere mit dem durch den Hubble-Effekt gelieferten Nachweis des Auftretens des Doppler-Effektes auch bei elektromagnetischen Wellen, die seinerzeit nur mit dem Ersatz der Galilei-Transformation durch die Torentz-Transformation erklärbaren Ergebnisse des Michelsonversuchs auch ohne die Einführung der Lorentz-Transformation voraussehbar, so dass der seinerzeit aus den Ergebnissen des Michelsonversuchs gezogenen Schlussfolgerung einer Unmöglichkeit der Messung der Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum rückblickend betrachtet die notwendige Basis fehlte. 



  Genau genommen fehlte dieser Schlussfolgerung allerdings schon um die Jahrhundertwende die notwendige Basis, denn dass der Doppler-Effekt auch bei elektromagnetischen Wellen auftritt, wurde nicht erst im Jahre 1929 durch die Entdeckung des Hubble-Effektes endgültig bewiesen, sondern schon Doppler selbst hatte Mitte des vorigen Jahrhunderts durch Beobachtung von um einen gemeinsamen Schwerpunkt umlaufenden Doppelsternsystemen anhand der Farbunterschiede zwischen dem Licht des sich auf uns zu bewegenden Sterns und dem Licht des sich von uns wegbewegenden Sterns das Auftreten des Doppler-Effektes auch bei Licht und damit gemäss Maxwell bei elektromagnetischen Wellen nachgewiesen,

   nur war dieses Wissen wegen der Ignoranz der seinerzeit den Doppler-Effekt überhaupt bestreitenden Schulwissenschaft um die Jahrhundertwende gewissermassen wieder verlorengegangen und hatte daher bei der Interpretation der Ergebnisse des Michelsonversuchs keine Beachtung gefunden, was dann die unnötige Einführung der Lorentz-Transformation zur Folge hatte, da die Ergebnisse des Michelsonversuchs ohne Berücksichtigung des (bereits nachgewiesenen) Doppler-Effektes elektromagnetischer Wellen auf der Basis der Galilei-Transformation nicht erklärbar waren. 



  Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, unter Ausnützung des auch innerhalb eines bewegten Inertialsystems mit fest stationiertem Sender auftretenden Doppler-Effektes eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum  mit einer mindestens in der Grössenordnung von Prozenten liegenden Genauigkeit bestimmbar ist. 



  Erfindungsgemäss wird das bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen sind, um den Geschwindigkeitsvektor der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum durch Messung einer von einer echten Laufzeit elektromagnetischer Wellen abhängigen Grösse in mindestens drei nicht in die gleiche Raumebene fallenden Raumrichtungen und rechnerische Ermittlung von skalarer Grösse und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung aus den Messwerten zu bestimmen und dass diese Bestimmung mit Hilfe der Beziehung
 
EMI7.1
 zwischen der echten Laufzeit tL elektromagnetischer Wellen über einer Übertragungsstrecke von einem Sender elektromagnetischer Wellen zu einem im Abstand a von dem Sender befindlichen Empfänger elektromagnetischer Wellen, dem Winkel  alpha  zwischen der Übertragungsstrecke und der Richtung der absoluten Bewegung der Erde,

   der skalaren Grösse v des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung und der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen erfolgt, wobei die von der echten Laufzeit abhängige Grösse zu einer Gruppe gehört, die die echte Laufzeit tL selbst und die Differenz 
EMI7.2
  zwischen der echten Laufzeit tL und der sich bei Laufzeitbestimmung durch Phasenverschiebungsmessung ergebenden fiktiven Laufzeit 
EMI7.3
 sowie die Differenz
 
EMI7.4
 zwischen den echten Laufzeiten
 
EMI7.5
 auf zwei entgegengesetzt gerichteten Übertragungsstrecken gleicher Länge a umfasst,

   und dass zur Messung einer echten Laufzeit tL die Zeit zwischen der Abstrahlung der Wellenfront einer elektromagnetischen Welle vom Sender und der Ankunft dieser Wellenfront beim Empfänger und zur Messung einer Laufzeitdifferenz  DELTA t zwischen zwei echten Laufzeiten 
EMI7.6
  die Zeitdifferenz zwischen den Ankunftszeiten der Wellenfronten einer von einem Sender abgestrahlten elektromagnetischen Welle bei den an den Enden von zwei gleichlangen entgegengesetzt gerichteten Übertragungsstrecken angeordneten Empfängern bestimmt wird. 



  Der entscheidende Vorteil der vorliegenden Einrichtung ist die direkte Messung der das Messergebnis bestimmenden Zeiten,  denn im Gegensatz dazu wird bei allen anderen einschlägigen Verfahren, also insbesondere bei dem interferometrischen Messverfahren nach Michelson, aber auch bei Messverfahren in funktechnischen Entfernungsmessern wie den sogenannten Einweg-Entfernungsmessern (z.B.

  Global Positioning System), die sich bei bekannter Messstrecke ja auch zur Geschwindigkeitsmessung eignen müssten, nicht die Zeit, sondern eine Phasenverschiebung direkt gemessen und aus der gemessenen Phasenverschiebung dann indirekt die gesuchte Grösse, beim Michelson-Verfahren also die gesuchte Bewegungsgeschwindigkeit v und bei funktechnischen Entfernungsmessern die gesuchte Messstrecke bzw.

   bei bekannter Messstrecke die gesuchte Laufzelt, bestimmt, und da die Phasenverschiebung einer Welle gegenüber einer Vergleichswelle erst dann gemessen werden kann, wenn eine der Laufzeit vom Sender zum Empfänger entsprechende Anzahl von Wellen im Empfänger angekommen ist, und - wie eingangs schon kurz erläutert - der bei der Übertragung von einem stationären Sender zu einem stationären Empfänger in einem bewegten Inertialsystem auftretende Doppler-Effekt im Empfänger während der Zeitspanne des Eintreffens einer Welle infolge der (zusammen mit dem bewegten Inertialsystem erfolgenden) Bewegung des Empfängers in dieser Zeitspanne vollständig wieder aufgehoben wird und damit auch die durch den Doppler-Effekt bewirkte, von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Inertialsystem abhängige Frequenzänderung (im eingangs erörterten Beispiel von fo auf 
EMI8.1
 ) 
 wieder rückgängig gemacht wird,

   ist das Messergebnis bei Messung einer Phasenverschiebung und Bestimmung der Laufzeit der Welle vom Sender zum Empfänger aus der im Empfänger gemessenen Phasenverschiebung bei der Bewegungsgeschwindigkeit v des Inertialsystems (im eingangs erörterten Beispiel also bei der Senderfrequenz fo, der sich infolge des Doppler-Effektes ergebenden Übertragungsfrequenz 
EMI8.2
  und der sich nach Rückgängigmachung des Doppler-Effektes ergebenden Empfangsfrequenz fo) das gleiche wie bei der Bewegungsgeschwindigkeit 0 des Inertialsystems (im eingangs erörterten Beispiel also bei der Senderfrequenz fo, der Übertragungsfrequenz
 
EMI8.3
  und der Empfangsfrequenz fo), so dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im  Weltraum mit im Prinzip auf Phasenverschiebungsmessung beruhenden Messverfahren nicht bestimmt werden kann.

  Bei direkter Messung der Zeit hingegen (im eingangs erörterten Beispiel also der Zeit von der Abstrahlung des genannten anfänglichen Nulldurchganges der betrachteten Sinuswelle bis zum Eintreffen dieses anfänglichen Nulldurchganges der betrachteten Sinuswelle beim Empfänger) ergibt sich keine Aufhebung des Doppler-Effektes (weil der Empfänger den Doppler-Effekt ja erst während der Zeitspanne des Eintreffens der Sinuswelle wieder rückgängig macht und demgemäss bei Beginn dieser Zeitspanne noch nicht rückgängig gemacht hat), so dass sich aus dem Abstand a zwischen Sender und Empfänger (im eingangs erörterten Beispiel also dem ein x-faches des Abstandes (cTo - vTo) zwischen Sender und anfänglichem Nulldurchgang der betrachteten Sinuswelle nach Ablauf einer Schwingungsdauer To betragenden Abstand a = x .

   (cTo - vTo)) und der gemessenen Laufzeit vom Sender zum Empfänger (im eingangs erörterten Beispiel also der dem x-fachen der Schwingungsdauer To entsprechenden Laufzeit tL = x . To des anfänglichen Nulldurchganges der betrachteten Sinuswelle vom Sender zum Empfänger) die Bewegungsgeschwindigkeit v des Inertialsystems bestimmen lässt (im eingangs erörterten Beispiel mit
 
EMI9.1
 oder mit Hilfe einer zusätzlichen Messung in zur Richtung der Geschwindigkeit v entgegengesetzter Richtung mit dem Ergebnis
 
EMI9.2
 durch Differenzbildung zwischen den beiden gemessenen Zeiten
 
EMI9.3
 mit der Differenz
 
EMI9.4
 



  Vorteilhaft kann die vorliegende Einrichtung derart ausgebildet sein, dass ein über der Erde befindlicher stationärer Sender elektromagnetischer Wellen mit einer über 100 MHz liegenden Sendefrequenz, der in einer Ebene liegt, von der die Erdachse über ihre gesamte Länge einen gleichbleibenden Abstand hat, mindestens über die Zeitdauer von annähernd einer halben Erdumdrehung zu vorbestimmten, in regelmässigen Zeitabständen aufeinanderfolgenden Zeiten jeweils in alle Richtungen der Ebene gleichzeitig eine elektromagnetische Welle abstrahlt und dass von einer vorzugsweise mindestens 8 betragenden geradzahligen  Vielzahl von ebenfalls über der Erde befindlichen in der genannten Ebene liegenden stationären Empfängern, die auf einem Kreis mit dem Radius R um den Sender in untereinander gleichen Winkelabständen gleichmässig verteilt sind,

   jeweils die genaue Ankunftszeit der Wellenfront der von dem Sender zu einer der vorbestimmten Zeiten abgestrahlten elektromagnetischen Welle festgestellt und registriert wird und dass für jede von dem Sender zu einer der vorbestimmten Zeiten abgestrahlte elektromagnetische Welle jeweils für jedes Paar von im Winkelabstand von 180 DEG  diagonal einander gegenüberliegenden Empfängern der genannten geradzahligen Vielzahl von Empfängern die Zeitdifferenz  DELTA t der registrierten Ankunftszeiten der Wellenfront oder der Laufzeiten der Wellenfront zwischen Sender und Empfänger gebildet wird und dass aus der grössten von sämtlichen Zeitdifferenzen  DELTA t, die aus den während einer halben Erdumdrehung festgestellten Ankunftszeiten gebildet werden, die skalare Grösse des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum bzw.

   deren Verhältnis 
EMI10.1
  zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen zu annähernd
 
EMI10.2
 bestimmt wird und die Richtung dieses Geschwindigkeitsvektors annähernd der Richtung entspricht, in die zur Zeit der Feststellung der beiden Ankunftszeiten mit der genannten grössten Zeitdifferenz  DELTA t ein Vektor vom Sender zu dem Empfänger mit der grösseren der beiden Ankunftszeiten weist. 



  Vorteilhaft können bei der vorliegenden Einrichtung Sender und Empfänger in Äquatornähe in einer zur Erdoberfläche im wesentlichen parallelen Ebene angeordnet werden, vorzugsweise über unbewohntem Flachlandgebiet mit geringer Luftfeuchtigkeit und relativ geringer Bodenreflexion. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, dass alle Empfänger jeweils einschliesslich des zugehörigen Mastes, an dessen Spitze der Empfänger angebracht ist, gleich ausgebildet werden können, während bei einer Anordnung von Sender und Empfängern in gemässigten Breiten die Ebene, in der Sender und Empfänger anzuordnen sind, ja nicht parallel, sondern schräg zur Erdoberfläche liegen müsste und sich damit zwangsläufig unterschiedliche Masthöhen für die Empfänger ergeben würden, was auch im Hinblick auf mögliche Störeinflüsse durch Reflexion an den Masten weniger vorteilhaft wäre. 



  Zur Erzielung der angestrebten Messgenauigkeit in der Grössenordnung von Prozenten ist es bei der vorliegenden Einrichtung weiter von Vorteil, den Sender in jeweils gleichen, zwischen 1 und 60 Minuten liegenden Zeitabschnitten, vorzugsweise aller 4 Minuten (entsprechend einem Winkelgrad der Erdrotation), eine elektromagnetische Welle abstrahlen zu lassen. Zum gleichen Zweck werden ferner vorteilhaft 24 (entsprechend 15 Winkelgrad in der genannten Ebene) Empfänger verwendet. 



  Die Empfänger können bei der vorliegenden Einrichtung vorteilhaft in einem zwischen 1 km und 30 km, vorzugsweise bei 3 km, liegenden Abstand vom Sender angeordnet werden. Von den Grenzen dieses bevorzugten Abstandsbereiches ist die untere Grenze darauf zurückzuführen, dass mit Atomuhren derzeit günstigstenfalls Zeiteinheiten von ca. 0,05 ns messbar sind und die sich bei einer der Umlaufgeschwindigkeit der Sonne um das Galaxenzentrum entsprechenden Geschwindigkeit v  APPROX  250 km/s der absoluten Bewegung der Erde ergebende Zeitdifferenz  DELTA t bei einem Abstand von R = 1 km ca. 5 ns bzw. ca.

   100 Zähleinheiten betragen würde und damit schon eine Messungenauigkeit von 1% gegeben wäre, während mit höheren Abständen in dieser Hinsicht zwar bessere Messgenauigkeiten erzielbar sind, andererseits aber auch die mit dem Abstand steigenden Störeinflüsse auf den Übertragungsweg wachsen, bis bei Abständen über 30 km die durch diese Störeinflüsse verursachten Messungenauigkeiten nicht mehr vernachlässigbar sind. 



  Zweckmässig sollte bei der vorliegenden Einrichtung ferner die Anstiegsflanke an der Wellenfront der elektromagnetischen Welle so steil gemacht werden, dass der Schwellwert der Ansprechempfindlichkeit der Empfänger innerhalb von weniger als 1 ns, vorzugsweise von weniger als 0,1 ns, überschritten wird. Auch das ist zur Erzielung der angestrebten Messgenauigkeit von Bedeutung, ist aber ohne grosse Schwierigkeiten z.B. mit einer Laserimpulsquelle realisierbar, da mit speziell für Kurzzeitimpulse ausgebildeten Laserimpulsquellen heute schon eine Impulsdauer von unter 1 ns erreichbar ist und die Dauer der Anstiegsflanke bei einer Gesamtimpulsdauer von weniger als 1 ns  in der Regel unter 0,1 ns liegt.

  Aufgrund der sich daraus ergebenden Zweckmässigkeit der Verwendung einer Laserimpulsquelle zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen sollte der Sender bei der vorliegenden Einrichtung vorteilhaft eine elektromagnetische Welle im Frequenzbereich von 10<1><3>Hz bis 1,5 . 10<1><5> Hz abstrahlen, vorzugsweise sichtbares oder ultraviolettes Licht. 



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Einrichtung werden zur Zeitmessung, insbesondere der Ankunftszeiten der Wellenfront der elektromagnetischen Welle bei den Empfängern, Atomuhren verwendet und die Atomuhren vor der ersten Messung zur gleichen Zeit und am gleichen Ort synchronisiert, vorzugsweise in der Form, dass in den Atomuhren zur Zählung der Halbwellen der Eigenschwingungen der Atome vorgesehene Zähler vor dem Aufbau der zur Durchführung des Verfahrens vorgesehenen Messeinrichtung am gleichen Ort gleichzeitig auf Null gesetzt werden. 



  Eine vorteilhafte Ausbildungsform der vorliegenden Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen Sender, der eine Laserstrahlquelle mit zu der Ebene, in der Sender und Empfänger liegen, lotrechter Strahlrichtung, einen zur Laserstrahlachse koaxialen kegelförmigen Spiegel mit einem Kegelöffnungswinkel von 90 DEG  und zur Laserstrahlachse koaxiale, den kegelförmigen Spiegel ringförmig umgebende, von zwei kegelstumpfförmigen reflexionsfreien Begrenzungsflächen mit einem Kegelöffnungswinkel, der bei einer Senderhöhe h über dem Erdboden und einem Abstand R der Empfänger vom Sender mindestens
 
EMI12.1
 ist, gebildete Strahlbegrenzungsmittel umfasst, eine mindestens 8 betragende Anzahl von Empfängern,

   von denen jeder eine Photozelle und eine Atomuhr mit einem zur Zählung der Halb- oder Vollwellen der Eigenschwingungen der Atome vorgesehenen Zähler sowie Mittel zur Feststellung des Zählerstandes desselben im Moment des Eintreffens der Wellenfront der vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Welle bei der Photozelle des Empfängers sowie zur Registrierung des festgestellten Zählerstandes umfasst, eine Steuer- und Auswertungszentrale, die Steuermittel zur Steuerung der Zeitpunkte der Abstrahlung von elektromagneti schen Wellen von dem Sender sowie zur Aktivierung der Empfänger kurz vor und zur Deaktivierung derselben kurz nach der Abstrahlung und Rechenmittel zur angenäherten Bestimmung von Betrag und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum aus den registrierten Zählerständen,

   der Winkellage der genannten Ebene im Raum bei der ersten Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle vom Sender und der Zeitdifferenz zwischen der ersten und derjenigen Abstrahlung, bei der sich die grösste Differenz zwischen den registrierten Zählerständen eines Paares von einander gegenüberliegenden Empfängern ergibt, umfasst, und Datenübertragungsmittel zur Übertragung der registrierten Zählerstände von den Empfängern zur Steuer- und Auswertungszentrale und zur Übertragung von Steuersignalen von der Steuer- und Auswertungszentrale zum Sender und den Empfängern. 



   Mit besonderem Vorteil kann diese vorteilhafte Ausbildungsform der vorliegenden Einrichtung zur Erzielung einer Messgenauigkeit mit weniger als 1% Betragsfehler derart weitergebildet sein, dass 24 Empfänger vorgesehen sind und die Steuermittel derart ausgebildet sind, dass sie alle 4 Minuten jeweils nach Durchlaufen von einem Winkelgrad der Rotation der Erde um die Erdachse die Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle vom Sender veranlassen und dass die Rechenmittel derart ausgebildet sind, dass sie nach jeder Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle vom Sender von jedem der 12 Paare von einander gegenüberliegenden Empfängern die Differenz  DELTA z = z1 - z2 zwischen dem in dem ersten Empfänger des Paares registrierten Zählerstand z1 und dem in dem zweiten Empfänger des Paares registrierten Zählerstand z2 bilden,

   die Beträge <SEP> DELTA z<SEP> der 12 gebildeten Differenzen miteinander vergleichen und mindestens die Differenzen  DELTA z = z1 - z2 von dem Empfängerpaar mit dem höchsten Betrag <SEP> DELTA z<SEP> und von jeweils zwei benachbarten Empfängerpaaren zu beiden Seiten zusammen mit einer die Winkelgrade der Rotation der Erde seit Beginn der Messung angebenden, der Anzahl der Abstrahlungen von elektromagnetischen Wellen vom Sender entsprechenden Kenngrösse n speichern und aus den sich während einer halben Erdumdrehung ergebenden, den 180 einzelnen Ab strahlungen zugeordneten 180 höchsten Beträgen <SEP> DELTA z<SEP> den maximalen Betrag <SEP> DELTA z<SEP>max heraussuchen und aus <SEP> DELTA z<SEP>max, der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen,

   dem Sender-Empfänger-Abstand R und der Zeitspanne Tz pro Zähleinheit der in den Atomuhren der Empfänger vorgesehenen Zähler nach der Beziehung v  APPROX  <SEP> DELTA z<SEP>max . Tz . c<2>/2R den Betrag der Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum ermitteln und ferner aus der Winkellage der genannten Ebene im Raum bei der ersten Abstrahlung einer elektromagnetischen Welle vom Sender, der Drehung der Ebene im Raum bis zu der Abstrahlung, bei der sich <SEP> DELTA z<SEP>max und die zugeordnete Kenngrösse nz ergibt, um (nz - 1) Winkelgrade um eine in die Ebene fallende, durch den Sender verlaufende, zur Erdachse parallele Achse und dem Richtungssinn in der Ebene vom Sender zu dem genannten ersten Empfänger bei positivem  DELTA z bzw.

   zu dem genannten zweiten Empfänger bei negativem  DELTA z durch Interpolation mindestens zwischen den unter der Kenngrösse nz gespeicherten  DELTA z-Werten, vorzugsweise unter weiterer Einbeziehung der unter den Kenngrössen (nz + 1), (nz + 2) usw. sowie (nz - 1), (nz - 2) usw. gespeicherten  DELTA z-Werte, die Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum ermitteln. 



  Anhand der nachstehenden Figuren ist die Erfindung im folgenden in ihren theoretischen Grundlagen sowie an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen 
 
   Fig. 1 Die Übertragung einer elektromagnetischen Welle von einem Sender S zu einem Empfänger E in einem ruhenden Bezugssystem, in dem kein Doppler-Effekt auftritt, 
   Fig. 1a bis 1i die Übertragung einer elektromagnetischen Welle von einem Sender S zu einem Empfänger E in einem mit v = c/2 bewegten Inertialsystem in Zeitabständen von je einer Schwingungsdauer To der im Sender erzeugten Schwingung über den Zeitabschnitt von 0 bis 8To sowie den sich dabei ergebenden Doppler-Effekt, 
   Fig. 2a bis 2e die in den Fig.

   1a bis 1i gezeigte Übertragung in Form von in Zeitabständen von 4To über den  Zeitabschnitt von 0 bis 16To dargestellten Doppler-Diagrammen der vom Sender S abgestrahlten elektromagnetischen Wellen sowie die Bewegung des den Sender S und die Empfänger E und E* tragenden Inertialsystems (gestricheltes Rechteck) in diesem Zeitabschnitt, die kugelförmige Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen um ihren Ursprungsort, die wesentlich geringere Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen in Bewegungsrichtung des Inertialsystems als in entgegengesetzter Richtung (Fig. 2c) und den Grund für die Unmöglichkeit, die unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten mittels Phasenverschiebungsmessung zu bestimmen (Fig. 2e + 2c), 
   Fig.

   3 ein Doppler-Diagramm zur Bestimmung der Wellenlänge  lambda  einer elektromagnetischen Welle aus der Schwingungsdauer To der im Sender erzeugten Schwingung, der Geschwindigkeit v des den Sender tragenden bewegten Inertialsystems und dem Winkel  alpha  zwischen der Bewegungsrichtung des Inertialsystems und der Strahlungsrichtung des Senders, 
   Fig. 4 ein Doppler-Diagramm zur Darstellung der Richtungsverschiedenheit der Fortpflanzungsrichtung der von einem Sender S in einem den Sender tragenden bewegten Inertialsystem ausgehenden elektromagnetischen Wellen und der Ausbreitungsrichtung dieser elektromagnetischen Wellen im bewegten Inertialsystem, 
   Fig.

   5 ein Diagramm zur Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit va und der Laufzeit tL einer elektromagnetischen Welle in einem mit der Geschwindigkeit v bewegten, den Sender der elektromagnetischen Welle tragenden Inertialsystem auf einer im Winkel  alpha  zur Bewegungsrichtung des Inertialsystems stehenden Übertragungsstrecke von der Länge a, 
   Fig. 6 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Messverfahrens mit einem Sender S und 24 Empfängern E in  Seitenansicht in seiner Anordnung im Äquatorbereich 1 der sich um die Erdachse 4 drehenden Erde 2 sowie gegstrichelt ein weiteres als Testeinrichtung vorgesehenes Ausführungsbeispiel mit einem Sender S und 2 Empfängern E in seiner Anordnung in Nord-Süd-Richtung im Winkel von 54,74 DEG  zur Erdachse 4, 
   Fig. 7 das in Fig.

   6 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Messverfahrens mit einem Sender S und 24 Empfängern E in der Draufsicht, 
   Fig. 8 ein Blockschema des inneren Aufbaus eines einen zentralen Sender 5 und zwei in entgegengesetzten Richtungen im gleichen Abstand R bzw. a vom zentralen Sender 5 angeordnete Empfänger 6 und 7 aufweisenden Übertragungsstreckenpaares einer Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Messverfahrens wie in den Fig. 6 und 7 (mit 12 solchen Übertragungsstreckenpaaren) oder in Fig. 6 gestrichelt (mit einem solchen Übertragungsstreckenpaar) dargestellt, 
   Fig. 9 und Fig. 9a bis 9i die Übertragung eines Impulses einer elektromagnetischen Welle von einem Sender S zu einem Empfänger E in einem ruhenden Bezugssystem (Fig. 9) und einem mit v = c/2 bewegten Inertialsystem (Fig. 9a bis 9i) in gleichen Zeitabständen wie in den Fig.

   1a bis 1i zur Demonstration der gleichen Geschwindigkeit der Wellenfront eines Impulses (Fig. 9a bis 9i) wie der Wellenfront einer anhaltenden Welle (Fig. 1a bis 1i). 
 



  Als theoretische Grundlage für das vorliegende Messverfahren muss in erster Linie der Nachweis erbracht werden, dass die bisher gegen die Messbarkeit der Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum vorgebrachten Gründe widerlegbar sind. 



  Hauptgrund für die Annahme, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum nicht messbar sei, dürfte  wohl das Ergebnis des Michelsonversuchs sein: Denn trotz mehrfacher Wiederholung mit immer weiter verfeinerten Messapparaturen und entsprechend höheren Messgenauigkeiten war das Ergebnis des Michelsonversuchs in jedem Fall eine Geschwindigkeit v = 0 der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum, ein Ergebnis, das schon wegen des Umlaufs der Erde um die Sonne unter keinen Umständen zutreffend sein konnte.

  Zur Erklärung dieses mit der Erfahrung nicht übereinstimmenden Messergebnisses wurde ca. 10 Jahre nach der erstmaligen Durchführung des Michelsonversuchs von Lorentz vorgeschlagen, die Galilei-Transformation, auf deren Basis der Michelsonversuch berechnet worden war und nach der das Ergebnis des Michelsonversuchs eine annähernd 
EMI17.1
 proportionale Phasenverschiebung zwischen interferierenden Lichtstrahlen sein müsste, durch die sogenannte Lorentz-Transformation zu ersetzen, mit der die Berechnung des Michelsonversuchs zwar zu dem mit dem Messergebnis übereinstimmenden Ergebnis einer Phasenverschiebung Null zwischen den interferierenden Lichtstrahlen bei beliebigen Geschwindigkeiten v führt, gleichzeitig natürlich aber auch eine Bestimmung von v mittels dieser (bei beliebigen v Null betragenden) Phasenverschiebung ausgeschlossen ist. 



  Zur Erklärung des Messergebnisses des Michelsonversuchs hätte es aber der Einführung der Lorentz-Transformation gar nicht bedurft, wenn bei der Berechnung des Michelsonversuchs auf der Basis der Galilei-Transformation der Doppler-Effekt berücksichtigt worden wäre. Das sei im folgenden zunächst anhand der Fig. 1, 1a bis 1i und 2a bis 2e anschaulich an einem Beispiel demonstriert und anschliessend dann für die Bewegung eines Inertialsystems mit festem Sender und Empfänger in eine zur Verbindungsgeraden zwischen Sender und Empfänger im Winkel  alpha  stehende Richtung und Strahlung des Senders in Richtung der Verbindungsgeraden allgemein anhand einer auf der Galilei-Transformation basierenden mathematischen Ableitung nachgewiesen: 



  In einem ruhenden Bezugssystem ist die über einer Übertragungsstrecke von einem in dem ruhenden System fest stationierten Sender mit der Bewegungsgeschwindigkeit v = 0 zu einem in dem ruhenden System ebenfalls fest stationierten Empfänger mit  der Bewegungsgeschwindigkeit v = 0 auftretende Phasenverschiebung einer elektromagnetischen Welle proportional zu der dem Abstand zwischen Sender und Empfänger entsprechenden Länge der Übertragungsstrecke oder genauer gesagt zu der im ruhenden System der Länge der Übertragungsstrecke entsprechenden Laufstrecke s der Welle vom Sender zum Empfänger.

  Ist fo die Frequenz, To = 1/fo die Schwingungsdauer und  lambda o = c/fo die Wellenlänge der vom Sender erzeugten elektromagnetischen Schwingung, dann ist gemäss der Beziehung f .  lambda  = c im ruhenden System (in dem ja kein Doppler-Effekt auftritt und die Frequenz f der elektromagnetischen Welle auf der Übertragungsstrecke daher gleich der Schwingungsfrequenz fo des Senders ist) die Wellenlänge  lambda  der elektromagnetischen Welle auf der Übertragungsstrecke gleich  lambda  = c/fo =  lambda o und damit die Phasenverschiebung  DELTA @ der elektromagnetischen Welle auf der Übertragungsstrecke gleich
 
EMI18.1
 Fig. 1 zeigt als Beispiel zum Vergleich mit der im folgenden anhand der Fig.

   1a bis 1i zu erörternden Übertragung in einem bewegten Inertialsystem eine elektromagnetische Welle in einem ruhenden Bezugssystem auf einer Übertragungsstrecke vom Sender S zum Empfänger E von einer Länge von 8 lambda o = 8c/fo = 8cTo zu dem Zeitpunkt t = to+ 8To,  zu dem die Wellenfront der vom Sender S mit der Frequenz
 
EMI18.2
  und der Phase @ = 2f . (t-to) = 2fo . (t-to) =  omega o(t-to) abgestrahlten Sinuswelle A . sin omega o(t-to) gerade den Empfänger E erreicht. Da im ruhenden System die Laufstrecke s der Welle vom Sender zum Empfänger der Länge der Übertragungsstrecke entspricht, ist somit die Phasenverschiebung  DELTA @ über der Übertragungsstrecke in Fig. 1 wie auch unmittelbar aus der Fig. 1 ersichtlich gleich 
EMI18.3
 



  Anhand der Fig. 1a bis 1i soll nun anschaulich demonstriert werden, dass die Phasenverschiebung  DELTA @ über der Übertragungsstrecke bei vorausgesetzt gleicher Laufstrecke s = c(t-to) der Wellen vom Sender S zum Empfänger E im ruhenden System aufgrund des Doppler-Effektes unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v von Sender und Empfänger gleich der Phasenverschiebung
 
EMI18.4
  bei v = 0 ist, und zwar am Beispiel eines in einem ruhenden System (markiert in den Fig. 1a bis 1i durch die  beiden äusseren Begrenzungsstriche der Laufstrecke s der Wellen im ruhenden System) mit der Geschwindigkeit v = c/2 in Richtung der Verbindungsgeraden vom Sender S zum Empfänger E bewegten Inertialsystems mit im Abstand
 
EMI19.1
 voneinander fest stationiertem Sender S und Empfänger E (markiert in den Fig.

   1a bis 1i durch die die Positionen des Senders und des Empfängers angebenden beiden Positionsstriche) und einer vom Sender S wie in Fig. 1 erzeugten Sinusschwingung A . sin omega o(t-to) mit der Frequenz fo, der Schwingungsdauer To = 1/fo und der Wellenlänge  lambda o = c/fo = cTo. 



  Betrachtet werden soll hierzu zunächst die Entwicklung der Übertragung einer elektromagnetischen Welle in dem mit v = c/2 bewegten Inertialsystem von dem Zeitpunkt t = to bzw. t-to = 0To an, zu dem sich der Sender S wie in Fig. 1a ersichtlich am Anfang der Laufstrecke s der Wellen (linker äusserer Begrenzungsstrich des ruhenden Systems) befindet und gerade mit der Abstrahlung der Sinusschwingung A . sin omega o(t-to) beginnt, in Zeitabständen von je einer Schwingungsdauer To bis zu dem Zeitpunkt t = to+ 8To bzw. t-to = 8To, zu dem die Wellenfront der vom Sender S abgestrahlten elektromagnetischen Welle gerade den Empfänger E erreicht.

   Nach einer Schwingungsdauer To zum Zeitpunkt t-to = 1To hat sich die mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen fortschreitende Wellenfront der vom Sender S abgestrahlten Welle wie in Fig. 1b ersichtlich vom Ort ihrer Abstrahlung aus (Position des Senders S in Fig. 1a) um cTo = c/fo =  lambda o in Richtung auf den Empfänger zu vorwärtsbewegt. In der gleichen Zeitspanne hat sich der Sender S in der gleichen Richtung um 
EMI19.2
 
 vorwärtsbewegt und eine volle Sinuswelle abgestrahlt. Die Wellenlänge  lambda  dieser abgestrahlten vollen Sinuswelle entspricht dem Abstand zwischen der Wellenfront und dem Sender S zum Zeitpunkt t-to = 1To und ist daher wie in Fig. 1b ersichtlich gleich  lambda  = cTo - vTo = cTo(1-v/c) =  lambda o(1-v/c) =  lambda o/2.

  Diese abgestrahlte volle Sinuswelle mit der Wellenlänge  lambda  = cTo(1-v/c) =  lambda o/2 und der Frequenz
 
EMI19.3
 bewegt sich nunmehr mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen auf den Empfänger E zu, und gleichzeitig strahlt der Sender S wäh rend der nächsten Schwingungsdauer To bis zum Zeitpunkt t-to = 2To eine weitere volle Sinuswelle mit der gleichen Wellenlänge  lambda o/2 und der gleichen Frequenz 2fo ab und bewegt sich wie in Fig. 1c ersichtlich um weitere  lambda o/2 vorwärts, und das Ganze wiederholt sich dann mit jeder weiteren Schwingungsdauer To wie in den Fig.

   1d bis 1i ersichtlich, bis die Wellenfront der vom Sender S abgestrahlten Sinuswellen zum Zeitpunkt t-to = 8To den ebenso wie der Sender S in dem bewegten Inertialsystem fest stationierten und sich daher zusammen mit dem Sender S vorwärtsbewegenden Empfänger E erreicht hat und damit gleichzeitig auch am Ende der Laufstrecke s der Wellen (rechter äusserer Begrenzungsstrich des ruhenden Systems) angekommen ist. 



  Aus den aufeinanderfolgenden Fig. 1a bis 1i ist nun deutlich ersichtlich, dass die Wellenfront (und damit auch die auf die Wellenfront folgenden Wellen) aufgrund ihres Fortschreitens mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen innerhalb der Übertragungszeit 8To die gleiche Laufstrecke s = 8cTo= 8 lambda o wie in dem in Fig.

   1 gezeigten ruhenden System durchläuft, dabei aber in dem mit v = c/2 bewegten Inertialsystem nur die Übertragungsstrecke
 
EMI20.1
 von dem im bewegten Inertialsystem fest stationierten Sender S zu dem im bewegten Inertialsystem im Abstand a vom Sender S fest stationierten Empfänger E zurücklegt und sich daher innerhalb des bewegten Inertialsystems nur mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit 
 
EMI20.2
  vorwärtsbewegt, obwohl die Wellenfront und die darauf folgenden Wellen selbst mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen fortschreiten. 



  Wie aus Fig. 1i weiter ersichtlich beträgt die Phasenverschiebung  DELTA @ über der Übertragungsstrecke a in dem mit v = c/2 bewegten Inertialsystem in dem zum Zeitpunkt t-to = 8To erreichten Endzustand, in dem die Wellenfront gerade am Ende der Übertragungsstrecke beim Empfänger E und gleichzeitig am Ende der Laufstrecke s der Wellen angekommen ist, 8 volle Wellenlängen bzw. 8 . 2 und ist damit genauso gross wie bei v = 0 in dem in Fig.

   1 gezeigten ruhenden System mit gleich grosser Laufstrecke s = 8cTo der Wellen, so dass schon an diesem einen Beispiel erkennbar ist,  dass die Phasenverschiebung  DELTA @ bei gleich grosser Laufstrecke s der Wellen vom Sender S zum Empfänger E unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v von Sender und Empfänger ist, was grundsätzlich schon deswegen so sein muss,

   weil die Wellen mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen fortschreiten und daher bei gleicher Laufstrecke s der Wellen vom Sender zum Empfänger die Übertragungszeit gleich sein muss und der Sender in der gleichen Übertragungszeit die gleiche Anzahl von Wellen abstrahlt und somit über der Übertragungsstrecke unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v von Sender und Empfänger die gleiche Anzahl von Wellen liegen muss und sich damit zwangsläufig die gleiche Phasenverschiebung über der Übertragungsstrecke ergibt. 



  Die Fig. 1i zeigt daher bereits unmittelbar, was mit den Fig. 1a bis 1i im Vergleich zur Fig. 1 anschaulich demonstriert werden sollte, dass nämlich die Phasenverschiebung 
EMI21.1
 über der Übertragungsstrecke a = s(1-v/c) im mit der Geschwindigkeit v bewegten Inertialsystem wegen der aufgrund des Doppler-Effektes verkürzten Wellenlänge  lambda  = cTo(1-v/c) =  lambda o(1-v/c) der elektromagnetischen Welle auf der Übertragungsstrecke gleich 
EMI21.2
  und somit also bei gleicher Laufstrecke s der Wellen vom Sender S zum Empfänger E unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v von Sender und Empfänger gleich der Phasenverschiebung 
EMI21.3
 
 bei v = 0 ist und dass demzufolge die Bewegungsgeschwindigkeit v eines bewegten Inertialsystems in einem ruhenden System mittels Phasenverschiebung nicht messbar ist,

   während demgegenüber bei vorgegebener Übertragungsstrecke a die Bestimmung von v = c - va = c - a/tL (= c - 4cTo/8To = c - c/2 = c/2 im in Fig. 1i gezeigten Fall) durch Messung der Übertragungszeit tL prinzipiell ohne weiteres möglich ist (sofern eine zur Messung der meist sehr kurzen Übertragungszeiten geeignete technische Apparatur zur Verfügung steht). 



  Dass die Bewegungsgeschwindigkeit eines bewegten Inertialsystems in einem ruhenden System durch Messung der Übertragungszeit einer elektromagnetischen Welle von einem in dem bewegten Inertialsystem fest stationierten Sender zu einem in dem bewegten  Inertialsystem ebenfalls fest stationiertem Empfänger bestimmbar sein muss, zeigen besonders deutlich die Fig. 2a bis 2e, in denen die gleiche Entwicklung der Übertragung einer elektromagnetischen Welle im mit v = c/2 bewegten Inertialsystem wie in den Fig. 1a bis 1i in Form der sich unter Berücksichtigung des Doppler-Effekts ergebenden Ausbreitung der vom Sender S abgestrahlten Wellen um den Sender S dargestellt ist, jedoch hier nicht mehr in Zeitabständen von je einer Schwingungsdauer To des Senders S wie in den Fig.

   1a bis 1i, sondern nur in Zeitabständen von je 4To, dafür aber nicht nur für den Zeitraum von 0 bis 8To, bis zum Eintreffen der Wellenfront beim Empfänger E wie in den Fig. 1a bis 1i, sondern für den doppelten Zeitraum von 0 bis 16 To, bis zum Eintreffen sämtlicher zum Zeitpunkt des Eintreffens der Wellenfront beim Empfänger E auf der Übertragungsstrecke befindlicher Wellen beim Empfänger E.

   Das gestrichelte Rechteck in den Fig. 2a bis 2e symbolisiert dabei das mit der Bewegungsgeschwindigkeit v = c/2 bewegte Inertialsystem mit dem darin fest stationierten, die Sinusschwingung A . sin omega o(t-to) erzeugenden Sender S und dem im Abstand a = 4cTo vor dem Sender S im bewegten Inertialsystem fest stationierten Empfänger E sowie einem im Abstand 3a = 12 cTo hinter dem Sender S im bewegten Inertialsystem fest stationierten zusätzlichen Empfänger E*, und zwar jeweils in den Positionen des bewegten Inertialsystems zu den neben den Fig. 2a bis 2e angegebenen Zeitpunkten (t-to) = 0To, 4To, 8To, 12To und 16To, und die einzelnen Kreise in diesen Figuren stellen die geometrischen Orte der vom Sender S bei Beginn der Übertragung zum Zeitpunkt t-to = 0To in der in Fig.

   2a gezeigten Position abgestrahlten Wellenfront (durchgezogene Kreise), des vom Sender S zum Zeitpunkt t-to = 4To in der in Fig. 2b gezeigten Position abgestrahlten Nulldurchgangs zwischen der vierten und fünften Welle (gestrichelte Kreise), des vom Sender S zum Zeitpunkt t-to = 8To in der in Fig. 2c gezeigten Position abgestrahlten Nulldurchgangs zwischen der achten und neunten Welle (strichpunktierte Kreise) und des vom Sender S zum Zeitpunkt t-to = 12To in der in Fig. 2d gezeigten Position abgestrahlten Nulldurchgangs zwischen der zwölften und dreizehnten Welle (punktierter Kreis) jeweils zu den neben den Figuren angegebenen Zeitpunkten dar. 



  An der die Entwicklung der Übertragung zum Zeitpunkt des Eintreffens der Wellenfront beim Empfänger E darstellenden Fig. 2c erkennt man nun sofort, dass die (vom durchgezogenen Kreis dargestellte) Wellenfront aufgrund des Doppler-Effektes zum gleichen Zeitpunkt t-to = 8To bei dem dreimal so weit wie der Empfänger E vom Sender S entfernten zusätzlichen Empfänger E* eintrifft und demzufolge bereits zum Zeitpunkt t-to = 8To/3 bei dem zusätzlichen Empfänger eintreffen würde, wenn dieser nicht im Abstand 3a, sondern im gleichen Abstand a vom Sender S wie der Empfänger E angeordnet wäre, und dass demgemäss zwischen dem Eintreffen der Wellenfront bei dem im Abstand a vor dem Sender S angeordneten Empfänger E und einem im gleichen Abstand a hinter dem Sender S angeordneten zusätzlichen Empfänger eine Zeitdifferenz  DELTA t - 8To- 8To/3 = 16To/3 auftritt,

   aus der sich die Bewegungsgeschwindigkeit v des den Sender und die beiden Empfänger tragenden bewegten Inertialsystems nach der im folgenden im Zusammenhang mit Fig. 5 noch im einzelnen auf der Basis der Galilei-Transformation abgeleiteten Beziehung 
EMI23.1
 ohne weiteres bestimmen lässt (im vorliegenden Fall mit  DELTA t = 16To/3 und a = 4cTo zu 
EMI23.2
 



  Wollte man das Auftreten einer solchen Zeitdifferenz bestreiten und behaupten, dass auch bei einem bewegten Sender die Wellenfront einer vom Sender abgestrahlten elektromagnetischen Welle zum gleichen Zeitpunkt bei zwei im gleichen Abstand vor und hinter dem Sender angeordneten, mit dem Sender mitbewegten Empfängern eintreffen würde, dann müsste man im Prinzip die Behauptung aufstellen, dass es bei von einem bewegten Sender abgestrahlten elektromagnetischen Wellen keinen Doppler-Effekt gäbe, sondern sich die vom Sender mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen abgestrahlten elektromagnetischen Wellen in Form von konzentrischen Kugelmänteln mit dem Sender als Zentrum um den Sender ausbreiten würden und die konzentrischen Kugelmäntel von dem bewegten Sender mitgenommen würden, und eine solche Behauptung wäre gleichbedeutend mit der Behauptung,

   dass sich die vom Sender in seiner Bewegungsrichtung ab gestrahlten elektromagnetischen Wellen mit einer der Summe von Lichtgeschwindigkeit c und Bewegungsgeschwindigkeit v des Senders entsprechenden Geschwindigkeit (c+v) fortpflanzen würden, einer Behauptung, die sich schon wegen der sich nach der Maxwellschen Feldtheorie zwingend ergebenden Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit 
EMI24.1
 von vornherein verbietet. Das Auftreten der genannten Zeitdifferenz  DELTA t und die damit gegebene Möglichkeit der Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit v ist somit nicht nur ohne weiteres aus der Fig. 2c erkennbar, sondern auch unbestreitbar. 



  Die Darstellung der Übertragung elektromagnetischer Wellen in Form einer Folge von Doppler-Diagrammen wie in den Fig. 2a bis 2e zeigt aber noch etwas anderes Wesentliches: Während nämlich die übliche Darstellung des Doppler-Effektes in Form von nur einem ähnlich wie die Fig. 2e aussehenden Diagramm beim Betrachter häufig den Eindruck erweckt, als ob die den Sender umgebenden, als Kreise dargestellten Wellen von dem sich bewegenden Sender mitgenommen würden, und ein solcher (aus den zuvor genannten Gründen im Widerspruch zur Maxwellschen Feldtheorie stehender und daher unzutreffender) Eindruck auch noch von den Fig. 2a bis 2e vermittelt würde, wenn in diesen Figuren alle Kreise durchgezogen wären, macht die in den Fig.

   2a bis 2e gezeigte Darstellung der Doppler-Diagramme in Form von punktierten, strichpunktierten, gestrichelten und durchgezogenen (besser noch verschiedenfarbigen) Kreisen unmittelbar deutlich, dass sich jede Welle um den Ort ihres Ursprungs kreisförmig (oder richtiger gesagt kugelmantelförmig) mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen fortpflanzt (was bei der Betrachtung von z.B.

   allen durchgezogenen Kreisen oder allen gestrichelten Kreisen in der Figurenfolge von oben nach unten direkt ersichtlich ist) und dass die Phasenverschiebung, die im Empfänger E bzw E* beim Empfang der auf der Übertragungsstrecke befindlichen Wellen vom Eintreffen des Beginnes der ersten Welle (Wellenfront) bis zum Eintreffen des Endes der letzten Welle auftritt, erstens aus den Doppler-Diagrammen direkt ablesbar ist und zweitens unabhängig von v genau  dem Abstand zwischen Sender S und Empfänger E bzw. E* entspricht. Denn da sich die Wellen mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen fortpflanzen, entspricht der Abstand zwischen dem Empfänger E bzw.

  E* und der Wellenfront (durchgezogener Kreis) zu dem (in Fig. 2e dargestellten) Zeitpunkt des Eintreffens des genannten Endes der letzten Welle beim Empfänger der mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen multiplizierten Zeitdifferenz zwischen dem Eintreffen des Beginnes der ersten und des Endes der letzten Welle beim Empfänger (in Fig. 2e beim Empfänger E also Abstand 4cTo und somit Zeitdifferenz 4To und beim Empfänger E* Abstand 12cTo und somit Zeitdifferenz 12To), und da bei im gleichen Inertialsystem (gestricheltes Rechteck) wie der Sender S fest stationiertem Empfänger E bzw. E* der auf der Übertragungsstrecke auftretende Doppler-Effekt wie eingangs schon erwähnt beim Empfang der übertragenen Wellen im Empfänger vollständig wieder aufgehoben wird und die von den empfangenen Wellen verursachte Schwingung im Empfänger E bzw.

   E* daher die gleiche Frequenz fo und Schwingungsdauer To = 1/fo wie die vom Sender erzeugte Schwingung hat, entspricht die im Empfänger E bzw. E* während der genannten Zeitdifferenz auftretende Phasenverschiebung dem mit 2 multiplizierten Verhältnis dieser Zeitdifferenz zur Schwingungsdauer To (in Fig. 2e beim Empfänger E also Zeitdifferenz 4To und somit Phasenverschiebung 2 . 4To:To = 4 . 2 und beim Empfänger E* Zeitdifferenz 12To und somit Phasenverschiebung 2 . 12To:To = 12 . 2), oder kurz gesagt ist in Fig. 2e der Abstand zwischen Empfänger und Wellenfront beim Empfänger E gleich 4cTo = 4 lambda o 0 4 . 2 und beim Empfänger E* gleich 12cTo = 12 lambda o = 12 . 2 und entspricht damit wie aus den Fig. 2a und 2c ersichtlich genau dem Abstand a = 4cTo zwischen Sender S und Empfänger E bzw. dem Abstand 3a = 12cTo zwischen Sender S und Empfänger E*, so dass also die im Empfänger E bzw.

  E* auftretende Phasenverschiebung erstens direkt aus dem Doppler-Diagramm in Fig. 2e ablesbar ist und zweitens unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger E und E* tragenden bewegten Inertialsystems genau dem Abstand zwischen Sender S und Empfänger E bzw. E* entspricht. 



  Die Darstellung der Übertragung elektromagnetischer Wellen in Form einer Folge von Doppler-Diagrammen in den Fig. 2a bis 2e zeigt daher sozusagen auf den ersten Blick die Lösung des mit dem unerwarteten Ergebnis des Michelsonversuchs aufgetretenen Problems: Bei Messung der Länge einer in einem bewegten Inertialsystem befindlichen Übertragungsstrecke mittels Phasenverschiebung entspricht das Messergebnis unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Inertialsystems genau der Länge der Übertragungsstrecke und ist daher genau gleich dem Messergebnis, das sich bei v = 0 ergeben würde, so dass die beim Michelsonversuch versuchte Feststellung einer die Bestimmung von v ermöglichenden Wegdifferenz zwischen zwei im bewegten Inertialsystem gleichlangen, auf verschiedenen Wegen verlaufenden Übertragungsstrecken bzw.

   einer der Wegdifferenz entsprechenden Phasenverschiebung zwischen den beiden auf diesen verschiedenen Wegen vom Sender zum Empfänger gelangenden und dort interferierenden Lichtstrahlen zu dem Ergebnis einer Wegdifferenz Null und damit einer Phasenverschiebung Null zwischen den interferierenden Lichtstrahlen führen musste, dem nach der den Doppler-Effekt nicht berücksichtigenden Berechnung des Michelsonversuchs die Bewegungsgeschwindigkeit v = 0 des Inertialsystems zuzuordnen war. 



  Im Prinzip ist damit bereits erwiesen, dass das Ergebnis des Michelsonversuchs schon zum Zeitpunkt der ersten Versuchsdurchführung im Jahre 1881 bei Berücksichtigung des schon 30 Jahre vorher von Doppler selbst nachgewiesenen Doppler-Effektes bei Licht (bzw. gemäss der um 1870 veröffentlichten Maxwellschen Feldtheorie bei elektromagnetischen Wellen) ohne weiteres voraussehbar gewesen wäre und daher die 1892 erfolgte Einführung der Lorentz-Transformation zur Erklärung des Ergebnisses des Michelsonversuchs überflüssig war. 



  Um aber in dieser Hinsicht jeden Zweifel an der Voraussehbarkeit des Ergebnisses des Michelsonversuchs auszuräumen und auch dem eventuellen Einwand von vornherein zu begegnen, dass die Fig. 2a bis 2e ja keinen allgemeingültigen Beweis darstellen, sondern nur ein einzelnes Beispiel mit zudem zwei im Winkel von 180 DEG  zueinander stehenden verschieden langen Über tragungsstrecken zeigen würden, während im Unterschied dazu beim Michelsonversuch die beiden Übertragungsstrecken im Winkel von 90 DEG  zueinander stehen und gleich lang sind, sei hier allgemein für beliebige Bewegungsgeschwindigkeiten v des Inertialsystems und einen beliebigen Winkel  alpha  zwischen der Übertragungsstrecke vom Sender zum Empfänger und der Bewegungsrichtung des Sender und Empfänger tragenden bewegten Inertialsystems nachgewiesen,

   dass die Phasenverschiebung der im Empfänger von den empfangenen Wellen verursachten Schwingung unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Inertialsystems und unabhängig vom Winkel  alpha  zwischen Übertragungsstrecke und Bewegungsrichtung des Inertialsystems genau der Länge der Übertragungsstrecke im bewegten Inertialsystem und damit genau dem Abstand a zwischen Sender und Empfänger entspricht und dass demgemäss beim Michelsonversuch die durch die Drehung der Versuchsanordnung um 90 DEG  bei jeder der beiden im Winkel von 90 DEG  zueinander stehenden gleich langen Übertragungsstrecken bewirkte Änderung des Winkels  alpha  zwischen Übertragungsstrecke und Bewegungsrichtung des Inertialsystems keine Änderung der Phasenverschiebungen der über die beiden Übertragungsstrecken zum Empfänger gelangenden Lichtstrahlen im Empfängerbild und somit auch keine Änderung der Differenz dieser 

   Phasenverschiebungen zur Folge haben konnte und daher die mit der Drehung der Versuchsanordnung erwartete Verschiebung der Interferenzstreifen im Empfängerbild ausbleiben musste. 



  Zur Bestimmung der Phasenverschiebung der von den empfangenen Wellen im Empfänger verursachten Schwingung sind zunächst Frequenz f und Wellenlänge  lambda  der vom Sender auf die Übertragungsstrecke zum Empfänger abgestrahlten Welle bei einem Winkel  alpha zwischen der Übertragungsstrecke und der Bewegungsrichtung des Sender und Empfänger tragenden, mit der Bewegungsgeschwindigkeit v bewegten Inertialsystems zu bestimmen. Der Sender möge eine Schwingung A . sin omega o(t-to) mit der Schwingungsdauer To, der Frequenz fo = 1/To bzw. der Kreisfrequenz  omega o = 2fo und der Phasenlage @o = - omega oto zum Zeitpunkt t = 0 erzeugen und sich zum Zeitpunkt t = to bzw. t-to = 0 am Punkt Po in Fig. 3 befinden und zu diesem Zeitpunkt mit der Abstrahlung einer elektromagne tischen Welle beginnen.

  Dann ist der geometrische Ort der vom Sender zum Zeitpunkt t = to bzw. t-to = 0 vom Ortspunkt Po abgestrahlten Wellenfront der elektromagnetischen Welle nach Ablauf einer Schwingungsdauer To zum Zeitpunkt t = to + To bzw. t-to = To der in Fig. 3 dargestellte Kreis (bzw. richtiger der im Schnitt dargestellte Kugelmantel) um den Punkt Po mit dem sich aus der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c der Wellenfront und der Zeitdauer To seit der Abstrahlung vom Punkt Po ergebenden Radius cTo = c/fo =  lambda o von einer Wellenlänge  lambda o der vom Sender erzeugten Schwingung. Während des Zeitraumes von t-to = 0 bis t-to = To hat sich der Sender wie in Fig. 3 ersichtlich vom Punkt Po aus in Bewegungsrichtung des ihn tragenden Inertialsystems um die Strecke vTo vorwärts bewegt und dabei eine volle Welle abgestrahlt.

   Die Wellenlänge  lambda  der abgestrahlten vollen Welle in Richtung der im Winkel  alpha  zur Bewegungsrichtung stehenden Übertragungsstrecke muss dabei gleich der Wegstrecke sein, die die Wellenfront in der Zeit von t-to = 0 bis t-to = To vom Sender aus im bewegten Inertialsystem längs der Übertragungsstrecke zurückgelegt hat, und diese zurückgelegte Wegstrecke ist gleich dem Abstand zwischen der Position des Senders zum Zeitpunkt t-to = To und dem Schnittpunkt P1 der vom Sender ausgehenden Übertragungsstrecke mit dem den geometrischen Ort der Wellenfront zu diesem Zeitpunkt darstellenden Kreis in Fig. 3 (bzw. richtiger dem Durchstosspunkt P1 der Übertragungsstrecke durch den den geometrischen Ort der Wellenfront zu diesem Zeitpunkt bildenden, in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Kugelmantel).

  Mithin ergibt sich aus Fig. 3 für die Wellenlänge  lambda  der vom Sender auf die Übertragungsstrecke zum Empfänger abgestrahlten Wellen in Abhängigkeit vom Winkel  alpha  zwischen der Übertragungsstrecke und der Bewegungsrichtung des Senders bzw. des diesen tragenden Inertialsystems 
EMI28.1
 



  und für die sich damit ergebende Frequenz f der elektromagneti schen Wellen auf der Übertragungsstrecke 
EMI29.1
 



  Die Überprüfung dieser für  lambda  und f in Abhängigkeit von 
EMI29.2
  und  alpha  geltenden Formeln für einen Winkel  alpha  = 0 zwischen der Übertragungsstrecke und der Bewegungsrichtung des Senders ergibt 
EMI29.3
 
 



  Übereinstimmung mit den schon eingangs auf anderem Wege für Wellenlänge  lambda  und Frequenz f der vom Sender in Bewegungsrichtung abgestrahlten Welle abgeleiteten Beziehungen
 
EMI29.4
 und stellt damit die Richtigkeit der obigen allgemeinen Formeln für  lambda  und f in Abhängigkeit von 
EMI29.5
  und  alpha  unter Beweis. 



  Mit diesen Formeln für die Wellenlänge  lambda  und die Frequenz f der von einem eine elektromagnetische Schwingung mit der Schwingungsdauer To, der Frequenz fo = 1/To und der Wellenlänge  lambda o = c/fo = cTo erzeugenden, mit der Geschwindigkeit v bewegten Sender auf eine vom Sender ausgehende, im Winkel  alpha  zur Bewegungsrichtung des Senders stehende, mit dem Sender mitbewegte Übertragungsstrecke abgestrahlten elektromagnetischen Wellen lässt sich nun eine Übertragung innerhalb eines bewegten Inertialsystems von einem in dem Inertialsystem fest stationierten Sender über die Übertragungsstrecke zu einem in dem Inertialsystem fest stationierten Empfänger in ihren einzelnen Phasen mathematisch wie folgt darstellen: 



  Vom  Sender  erzeugte  elektromagnetische  Schwingung:  (mit  @o = - omega oto) F(t) = Asin( omega ot + @o) = Asin omega o(t-to) = Asin2fo(t-to) 



  Vom Sender auf die Übertragungsstrecke abgestrahlte elektromagnetische Welle mit infolge des Doppler-Effektes bei der Abstrahlung um den Faktor 
EMI29.6
  von fo auf f geänderter Frequenz am Ort des Senders 
EMI29.7
 



  Vom Sender auf die Übertragungsstrecke abgestrahlte elektromagnetische Welle nach Durchlaufen der Übertragungsstrecke mit einer der Länge a der Übertragungsstrecke entsprechenden Phasenverschiebung 
EMI30.1
  am Ort des am Ende der Übertragungsstrecke im Abstand a vom Sender stationierten Empfängers 
EMI30.2
 



  Im Empfänger von der empfangenen elektromagnetischen Welle verursachte elektromagnetische Schwingung mit infolge der Aufhebung des Doppler-Effektes beim Empfang um den Faktor
 
EMI30.3
 von f auf fo geänderter Frequenz 
 
EMI30.4
 



  Für die Phasenverschiebung  DELTA @e der im Empfänger von den empfangenen Wellen verursachten Schwingung 
EMI30.5
 gegenüber der vom Sender erzeugten Schwingung Asin2fo(t-to) ergibt sich somit 
EMI30.6
 



  und diese Phasenverschiebung ist wie ersichtlich unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger tragenden Inertialsystems und unabhängig vom Winkel  alpha zwischen der Übertragungsstrecke vom Sender zum Empfänger und der Bewegungsrichtung des Inertialsystems genau gleich der Phasenverschiebung 
EMI30.7
  die sich bei v = 0 mit der Wellenlänge  lambda o über der Übertragungsstrecke a ergeben würde, und entspricht damit genau dem Abstand a zwischen Sender und Empfänger, und damit ist der  allgemeingültige Nachweis erbracht, dass bei Berücksichtigung des Doppler-Effektes von vornherein voraussehbar gewesen wäre, dass die beim Michelsonversuch vorgenommene Drehung der Versuchsanordnung um 90 DEG  nicht zu der erwarteten Verschiebung der Interferenzstreifen im Empfängerbild führen konnte. 



  Wendet man diesen allgemeinen Nachweis speziell auf die Versuchsanordnung beim Michelsonversuch (oder genauer auf die in der Literatur gebräuchliche Darstellung des prinzipiellen Aufbaus der Michelsonschen Versuchsanordnung) an und bezeichnet dabei in der Versuchsanordnung (entsprechend den gängigen Bezeichnungen in der Literatur) den halbdurchlässigen Spiegel mit G, den Spiegel am Ende der sich in Bewegungsrichtung der Versuchsanordnung (bzw. des die Versuchsanordnung tragenden Inertialsystems) erstreckenden Übertragungsstrecke mit S1 und den Spiegel am Ende der sich rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Versuchsanordnung (bzw. des die Versuchsanordnung tragenden Inertialsystems) erstreckenden Übertragungsstrecke mit S2 und ferner mit
 a = Länge der Übertragungsstrecke in der Versuchsanordnung (d.h.

   im bewegten Inertialsystem)
 
EMI31.1
 = Verhältnis der Bewegungsgeschwindigkeit v der Versuchsanordnung (bzw. des die Versuchsanordnung tragenden Inertialsystems) zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen
  alpha  = Winkel zwischen Übertragungsstrecke und Bewegungsrichtung der Versuchsanordnung
 fo = Frequenz der Schwingung im Sender
 f = Frequenz der Wellen auf der Übertragungsstrecke
 fe = Frequenz der im Empfänger von den empfangenen Wellen verursachten Schwingung
  lambda o = 
EMI31.2
 Wellenlänge (oder richtiger mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen multiplzierte Schwingungsdauer) der Schwingung im Sender
  lambda  = Wellenlänge der Wellen auf der Übertragungsstrecke
  lambda e = Wellenlänge (oder richtiger mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen multiplizierte Schwingungsdauer) der im Empfänger von den 

   empfangenen Wellen verursachten Schwingung 
  DELTA @ = Phasenverschiebung über der Übertragungsstrecke
  DELTA @e = Phasenverschiebung der im Empfänger verursachten Schwingung gegenüber der Schwingung im Sender
 s = von Michelson berechnete Laufstrecke der Wellen vom Sender zum Empfänger
 so ergeben sich aus der obigen allgemeinen Darstellung der verschiedenen Phasen einer Übertragung von einem festen Sender zu einem festen Empfänger in ein und demselben bewegten Inertialsystem folgende Frequenzen, Wellenlängen und Phasenverschiebungen auf den einzelnen Übertragungsstrecken der Michelsonschen Versuchsanordnung:

   


 1. Übertragungsstrecke 1 von G nach S1, Sender G, Empfänger S1 
 
EMI32.1
 


 2. Übertragungsstrecke 2 von S1 nach G, Sender S1, Empfänger G 
 
EMI32.2
 


 3. Übertragungsstrecke 3 von G nach S2, Sender G, Empfänger S2 
 
EMI33.1
 


 4. Übertragungsstrecke 4 von S2 nach G, Sender S2, Empfänger G 
 
EMI33.2
 



  Die obige Aufstellung der Frequenzen, Wellenlängen und Phasenverschiebungen auf den einzelnen Übertragungsstrecken der Michelsonschen Versuchsanordnung zeigt, dass auch bei Berücksichtigung des Doppler-Effektes die Phasenverschiebungen über den reinen  Übertragungsstrecken mit
 
EMI33.3
 genau den von Michelson berechneten Laufstrecken der Wellen
 
EMI33.4
  auf diesen Übertragungsstrecken entsprechen.

  Dies muss natürlich auch so sein, weil die Wel len sich zwischen Sender und Empfänger mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen fortpflanzen und die Laufstrecke der Wellen vom Sender zum Empfänger (abgesehen von ihrer Abhängigkeit vom Abstand a des Empfängers vom Sender und von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger tragenden Inertialsystems sowie vom Winkel  alpha  zwischen der Bewegungsrichtung des Inertialsystems und der Übertragungsstrecke vom Sender zum Empfänger) somit nur von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen, nicht aber von der Frequenz der Wellen abhängt und daher auch die Änderung der Frequenz der Wellen infolge des Doppler-Effektes auf die Laufstrecke der Wellen keinen Einfluss haben kann.

  Der Fehler in der Berechnung des Michelsonversuchs lag also nicht in den von Michelson berechneten Laufstrecken, sondern vielmehr darin, dass bei der Berechnung der Wegdifferenz  DELTA s = (s1+s2)-(s3+s4) zwischen den Laufstrecken (s1+s2) vom halbdurchlässigen Spiegel G zum Spiegel S1 und zurück und den Laufstrecken (s3+s4) vom halbdurchlässigen Spiegel G zum Spiegel S2 und zurück nur die reinen Laufstrecken berücksichtigt worden sind, und zwar unter der impliziten Voraussetzung, dass sich die Spiegel S1 und S2 bei der Reflexion nicht bewegen und die Reflexion somit zeitlos vor sich geht, und diese Voraussetzung ist unzutreffend.

  Denn eine Reflexion ist ein physikalischer Vorgang in den drei Phasen "Empfang der ankommenden Welle durch ein empfangsfähiges (Empfangsantenne), schwingungsfähiges (Schwingkreis) und strahlungsfähiges (Sendeantenne) Gebilde", "Schwingen des Gebildes" und "Abstrahlung einer abgehenden Welle von dem Gebilde", und ein solcher Vorgang mit zweimaliger Energieumwandlung von Wellenenergie in Schwingungsenergie und wieder in Wellenenergie kann selbstverständlich nicht zeitlos vor sich gehen. Ein anschauliches Beispiel dafür liefert eine sonnenbestrahlte rote Fläche, denn dort muss aus dem alle Farben enthaltenden Sonnenlicht die allein reflektierte Farbe Rot ausgefiltert werden, und das Passieren eines Filters geht natürlich nicht zeitlos vor sich, sondern erfordert bekanntlich eine endliche Laufzeit.

  Da aber die Tatsache, dass eine Reflexion nicht zeitlos vor sich gehen kann, auch schon unmittelbar aus dem Huygensschen  Prinzip folgt, ist nicht anzunehmen, dass man bei der Berechnung des Michelsonversuchs von absolut zeitlosen Reflexionen an den Spiegeln S1 und S2 ausgegangen ist, sondern vielmehr vorausgesetzt hat, dass die Reflexionszeiten vernachlässigbar gering seien und man die Reflexionen an den Spiegeln S1 und S2 daher als zeitlos betrachten könne.

  Die Zulässigkeit einer solchen Voraussetzung erscheint allerdings - jedenfalls bei den Werten, von denen man seinerzeit bei der Berechnung des Michelsonversuchs ausgegangen ist, also einer der Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne entsprechenden Geschwindigkeit v = 30 km/s bzw. v/c = 10<-><4>, einem Abstand a der Spiegel S1 und S2 vom halbdurchlässigen Spiegel G von a = 11 m und einer Wellenlänge  lambda o des benutzten Lichtes von  lambda o = 0,59  mu m - äusserst zweifelhaft, denn die mit diesen Werten zu erwartende Wegdifferenz 
EMI35.1
 



  beträgt nur 18,65% der Wellenlänge  lambda o und entspricht daher nur einer Zeitdifferenz von 
EMI35.2
 



  gegenüber der vernachlässigbare Reflexionszeiten in dem physikalisch nicht mehr realisierbaren Bereich von weniger als 10<-><1><7>s liegen müssten. Man kann daher wohl davon ausgehen, dass bei der Berechnung des Michelsonversuchs vernachlässigbare Reflexionszeiten sozusagen als selbstverständlich vorausgesetzt worden sind und der durch diese unzutreffende Voraussetzung verursachte Fehler in der Berechnung (der im Prinzip darauf beruht, dass sich bei nicht mehr vernachlässigbaren Reflexionszeiten die Position des Spiegels S1 während der Reflexion verändert) nicht erkannt worden ist. 



  Ein solcher Fehler kann bei einer Berechnung des Michelsonversuchs unter Berücksichtigung des Doppler-Effektes nicht vorkommen, weil dabei jede der Übertragungen auf den vier Übertragungsstrecken G-S1, S1-G, G-S2 und S2-G jeweils mit Auftreten des Doppler-Effektes bei der Wellenabstrahlung und Aufhebung des sendeseitig aufgetretenen Doppler-Effektes beim Wellenempfang gesondert zu betrachten ist und mit einer die Teilvorgänge  "Schwingen des Senders, Wellenabstrahlung, Wellenübertragung, Wellenempfang und Schwingen des Empfängers" umfassenden vollständigen Übertragung die durch die Übertragung bewirkte, der Länge a der Übertragungsstrecke entsprechende Phasenverschiebung
 
EMI36.1
  der Empfängerschwingung gegen die Senderschwingung bereits festgelegt ist, so dass es keine Rolle spielt,

   wie lange ein Reflexionsvorgang vom Beginn des Wellenempfangs bei der Hinübertragung bis zum Beginn der Wellenabstrahlung bei der Rückübertragung dauert bzw. zu welchem Zeitpunkt die ihrerseits eine weitere Phasenverschiebung 
EMI36.2
 bewirkende Rückübertragung beginnt. Bei einer Berechnung des Michelsonversuchs unter Berücksichtigung des Doppler-Effektes hat also die Dauer der Reflexionszeit auf die Gesamtphasenverschiebung 
EMI36.3
  bei Hin- und Rückübertragung keinen Einfluss, vorausgesetzt, dass die Reflexionszeit nicht wie bei der ursprünglichen Berechnung des Michelsonversuchs entgegen ihrem Charakter einer Laufzeit willkürlich gleich Null gesetzt wird, denn eine Reflexionszeit Null würde ja ein Verharren des Spiegels in der gleichen Position während der Reflexion bedeuten,

   während die Aufhebung des Doppler-Effektes beim Wellenempfang (Multiplikation der Schwingungsdauer mit 
EMI36.4
  und das Auftreten des Doppler-Effektes bei der Wellenabstrahlung (Multiplikation der Schwingungsdauer mit
 
EMI36.5
 wie schon eingangs erläutert gerade auf der Veränderung der Position des Empfängers bzw. Senders bzw. des (Empfänger, Schwinger und Sender bildenden) Spiegels während des Empfanges bzw. der Abstrahlung einer Welle beruhen (nur eine endliche Zeit kann sich durch Multiplikation um den Multiplikationsfaktor verändern, die Zeit Null hingegen verändert sich bei einer Multiplikation nicht). Man kann daher auch sagen, dass es der Berücksichtigung des Doppler-Effektes bedurfte, um den Fehler in der ursprünglichen Berechnung des Michelsonversuchs auszumerzen. 



  Im übrigen zeigt die obige Aufstellung der Frequenzen, Wellenlängen und Phasenverschiebungen auf den einzelnen Übertragungsstrecken der Michelsonschen Versuchsanordnung, dass gemäss dem obigen allgemeinen Nachweis die Phasenverschiebung 
EMI36.6
  der Schwingung, die von den über die Übertragungsstrecken 1  und 2 sowie den Spiegel S1 übertragenen Wellen im halbdurchlässigen Spiegel G verursacht wird, mit 
EMI37.1
  genau gleich der Phasenverschiebung 
EMI37.2
  der Schwingung ist, die von den über die Übertragungsstrecken 3 und 4 sowie den Spiegel 2 übertragenen Wellen im halbdurchlässigen Spiegel G verursacht wird, und somit die Phasenverschiebungsdifferenz der beiden Schwingungen 
EMI37.3
  gleich Null ist und sich dieses Ergebnis wegen der Unabhängigkeit von  DELTA @e von  alpha  auch bei einer Drehung der Versuchsanordnung um -90 DEG  auf  alpha 1 = -90 DEG ,

    alpha 2 = +90 DEG   alpha 3 = 0 DEG  und  alpha 4 = -180 DEG  nicht ändert und wegen fehlender Änderung der Phasenverschiebungsdifferenz bei Drehung der Versuchsanordnung um -90 DEG  auch nicht mit einer Verschiebung der Interferenzstreifen im Empfängerbild der Michelsonschen Versuchsanordnung zu rechnen war. Damit ist nunmehr nicht nur allgemein, sondern auch speziell für die Michelsonsche Versuchsanordnung nachgewiesen, dass das Ergebnis des Michelsonversuchs bei Berücksichtigung des Doppler-Effektes von vornherein voraussehbar gewesen wäre. 



  Zusammenfassend ist zu der oben im Rahmen der Erörterung der theoretischen Grundlagen des vorliegenden Messverfahrens aufgeworfenen Frage, ob das Ergebnis des Michelsonversuchs ein stichhaltiger Grund für die Annahme ist, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum nicht messbar sei, folgendes festzustellen: 



  1. Das Ergebnis des Michelsonversuchs war zu erwarten. Es ergibt sich auf der Grundlage der Galilei-Transformation zwangsläufig bei Berücksichtigung des Doppler-Effektes. 



  Dass beim Michelsonversuch ein anderes Ergebnis erwartet worden war, lag an unzulässigen Vernachlässigungen bei der Berechnung des Michelsonversuchs, insbesondere der Vernachlässigung bzw. Nichtberücksichtigung des Doppler-Effektes und der Vernachlässigung der Reflexionszeiten bzw. der unzutreffenden Voraussetzung einer Reflexionszeit Null an den Spiegeln der Michelsonschen Versuchsanordnung. 



  2. Die der speziellen Relativitätstheorie zugrundeliegende Erkenntnis vom "Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit", also die Tatsache, dass die Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Vakuum, bezogen auf irgendein Inertialsystem, unabhängig von der Bewegung dieses Systems ist, steht in Übereinstimmung mit der Maxwellschen Feldtheorie, nach der die Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen im Vakuum 
EMI38.1
  ausschliesslich von den Eigenschaften des Vakuums zur Speicherung und Übertragung elektromagnetischer Energie, also von Dielektrizität und Permeabilität des Vakuums, nicht aber von Bewegungen irgendwelcher Art abhängig ist. 



  Die "Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" hat aus den eingangs genannten Gründen zur Folge, dass jede Bewegung eines Senders elektromagnetischer Wellen zu einem Doppler-Effekt bei den vom Sender abgestrahlten Wellen und jede Bewegung eines Empfängers elektromagnetischer Wellen zu einem "umgekehrten Doppler-Effekt" bei den vom Empfänger empfangenen Wellen führt und der Doppler-Effekt somit nicht nur bei Relativbewegungen zwischen Sender und Empfänger auftritt, sondern auch bei Absolutbewegungen von Sender und mitbewegtem Empfänger zunächst bei der Wellenabstrahlung auftritt und dann beim Wellenempfang wieder aufgehoben wird und der Doppler-Effekt aus diesem Grunde bei der Berechnung des Michelsonversuchs hätte berücksichtigt werden müssen. 



  Unzulässig wäre somit einer Interpretation des "Prinzips der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit" im Sinne einer Gleichsetzung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit derselben in einem bewegten Inertialsystem (Verhältnis der Länge einer Übertragungsstrecke im bewegten Inertialsystem zu der vom Licht zum Durchlaufen derselben benötigten Zeit), weil gleiche Ausbreitungsgeschwindigkeit nach allen Richtungen in einem bewegten Inertialsystem mit festem Sender und Empfänger gleichbedeutend mit dem Nichtauftreten eines sendeseitigen Doppler-Effektes wäre und der empfangsseitige "umgekehrte Doppler-Effekt" dann zu einer von der Schwingungsfrequenz im Sender unterschiedlichen  Schwingungsfrequenz im Empfänger führen müsste, was der Erfahrung widerspricht. 



  3. Aufgrund des Doppler-Effektes ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen in einem bewegten Inertialsystem abhängig von der Richtung der Übertragungsstrecke relativ zur Bewegungsrichtung des Inertialsystems, so dass sich z.B. aus der Differenz zwischen den Ausbreitungsgeschwindigkeiten in Bewegungsrichtung des bewegten Inertialsystems und in entgegengesetzter Richtung die Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Inertialsystems bestimmen lässt. 



  4. Eine Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen in einem bewegten Inertialsystem mittels Phasenverschiebungsmessung wie z.B. beim Michelsonversuch ist wegen des Auftretens des Doppler-Effektes bei der Wellenabstrahlung von einem bewegten Sender und der Wiederaufhebung des Doppler-Effektes beim Wellenempfang eines mit dem Sender mitbewegten Empfängers unmöglich. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit in einem bewegten Inertialsystem lässt sich nur durch Messung der von einer elektromagnetischen Welle zum Durchlaufen einer Übertragungsstrecke in dem bewegten Inertialsystem benötigten Zeit oder der Zeitdifferenz zwischen den beiden zum Durchlaufen von zwei unterschiedlich gerichteten Übertragungsstrecken benötigten Zeiten bestimmen. 



   5. Die Einführung der Lorentz-Transformation zur Erklärung des Ergebnisses des Michelsonversuchs war überflüssig, weil das Ergebnis des Michelsonversuchs auf der Grundlage der Galilei-Transformation erklärbar ist, und zwar wie oben gezeigt mit dem Doppler-Effekt. 



  Überflüssig waren damit auch alle die Lorentz-Transformation theoretisch untermauernden und/oder auf derselben aufbauenden Theorien, und den in diesem Zusammenhang aufgestellten Hypothesen und Schlussfolgerungen wie der Hypothese der "Lorentz-Kontraktion" sowie der Hypothese vom "Nichtvorhandensein eines stofflichen Äthers" und insbesondere auch der Schlussfolgerung einer "grundsätzlichen Unbeobachtbarkeit absoluter Bewegungen" fehlte infolge der Erklärbarkeit des Michelsonversuchs  auf der Grundlage der Galilei-Transformation bzw. wegen der Überflüssigkeit der Einführung der Lorentz-Transformation zur Erklärung des Ergebnisses des Michelsonversuchs die notwendige Basis. 



  6. Der Forderung nach Invarianz physikalischer Theorien gegenüber der Lorentz-Transformation fehlt wegen Überflüssigkeit der Lorentz-Transformation die sachliche Berechtigung. 



  Dazu ist zu bemerken, dass sich auch der sogenannte relativistische Massenzuwachs bei gegen die Lichtgeschwindigkeit c nicht mehr vernachlässigbaren Bewegungsgeschwindigkeiten v auf der Grundlage der Galilei-Transformation aus dem Doppler-Effekt bzw. der mit dem Doppler-Effekt einhergehenden Anisotropie der räumlichen Energieverteilung ergibt und die Lorentz-Transformation daher auch in dieser Hinsicht überflüssig ist. 



  Die Annahme, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum nicht messbar sei, stützt sich aber nicht nur auf das Ergebnis des inzwischen schon über 100 Jahre zurückliegenden Michelsonversuchs, bei dem die gemessene Wegdifferenz Null absolut gesehen nur sehr wenig verschieden war von der bei Drehung der Versuchsanordnung um 90 DEG erwarteten Wegdifferenz
 
EMI40.1
 (= 2 . 0,11  mu m = 0,22  mu m gemäss obiger Ableitung), sondern derzeit in erster Linie auf die praktischen Erfahrungen mit funktechnischen Entfernungsmessern, und dort insbesondere auf die von der Richtung der Messstrecke unabhängige hohe Messgenauigkeit von ca. 10<-><6> bei Einweg-Entfernungsmessern (wie z.B.

  Global Positioning System), bei denen die Länge der Messstrecke durch indirekte Messung der Laufzeit elektromagnetischer Wellen über der Messstrecke und Multiplikation der gemessenen Laufzeit mit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen bestimmt wird. Da nun aber die Laufzeit tL einer elektromagnetischen Welle über einer Übertragungsstrecke von der Länge a in einem mit der Geschwindigkeit v bewegten Inertialsystem bei einem Winkel  alpha  zwischen Übertragungsstrecke und Bewegungsrichtung des Inertialsystems nach der Galilei-Transformation gleich
 
EMI40.2
 und damit das Produkt ctL aus Fortpflanzungsgeschwindigkeit c und Laufzeit tL bei  alpha  = 0 DEG  und 180 DEG gleich 
 
EMI41.1
 ist,

   würde sich mit einer der Umlaufgeschwindigkeit der Sonne um das Galaxenzentrum entsprechenden Geschwindigkeit v = 250 km/s eine maximale Toleranz von 
EMI41.2
 der gemessenen Länge 
EMI41.3
  gegenüber der tatsächlichen Länge a der Übertragungsstrecke bzw. im ungünstigsten Fall eine Messgenauigkeit von nur 0,8 . 10<-3 >ergeben, gegenüber der die tatsächlich erreichte hohe Messgenauigkeit von ca. 10<-><6> praktisch als Messfehler Null zu betrachten ist. 



  Die erreichte hohe Messgenauigkeit schien daher ebenso wie seinerzeit das Ergebnis des Michelsonversuchs nur durch den Ersatz der Galilei-Transformation durch die Lorentz-Transformation erklärbar, mit der sich ja wie oben im Zusammenhang mit dem Michelsonversuch schon erwähnt eine scheinbare Geschwindigkeit v = 0 der absoluten Bewegung der Erde und damit eine von der absoluten Bewegung der Erde und der Richtung der Messstrecke unabhängige Laufzeit 
 
EMI41.4
 bzw. eine mit der tatsächlichen Länge a der Messstrecke genau übereinstimmende gemessene Länge ctL = a ergibt, die aber andererseits natürlich auch eine Bestimmung von v durch Messung der (bei beliebigem v Null betragenden) Differenz der Laufzeiten auf entgegengesetzt gerichteten gleich langen Übertragungsstrecken ausschliessen würde. 



  Zur Erklärung der bei den Einweg-Entfernungsmessern erreichten hohen Messgenauigkeit hätte es aber ebenso wie beim Michelsonversuch der Lorentz-Transformation überhaupt nicht bedurft, weil bei den Einweg-Entfernungsmessern gar nicht die Laufzeit elektromagnetischer Wellen über der Messstrecke, sondern die Phasenverschiebung zwischen einer Modulationsschwingung zur Modulation der Trägerschwingung des Senders und der nach Übertragung über die Messstrecke zum Empfänger und Demodulation im Empfänger gewonnenen demodulierten Empfangsschwingung gemessen wird und oben im Zusammenhang mit dem Michelsonversuch ja schon in allgemeiner Form nachgewiesen worden ist,

   dass sich auf der Grundlage der Galilei-Transformation unter Berücksichtigung des Doppler-Effektes eine Phasenverschiebung der im Empfänger von den empfangenen elektromagnetischen Wellen verursachten Schwin gung gegenüber der vom Sender erzeugten Schwingung ergibt, die unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger tragenden Inertialsystems und unabhängig vom Winkel  alpha  zwischen der Übertragungsstrecke vom Sender zum Empfänger und der Bewegungsrichtung des Inertialsystems genau gleich der sich bei v = 0 ergebenden Phasenverschiebung ist und damit genau dem Abstand a zwischen Sender und Empfänger entspricht und infolgedessen die hohe Messgenauigkeit der Einweg-Entfernungsmesser von vornherein zu erwarten war. 



  Dieser allgemeine Nachweis bezog sich jedoch nur auf unmodulierte Schwingungen, wie sie beim Michelsonversuch verwendet werden, aber mit unmodulierten Schwingungen kann man wie beim Michelsonversuch lediglich unter 2 liegende Differenzen der über zwei verschiedene Übertragungsstrecken auftretenden Phasenverschiebungen messen, während man zur Messung der absoluten Phasenverschiebung über einer Übertragungsstrecke eine modulierte Schwingung mit einer "Wellenlänge" der Modulationsschwingung benötigt, die grösser als die Länge der Übertragungsstrecke ist, weil das Messergebnis bei Phasenverschiebungen von mehr als einer Wellenlänge bzw. von mehr als 2 nicht mehr eindeutig wäre. 



   Es sei daher im folgenden anhand einer gleichartigen Ableitung wie bei dem obigen allgemeinen Nachweis gezeigt, dass für modulierte Schwingungen das gleiche wie für unmodulierte Schwingungen gilt, dass also die Phasenverschiebung der im Empfänger von den empfangenen elektromagnetischen Wellen verursachten Trägerschwingung gegenüber der vom Sender erzeugten Trägerschwingung und auch die Phasenverschiebung der demodulierten Empfangsschwingung gegenüber der senderseitigen Modulationsschwingung unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger tragenden Inertialsystems und unabhängig vom Winkel  alpha  zwischen der Übertragungsstrecke vom Sender zum Empfänger und der Bewegungsrichtung des Inertialsystems genau gleich der sich bei v = 0 ergebenden Phasenverschiebung ist und damit genau dem Abstand a zwischen Sender und Empfänger entspricht: 



  Zur Vereinfachung der Darstellung soll dabei eine amplitudenmodulierte Schwingung betrachtet werden, bei der der anfängliche Nulldurchgang einer sinusförmigen Trägerschwingung FTräg(t) = Asin omega ot zum Zeitpunkt t = 0 mit dem anfänglichen Nulldurchgang einer sinusförmigen Modulationsschwingung
 
EMI43.1
  zusammenfällt und die durch die Modulation der Trägerschwingung mit der Modulationsschwingung entstehende amplitudenmodulierte Schwingung
 
EMI43.2
  sich aus der Überlagerung von drei unmodulierten Schwingungen zusammensetzt, nämlich der Trägerschwingung mit der Frequenz fo, der oberen Seitenbandschwingung mit der Frequenz 
EMI43.3
  und der unteren Seitenbandschwingung mit der Frequenz 
EMI43.4
 Für die Übertragung vom Sender auf den Empfänger kann nun jede dieser drei unmodulierten Schwingungen für sich betrachtet werden,

   und damit ergeben sich auf der Übertragungsstrecke für die Frequenz f der Trägerwelle die Frequenz (f + fm) der oberen Seitenbandwelle und die Frequenz (f - fm) der unteren Seitenbandwelle gemäss den oben im Zusammenhang mit dem Michelsonversuch durchgeführten Ableitungen 
EMI43.5
 



  womit sich die Übertragung der amplitudenmodulierten Schwingung innerhalb eines bewegten Inertialsystems von einem in dem Inertialsystem fest stationierten Sender über die Übertragungsstrecke zu einem in dem Inertialsystem fest stationierten Empfänger in ihren einzelnen Phasen mathematisch wie folgt darstellen lässt: 



  Vom Sender erzeugte elektromagnetische Schwingungen 
EMI43.6
 
EMI44.1
 



  Vom Sender auf die Übertragungsstrecke abgestrahlte elektromagnetische Wellen am Ort des Senders mit infolge des Doppler-Effektes bei der Abstrahlung um den Faktor
 
EMI44.2
 geänderten Frequenzen von der Schwingungsfrequenz fo der Trägerschwingung auf die Frequenz f der Trägerwelle und von der Schwingungsfrequenz 
 
EMI44.3
  der oberen Seitenbandschwingung auf die Frequenz (f + fm) der oberen Seitenbandwelle sowie von der Schwingungsfrequenz 
EMI44.4
  der unteren Seitenbandschwingung auf die Frequenz (f - fm) der unteren Seitenbandwelle 
EMI44.5
 



  Vom Sender auf die Übertragungsstrecke abgestrahlte elektromagnetische Wellen am Ort des am Ende der Übertragungsstrecke im Abstand a vom Sender stationierten Empfängers nach Durchlaufen der Übertragungsstrecke mit den der Länge a der Übertragungsstrecke entsprechenden Phasenverschiebungen der Trägerwelle 
EMI44.6
 
 



  der oberen Seitenbandwelle 
EMI44.7
 
EMI45.1
 und der unteren Seitenbandwelle 
EMI45.2
 
EMI45.3
 



  Im Empfänger von den empfangenen elektromagnetischen Wellen verursachte elektromagnetische Schwingungen mit infolge der Aufhebung des Doppler-Effekts beim Empfang um den Faktor
 
EMI45.4
 geänderten Frequenzen von der Frequenz f der Trägerwelle auf die Schwingungsfrequenz fo der Trägerschwingung und der Frequenz (f + fm) der oberen Seitenbandwelle auf die Schwingungsfrequenz 
EMI45.5
 der oberen Seitenbandschwingung sowie von der Frequenz (f - fm) der unteren Seitenbandwelle auf die Schwingungsfrequenz 
EMI45.6
 der unteren Seitenbandschwingung 
EMI45.7
 
EMI46.1
 



  Für die Phasenverschiebungen 
EMI46.2
 der im Empfänger von den empfangenen Wellen verursachten Trägerschwingung Asin 
EMI46.3
  gegenüber der vom Sender erzeugten Trägerschwingung Asin omega ot sowie der im Empfänger von den empfangenen Wellen verursachten demodulierten Empfangsschwingung 
EMI46.4
 gegenüber der vom Sender erzeugten Modulationsschwingung m . sin omega mot ergibt sich somit 
EMI46.5
 



  und diese Phasenverschiebungen sind wie ersichtlich unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger tragenden Inertialsystems und unabhängig vom Winkel  alpha zwischen der Übertragungsstrecke vom Sender zum Empfänger und der Bewegungsrichtung des Inertialsystems genau gleich den Phasenverschiebungen 
EMI46.6
 
 die sich bei v = 0 mit den Wellenlängen  lambda o und  lambda mo über der Übertragungsstrecke a ergeben würden, und entsprechen damit genau dem Abstand a zwischen Sender und Empfänger. 



  Gemessen wird in funktechnischen Entfernungsmessern von den beiden Phasenverschiebungen
 
EMI47.1
 nur die Phasenverschiebung 
EMI47.2
 der demodulierten Empfangsschwingung gegenüber der senderseitigen Modulationsschwingung, da nur 
EMI47.3
 aufgrund der erwähnten, gegenüber der Länge a der Messstrecke grösseren "Wellenlänge"  lambda mo der Modulationsschwingung ein im Bereich von 0 bis 2 liegendes eindeutiges Messergebnis 
 
EMI47.4
 liefert. Da eine "Wellenlänge" 
 
EMI47.5
  ist - richtiger eine Schwingungsdauer 
EMI47.6
  der Modulationsschwingung) einer Phasenverschiebung von 2 entspricht, entspricht die gemessene Phasenverschiebung 
EMI47.7
 exakt der zu messenden Länge a der Messstrecke.

  Zur Erzielung der erwähnten Messgenauigkeit von 10<-><6> muss allerdings die Phasenverschiebung 
EMI47.8
 auf Winkelsekunden genau gemessen werden können und die Frequenzgenauigkeit der Modulationsfrequenz möglichst besser als 10<-><7> sein, was bei reiner Amplitudenmodulation mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden wäre und daher bei den funktechnischen Einweg-Entfernungsmessern mittels Pulscodemodulation mit einer die "Modulationsfrequenz" darstellenden Wiederholungsfrequenz der Gesamtheit der eine "Modulationsschwingung" darstellenden Codesignale realisiert wird. 



   Da die gemessene Phasenverschiebung 
EMI48.1
 der demodulierten Empfangsschwingung gegenüber der senderseitigen Modulationsschwingung wie oben nachgewiesen unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit v des Sender und Empfänger tragenden Inertialsystems und unabhängig vom Winkel  alpha  zwischen Messstrecke und Bewegungsrichtung des Inertialsystems mit 
 
EMI48.2
 genau gleich der Phasenverschiebung 
EMI48.3
 ist, die sich bei v = 0 ergeben würde, ist auch die gemessene Länge a der Messstrecke mit
 
EMI48.4
 gleich dem Produkt aus der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen und der Laufzeit 
 
EMI48.5
 die sich bei v = 0 ergeben würde, d.h., die allgemein verbreitete Vorstellung,

   dass mit funktechnischen Einweg-Entfernungsmessern indirekt über die Phasenverschiebung 
EMI48/6
d von jeweils 4 Minuten (entsprechend 1 DEG  Erddrehung) durchgeführt werden und die Messwerte der einzelnen Messungen jeweils 6 Stunden gespeichert und dann jeweils mit Messwerten der nach 6 Stunden durchgeführten Messung zur Errechnung von Betrag und Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit der Erde kombiniert werden, so dass man dann 90 Werte für Betrag und Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit der Erde erhält, aus denen Extremwerte ausgeschieden und von den übrigen Werten Mittelwerte gebildet und damit alle Unsicherheiten ausgeschaltet werden können,

   aber bei einer Durchführung der Messungen im Äquatorbereich werden die Gesamtkosten für die Messeinrichtung und die Durchführung der Messungen durch die Anzahl der für die Messeinrichtung erforderlichen Empfänger nur noch relativ gering beeinflusst, so dass der Vorteil einer Beschränkung auf vier Empfänger auch dann wenig Bedeutung hat, wenn eventuelle Nachteile dieser Beschränkung wie die genannten Messunsicherheiten ausgeschaltet werden können. 



  Wenn man sich daher zur Durchführung von Messungen im Äquatorbereich entscheidet, ist es zweckmässiger, anstelle einer solchen Beschränkung auf vier Empfänger eine grössere Anzahl von Empfängern zu verwenden und dadurch eine verbesserte Verfahrensweise zu ermöglichen, die eine direkte Messung von Näherungswerten von Betrag und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung erlaubt und damit gleichzeitig auch eine grössere Messempfindlichkeit mit sich bringt: 



  Im Prinzip beruht diese verbesserte Verfahrensweise darauf, dass man ebenso wie bei der obenerwähnten Variante der Verfahrensweise mit 4 Empfängern alle 4 Minuten bzw. jeweils nach 1 DEG Erddrehung eine Messung durchführt und die Anzahl der Empfänger und damit die Anzahl der Übertragungsstreckenpaare so weit erhöht, dass bei einer dieser Messungen eines der Übertragungsstreckenpaare nahezu die gleiche Richtung wie der Geschwindig keitsvektor der absoluten Erdbewegung hat und damit der Winkel  alpha  so klein wird, dass cos alpha  mit guter Genauigkeit gleich 1 gesetzt werden kann und die beiden oben erwähnten Beziehungen für 
EMI59.1
  somit für die betreffende Messung und das betreffende Übertragungsstreckenpaar folgendermassen lauten: 
EMI59.2
 



  Die bei dieser verbesserten Verfahrensweise erforderliche Anzahl von Empfängern hängt von der Genauigkeit ab, die der aus der direkten Messung resultierende Näherungswert von 
EMI59.3
 haben soll. Verwendet man beispielsweise 24 Empfänger E, die wie in den Fig. 6 und 7 schematisch dargestellt in Äquatornähe in einer zur Erdoberfläche im wesentlichen parallelen Ebene auf einem Kreis mit dem Radius R um den Sender S gleichmässig verteilt sind, dann beträgt der Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Empfängern 360 DEG /24 = 15 DEG  und somit die maximal mögliche Richtungsabweichung zwischen der Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung und der Richtung des genannten Übertragungsstreckenpaares, das bei der genannten einen Messung nahezu die gleiche Richtung wie der Geschwindigkeitsvektor der absoluten Erdbewegung hat,

   die Hälfte 7,5 DEG  dieses Winkelabstandes 15 DEG , so dass  alpha  maximal 7,5 DEG  und damit cos alpha  minimal 0,9914 wird und der maximale Messfehler 
 
EMI59.4
 0,008634 = 0,8634% somit bei 24 Empfängern unter 1% liegt. Entsprechend würde sich bei 16 Empfängern ein maximaler Messfehler unter 2%, bei 10 Empfängern ein maximaler Messfehler unter 5% und bei 8 Empfängern ein maximaler Messfehler unter 10% ergeben. 



  Bei dem in den Fig. 6 und 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Messverfahrens in der genannten verbesserten Verfahrensweise sind 24 Empfänger E vorgesehen, die in der zur Oberfläche 1 der Erde 2 im wesentlichen parallelen Ebene 3 auf einem Kreis mit dem Radius R um den Sender S im Winkelabstand von 15 DEG  gleichmässig verteilt sind. Der Sender S ist in einer Höhe h über dem Äquator der Erde 2 angeordnet und liegt in der gleichen Ebene 3 wie die Empfänger E, von der die Erdachse 4 über ihre gesamte  Länge einen der Summe der Senderhöhe h und des halben Erddurchmessers D/2 entsprechenden gleichbleibenden Abstand (h + D/2) hat.

  Der Sender S strahlt innerhalb von 12 Stunden vorzugsweise während der Nacht alle 4 Minuten bzw. jeweils nach 1 DEG Erddrehung in alle Richtungen der Ebene 3 gleichzeitig über eine verhältnismässig kurze, in der Regel wesentlich unter einer Sekunde liegende Zeitdauer eine elektromagnetische Welle in Form eines Lichtimpulses aus. Von jedem der kreisförmig um den Sender S verteilten 24 Empfänger E wird jeweils die genaue Ankunftszeit der von dem Sender S abgestrahlten elektromagnetischen Welle bzw. des Lichtimpulses festgestellt und registriert, und zwar möglichst auf 0,1 ns, auf jeden Fall aber auf wesentlich weniger als 1 ns genau.

  Die registrierten Ankunftszeiten werden dann jeweils in der Pause zwischen zwei von dem Sender abgestrahlten Lichtimpulsen an eine Steuer- und Auswertungszentrale weitergeleitet, wo für jedes Paar von im Winkelabstand von 180 DEG  diagonal einander gegenüberliegenden Empfängern E die Zeitdifferenz  DELTA t der registrierten Ankunftszeiten der Wellenfront gebildet und gespeichert wird.

  Aus der betragsmässig grössten von sämtlichen Zeitdifferenzen  DELTA t, die aus den während der 12 Stunden festgestellten Ankunftszeiten gebildet werden, sowie dem dem Radius R entsprechenden Abstand a zwischen Sender S und Empfängern E kann dann der skalare Betrag des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum bzw. dessen Verhältnis 
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 zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen mit einer Genauigkeit von 1% aus der oben für 
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  abgeleiteten Beziehung zu 
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   bestimmt werden. Die Richtung dieses Geschwindigkeitsvektors entspricht annähernd der Richtung, in die zur Zeit der Feststellung der beiden Ankunftszeiten mit der genannten grössten Zeitdifferenz  DELTA t ein Vektor vom Sender S zu dem Empfänger E mit der grösseren der beiden Ankunftszeiten weist. Eine genauere Richtungsbestimmung kann mit Hilfe der obengenannten Beziehung 
 
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 bzw. im vorliegenden Fall mit a = R mit  Hilfe der Beziehung 
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 aus den übrigen gespeicherten Zeitdifferenzen  DELTA t sowie den sich aus den zugeordneten Sendezeiten und der Lage der zugeordneten Empfängerpaare ergebenden Raumrichtungen vorgenommen werden. Ebenso ist auf diese Weise auch eine genauere Betragsbestimmung des Geschwindigkeitsvektors möglich, sofern die Zeitdifferenzen  DELTA t mit grösserer Genauigkeit als 1% bestimmt werden können. 



  Wie gross der Abstand a zwischen Sender S und Empfängern E bzw. der Radius R gemacht werden muss, hängt in erster Linie davon ab, wie gross die Geschwindigkeit v der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum bzw. wie gross die diese Geschwindigkeit der absoluten Erdbewegung vermutlich bestimmende Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis im Weltraum ist, und ausserdem noch davon, mit welcher Genauigkeit die Zeitdifferenz  DELTA t gemessen werden soll, und wie gering die Zeiteinheiten gemacht werden können, in denen die Zeitdifferenz  DELTA t gemessen wird. 



  Als kleinstmögliche Zeiteinheit, in denen die Zeitdifferenz  DELTA t gemessen werden kann, dürfte derzeit wahrscheinlich die Dauer einer Halbschwingung der bei einer Atomuhr auftretenden Eigenschwingung anzunehmen sein, also z.B. bei einer Cäsium-Atomuhr mit einer Eigenfrequenz von 9 192 631 770 Hz bzw. einer Eigenschwingungsdauer von ca. 0,10878 ns eine kleinstmögliche Zeiteinheit von 0,05439 ns. Setzt man weiter voraus, dass die Zeitdifferenz  DELTA t mit einer Genauigkeit gemessen werden soll, die im ungünstigsten Fall bei ungefähr 1% liegen soll, dann darf die Zeitdifferenz  DELTA t, die gemessen werden soll, nicht wesentlich unter 100 . 0,05439 ns, also nicht unter ca. 5,5 ns liegen.

  Als kleinstmögliche Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum ist für den ausserordentlich unwahrscheinlichen Fall, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis gleich Null wäre, die Umlaufgeschwindigkeit der Sonne um das Zentrum unserer Galaxis, also 250 km/s, anzusehen. Für diesen Fall würde sich aus der obigen Beziehung 
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 ein mindestens erforderlicher Radius R bzw. ein mindestens erforderlicher Abstand a zwischen Sender S und Empfängern E von
 
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 ergeben. 



  Nun ist aber sicher nicht anzunehmen, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis im Weltraum Null ist, sondern wie oben bereits erwähnt ist schon wegen der verhältnismässig grossen Relativgeschwindigkeiten anderer Galaxen gegenüber unserer Galaxis von bis zu 50 000 km/s eher damit zu rechnen, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis im Weltraum ein Vielfaches der Umlaufgeschwindigkeit der Sonne um das Galaxenzentrum beträgt und wahrscheinlich weit über 1000 km/s liegt.

  Geht man vom geometrischen Mittel zwischen der höchstmöglichen Geschwindigkeit von ca. 250 000 km/s und der geringstmöglichen Geschwindigkeit von ca. 250 km/s aus, so müsste die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis etwa bei 7900 km/s liegen, und wenn man annehmen würde, dass das Verhältnis der Galaxengeschwindigkeit zur Sonnenumlaufgeschwindigkeit um das Galaxenzentrum etwa ebensogross wie das Verhältnis der Sonnenumlaufgeschwindigkeit um das Galaxenzentrum zur Erdumlaufgeschwindigkeit um die Sonne wäre, käme man auf eine Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis von etwa 2000 km/s.

  Man kann daher auch im Hinblick auf die gemessenen Relativgeschwindigkeiten zu anderen Galaxen davon ausgehen, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis wahrscheinlich im Bereich von etwa 1000 km/s bis 10 000 km/s, im Mittel also bei ca. 5000 km/s liegen dürfte. Diese Abschätzung der Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis ist deswegen von Bedeutung, weil bei Galaxengeschwindigkeiten von 5000 km/s und mehr, bei denen die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde praktisch gleich der Galaxengeschwindigkeit ist, der für eine Messgenauigkeit von ca. 1% mindestens erforderliche Abstand a zwischen Sender S und Empfängern E bzw. der mindestens erforderliche Radius R auf ca.

   50 m zurückgehen würde, wodurch die oben hervorgehobenen Schwierigkeiten mit der Anordnung von Empfängern in mehreren Kilometern Höhe und auch die Notwendigkeit einer Anordnung der Messeinrichtung im Äquatorbereich zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten entfallen würden. 



  Aus diesen und anderen Gründen wie z.B. der Möglichkeit eines Verzichtes auf so kleine Zeiteinheiten wie die genannten 0,05 ns als Messeinheit für  DELTA t sowie der sich daraus ergeben den Möglichkeit eines Verzichtes auf extrem kostenaufwendige Spitzentechnologie für den Aufbau der Empfänger im Falle von Geschwindigkeiten der absoluten Erdbewegung über 5000 km/s empfiehlt es sich, vor einem Aufbau der oben beschriebenen Messeinrichtung zur Durchführung des vorliegenden Messverfahrens mit 24 Empfängern zunächst einmal in einem Vorversuch zu testen, in welchem Bereich die Geschwindigkeit der absoluten Erdbewegung ungefähr liegt.

  Für einen solchen Test wäre eine Messgenauigkeit von 10% im ungünstigsten Falle (d.h. bei einer Geschwindigkeit der absoluten Erdbewegung von nur 250 km/s) durchaus ausreichend, so dass man mit einem Abstand a zwischen Sender und Empfängern von ca. 100 m auskommen könnte. Ausserdem würde man für einen solchen Test auch nur ein einziges Übertragungsstreckenpaar mit einem Sender und zwei Empfängern benötigen, das man in mitteleuropäischen Breiten wie in Fig. 6 gestrichelt angedeutet annähernd parallel zur Erdoberfläche anordnen könnte, nämlich mit einem Winkel von 54,73561 DEG  zur Erdachse in Nord-Süd-Richtung.

  Bei einer solchen Anordnung des Übertragungsstreckenpaares steht eine erste Richtung, die das Übertragungsstreckenpaar zu einem ersten Zeitpunkt einnimmt, rechtwinklig auf einer zweiten Richtung, die das Übertragungsstreckenpaar 8 Stunden nach dem ersten Zeitpunkt einnimmt, und sowohl die erste wie auch die zweite Richtung stehen rechtwinklig auf einer dritten Richtung, die das Übertragungsstreckenpaar 16 Stunden nach dem ersten Zeitpunkt einnimmt, so dass mit drei Messungen im zeitlichen Abstand von je 8 Stunden aus den drei gemessenen Zeitdifferenzen  DELTA t1,  DELTA t2 und  DELTA t3 die Geschwindigkeit v der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum zu 
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  bestimmt werden kann und sich die Bewegungsrichtung der absoluten Erdbewegung in Form von 3 Winkeln 
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   zwischen dem Geschwindigkeitsvektor der absoluten Erdbewegung und der genannten ersten, zweiten und dritten Richtung festlegen lässt. Zur Ausschaltung von Messunsicherheiten kann dabei in gleicher Weise wie oben schon erläutert alle 4 Minuten bzw. nach jeweils 1 DEG  Erddrehung eine Messung vorgenommen werden, wobei dann jeweils drei im  zeitlichen Abstand von 8 Stunden gemessene Zeitdifferenzen  DELTA t die drei zur Bestimmung von Grösse und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung erforderlichen Zeitdifferenzen  DELTA t1,  DELTA t2 und  DELTA t3 bilden. Man erhält auf diese Weise 120 Werte für Betrag und Richtung der Bewegungsgeschwindigkeit der Erde, aus denen dann zur Ausschaltung von Messunsicherheiten die Extremwerte ausgeschieden und von den übrigen Werten Mittelwerte gebildet werden.

  Da ein solches Übertragungsstreckenpaar wie zuvor erwähnt nur eine Länge von 2.100 m = 200 m haben müsste und in mitteleuropäischen Breiten annähernd parallel zur Erdoberfläche angeordnet werden könnte, liesse sich eine solche Testeinrichtung mit nur einem Übertragungsstreckenpaar bzw. mit nur einem Sender und 2 Empfängern ohne Schwierigkeiten auf dem Gelände einer Universität unterbringen und läge auch hinsichtlich ihres Kostenaufwandes durchaus noch im Etatbereich von Universitätsinstituten. 



  Soll aber auch dieser Kostenaufwand für eine Testeinrichtung zunächst noch vermieden werden, so könnte man sich zu einer ersten Abschätzung von Betrag und Richtung der Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum auch des inzwischen eingerichteten "Global Positioning Systems" bedienen.

  Dazu müsste man einen sogenannten "precision code receiver" benützen, der erstens über den Empfang der sogenannten "navigation messages" die genauen Positionen von drei Satelliten zu den Zeitpunkten ihres Abstrahlungsbeginns sowie die genauen Zeitpunkte des Abstrahlungsbeginns liefert und zweitens die Zeitverschiebung tbias der in dem "precision code receiver" vorhandenen Quarzuhr gegenüber der für die Satelliten geltenden,

   als "GPS-time" bezeichneten Zeit tsv ermittelt und über die "navigation massages" auch die für die einzelnen Satelliten geltenden Zeitabweichungen  DELTA tsv von tsv übermittelt bekommt und daher für jeden einzelnen der drei Satelliten neben der genauen Position des Satelliten zum Zeitpunkt seines Abstrahlungsbeginns und dem genauen Zeitpunkt des Abstrahlungsbeginns auch die für den betreffenden Satelliten einschliesslich seiner Zeitabweichung  DELTA tsv geltende genaue Zeit in Zeiteinheiten von ns liefern kann.

  Mit den genauen Positionen der drei Satelliten zu den Zeitpunkten ihres Ab strahlungsbeginns sowie der jeweiligen Position eines auf der Erde angeordneten gesonderten Empfängers lassen sich die Abstände a1, a2 und a3 der drei Satelliten von dem Empfänger zu den Zeitpunkten ihres Abstrahlungsbeginns und aus diesen Abständen die fiktiven Laufzeiten
 
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 von den drei Satelliten in ihren Positionen zu den Zeitpunkten ihres Abstrahlungsbeginns zu dem auf der Erde angeordneten Empfänger berechnen.

  Diese fiktiven Laufzeiten zuzüglich Laufzeitfehlern, die durch troposphärische und ionosphärische Refraktion verursacht werden, werden innerhalb des "precision code receiver" aus den gemessenen Phasenverschiebungen des demodulierten Empfangssignals gegenüber dem im "precision code receiver" erzeugten Vergleichssignal bestimmt und zu der vom "precision code receiver" ausgegebenen Position desselben verarbeitet. Umgekehrt können aus dieser ausgegebenen Position und der tatsächlichen Position die genannten Laufzeitfehler bzw. deren Prozentsatz an den fiktiven Laufzeiten errechnet werden. 



  Die echten Laufzeiten 
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 können jedoch mit dem "precision code receiver" nicht bestimmt werden, weil dort nicht die Laufzeit, sondern die Phasenverschiebung gemessen und die Laufzeit dann aus der gemessenen Phasenverschiebung bestimmt wird, und dabei ergibt sich wie oben schon allgemein nachgewiesen nicht die echte, sondern die fiktive Laufzeit
 
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 Zur Messung der echten Laufzeiten bedarf es daher eines gesonderten Empfängers, der den Zeitpunkt des Eintreffens der zum Abstrahlungsbeginn vom Satelliten abgesandten Wellenfront beim Empfänger misst. Möglich ist eine solche Messung aber natürlich nur dann, wenn tatsächlich eine solche Wellenfront existiert.

  Nun senden zwar beim "Global Positioning System" die einzelnen Satelliten während unterschiedlicher, nicht miteinander koinzidierender Zeitabschnitte, so dass bei jedem einzelnen Satelliten zwischen aufeinanderfolgenden Sendezeitabschnitten Pausen eingeschaltet sind und demgemäss am Anfang jedes Sendezeitabschnittes ein Abstrahlungsbeginn liegt, aber ob während der Pausen im Satelliten auch der Träger abgeschaltet wird (was aus Gründen des Energieverbrauchs zweifellos sinnvoll wäre) oder ob bei Abstrahlungsbeginn nur die Modulation eingeschaltet wird und  der Träger auch während der Pausen eingeschaltet bleibt, war nicht feststellbar.

  Im letzteren Falle würde die Einschaltung der Modulation zwar auch eine Wellenfront bilden, die aber wesentlich schwächer als bei gleichzeitiger Einschaltung von Träger und Modulation wäre, und in Anbetracht dessen, dass der Modulationspegel beim GPS unter dem natürlichen Rauschpegel liegt, sehr wahrscheinlich im Empfänger nicht mehr einwandfrei identifizierbar wäre. Hier liegt also ein mögliches Handicap für die Benutzung des GPS-Systems zu einer ersten Abschätzung der Geschwindigkeit der absoluten Erdbewegung, das aber eventuell durch eine von der Kontrollstation des GPS bewirkte zeitweilige spezielle Steuerung der Satelliten zur Abschaltung des Trägers während der Sendepausen der Satelliten überwunden werden könnte, sofern der Kontrollstation eine solche Steuerung überhaupt möglich wäre.

  Setzt man aber einmal voraus, dass bei jedem Abstrahlungsbeginn eines Satelliten eine eindeutige Wellenfront abgestrahlt wird, dann müssen ausserdem noch die notwendigen Vorkehrungen getroffen werden, dass die Wellenfront am Empfangsort eindeutig identifiziert werden kann. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise ein Empfänger mit einer ausgeprägten Richtwirkung wie z.B. eine Hornantenne mit einem unmittelbar an den Grund des Hornes angeschlossenen Hohlraumresonator verwendet, der genau auf die Position des Satelliten zum Zeitpunkt der Abstrahlung der Wellenfront ausgerichtet ist. Mit einem solchen Richtempfänger lässt sich eventuell sogar der Modulationspegel so weit aus dem natürlichen Rauschpegel herausheben, dass auch die von der blossen Einschaltung der Modulation (ohne Abschaltung des Trägers während der Pausen) verursachte Wellenfront identifizierbar wird.

   Die echte Laufzeit tL zwischen dem Zeitpunkt der Abstrahlung der Wellenfront vom Satelliten und dem Eintreffen der Wellenfront beim Empfänger wird dann so bestimmt, dass mittels der vom "precision code receiver" ausgegebenen, für den betreffenden Satelliten geltenden genauen Zeit zu dem ebenfalls vom "precision code receiver" gelieferten Zeitpunkt der Abstrahlung der Wellenfront vom Satelliten die Zuführung von Zählimpulsen zu einem Zähler eingeschaltet wird und zum Zeitpunkt des Eintreffens der Wellenfront beim Empfänger mittels eines in der Zählimpulsleitung liegenden, über einen GHz-Verstärker an die  Auskoppelschleife des Hohlraumresonators angeschlossenen NAND-Gatters wieder ausgeschaltet wird.

  Mit der gemessenen echten Laufzeit tL und der in der oben beschriebenen Weise aus der vom "precision code receiver" gelieferten Position des Satelliten sowie der Position des Empfängers bestimmten fiktiven Laufzeit
 
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  wird dann die Differenz 
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  zwischen echter und fiktiver Laufzeit bestimmt 
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  ergibt. Mit den drei Raumrichtungen, die sich aus den von dem "precision code receiver" gelieferten Positionen der drei Satelliten sowie der Position des Empfängers für die drei Übertragungsstrecken von den drei Satelliten zu dem Empfänger ergeben, und der sich aus der obigen Beziehung für
 
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  ergebenden Beziehung 
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  zwischen den Laufzeitdifferenzen 
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  auf den drei Übertragungsstrecken und den Winkeln  alpha 1,  alpha 2 und  alpha 3 zwischen diesen Übertragungsstrecken und dem Geschwindigkeitsvektor der absoluten Erdbewegung lassen sich dann nach den Regeln der sphärischen Trigonometrie Betrag und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum bestimmen.

  Es ist aber zu bemerken, dass sich auf diese Weise nur ein relativ grober Näherungswert für Betrag und Richtung des gesuchten Geschwindigkeitsvektors ergibt, weil die oben schon erwähnten Laufzeitfehler, die durch troposphärische und ionosphärische Refraktion  verursacht werden, in die gemessenen Laufzeitwerte tL eingehen und die Differenzen  DELTA tL ganz wesentlich verfälschen können.

  Man müsste daher die fiktiven Laufzeiten 
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  in der oben angedeuteten Weise mit Hilfe der von dem "precision code receiver" ausgegebenen Position und der tatsächlichen Position des Empfängers so korrigieren, dass die durch Refraktion entstehenden Laufzeitfehler kompensiert werden, und dann mit diesen korregierten fiktiven Laufzeiten die Differenzen  DELTA tL zwischen echter und fiktiver Laufzeit und daraus dann Betrag und Richtung des gesuchten Geschwindigkeitsvektors bestimmen, um einen wenigstens einigermassen richtigen Näherungswert zu erhalten, der dann als Basis für die Ausbildung der zuvor beschriebenen Testeinrichtung dienen könnte.

  Mit Hilfe des "Global Positioning Systems" und eines zusätzlichen einfachen Mikrowellen-Richtempfängers liesse sich also im Prinzip nur nachweisen, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum überhaupt messbar ist und in welcher Grössenordnung sie etwa liegt, während für genauere Messungen dann doch zumindest der Aufwand für die zuvor beschriebene Testeinrichtung mit zwei entgegengesetzt gerichteten gleich langen Übertragungsstrecken und Atomuhren in den Empfängern an den Enden der beiden Übertragungsstrecken getrieben werden müsste. 



  Wie eine solche Einrichtung zur Durchführung des vorliegenden Messverfahrens wie die besagte Testeinrichtung mit einem Sender und zwei Empfängern oder das in den Fig. 6 und 7 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel mit einem Sender und 24 Empfängern im einzelnen vorteilhaft ausgebildet sein kann, zeigt das in Fig. 8 dargestellte Blockschema des Aufbaues einer solchen Messeinrichtung oder präziser gesagt eines Übertragungsstreckenpaares einer solchen Messeinrichtung mit einem Sender 5 und zwei identisch ausgebildeten Empfängern 6 und 7, die in entgegengesetzten Richtungen im gleichen Abstand a bzw. R vom zentralen Sender 5 angeordnet sind (bei dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind 12 solche Übertragungsstreckenpaare mit 24 Empfängern E und einem zentralen Sender S in einer Anordnung wie in Fig. 7 vorgesehen). 



  Der Sender 5 umfasst bei der Messeinrichtung in Fig. 8 einen vorzugsweise als Neodym-Riesenimpuls-Laser mit einer Impulsdauer von 1 ns und einer Leistung während der Impulsdauer von 109 W (Energieabstrahlung 1 Ws/Impuls) ausgebildete Laserstrahlquelle 8, einen zur Laserstrahlachse 9 koaxialen kegelförmigen Spiegel 10 mit einem Kegelöffnungswinkel von 90 DEG  und den kegelförmigen Spiegel 10 ringförmig umgebende Strahlbegrenzungmittel, die von zwei kegelstumpfförmigen reflexionsfreien Begrenzungsflächen 11 und 12 mit einem Kegelöffnungswinkel  beta  gebildet werden, der bei einer Senderhöhe h über dem Erdboden 13 und einem Abstand a bzw. R der Empfänger 6 und 7 vom Sender 5 mindestens
 
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 ist, sowie eine bei der Messeinrichtung in Fig. 8 in den Sender 5 integrierte Steuer- und Auswertungszentrale. 



  Diese Steuer- und Auswertungszentrale umfasst in ihrem Steuerteil im einzelnen als Steuermittel zur Steuerung der Zeitpunkte der Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen bzw. Laserimpulsen vom Sender 5 sowie zur Aktivierung der Empfänger 6 und 7 kurz vor und zur Deaktivierung derselben kurz nach der Abstrahlung eines Laserimpulses den als Zeitgeber wirkenden Quarzoszillator 14 mit einer Schwingungsfrequenz von 17,954359 MHz, den als Frequenzteiler arbeitenden 32stufigen Binärzähler 15 mit einer Grenzfrequenz von 100 MHz, der die Frequenz des Oszillators 14 auf eine Frequenz von ca. 
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   Hz am Zählerausgang bzw.

   auf Ausgangsimpulse des Zählers alle 4 Minuten (Sternzeit) herabsetzt, den zur Einleitung der Abstrahlung der Laserimpulse vom Sender 5 sowie zur Aktivierung und Deaktivierung der Empfänger 6 und 7 dienenden bistabilen Multivibrator 16, den als Zeitgeber für die Aktivierungsphase der Empfänger 6 und 7 und die in dieselbe fallende Auslösung des Laserimpulses dienenden Oszillator 17 mit einer Schwingungsfrequenz von 65,536 kHz, die zur Verbindung des Ausgangs des Oszillators 17 mit dem Zähleingang des Zählers 18 dienende UND-Schaltung 19 und den als Frequenzteiler arbeitenden 16stufigen Zähler 18 mit einer Grenzfrequenz von 250 kHz, der die Frequenz des Oszillators 17 auf eine Frequenz von 1 Hz am Zählerausgang bzw.

   auf Ausgangsimpulse des Zählers 18 an seinem einen Zählerausgang 20 eine Sekunde nach Durchschaltung der UND-Schaltung 19 und an seinem anderen  Zählerausgang 21 eine halbe Sekunde nach Durchschaltung der UND-Schaltung 19 herabsetzt, sowie die Verbindungsleitung 22 vom Ausgang des Oszillators 14 zum Eingang des Zählers 15 zur Übertragung der Oszillatorschwingungen als Zählimpulse auf den Zählereingang, die Verbindungsleitung 23 vom Ausgang des Oszillators 17 über die UND-Schaltung 19 zum Eingang des Zählers 18 zur Übertragung der Oszillatorschwingungen als Zählimpulse auf den Zählereingang, die Verbindungsleitung 24 vom Ausgang des Zählers 15 zum Einschalteingang des bistabilen Multivibrators 16 zur Übertragung des alle 4 Minuten erfolgenden Ausgangsimpulses des Zählers 15 als Einschaltimpuls auf den bistabilen Multivibrator 16, die Verbindungsleitungen 25, 26,

   27 und 28 vom Ausgang des bistabilen Multivibrators 16 zum Rücksetzeingang des Zählers 16 und dem Durchschalteingang der UND-Schaltung 19 zur Übertragung des Ausgangssignals des bistabilen Multivibrators 16 als Rücksetzimpuls auf den Zähler 18 und als Durchschaltsignal auf die UND-Schaltung 19, die Verbindungsleitung 29 zur Verbindung des Ausgangs des bistabilen Multivibrators 16 über die Verbindungsleitung 25 mit den zu den Empfängern 6 und 7 führenden Steuersignalleitungen 30 zur Übertragung des Ausgangssignals des bistabilen Multivibrators 16 über die Verbindungsleitungen 25 und 29 sowie die Steuerleitung 30 als Aktivierungssignal auf die Empfänger 6 und 7, die Verbindungsleitungen 31 und 32 vom 1-Ausgang des Zählers 18 zum Auslösesignaleingang der Laserstrahlquelle 8 zur Übertragung des eine halbe Sekunde nach Durchschaltung der UND-Schaltung 19 erfolgenden,

   den Laserimpuls auslösenden einen Ausgangssignals des Zählers 18 auf die Laserstrahlquelle 8 und die Verbindungsleitung 33 vom 0-Ausgang des Zählers 18 zum Rücksetzeingang des bistabilen Multivibrators 16 zur Übertragung des eine Sekunde nach Durchschaltung der UND-Schaltung 19 erfolgenden, als Rücksetzimpuls dienenden anderen Ausgangsignals des Zählers 18 auf den bistabilen Multivibrator 16. 



  In ihrem Auswertungsteil umfasst die in den Sender 5 integrierte Steuer- und Auswertungszentrale im einzelnen als Rechenmittel zur angenäherten Bestimmung von Betrag und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Welt raum je zwei als Impulszähler arbeitende 24stufige Binärzähler 34 und 35 mit einer Grenzfrequenz von 1 MHz für jedes Übertragungsstreckenpaar aus zwei entgegengesetzt gerichteten gleich langen Übertragungsstrecken bzw. das zugehörige Empfängerpaar 6, 7 zur Übernahme und Auszählung von Impulsen von den zugehörigen Empfängern 6 bzw. 7, deren Gesamtzahl z1 bzw. z2 der Übertragungsdauer auf der einen bzw.

   der anderen der beiden Übertragungsstrecken des betreffenden Übertragungsstreckenpaares entspricht, und einen Computer 36 zur Bildung der Differenz  DELTA z = z1 - z2 zwischen den jeweils nach Beendigung der Auszählung erreichten Zählerständen z1 des Zählers 34 und z2 des Zählers 35 sowie zur Speicherung der Differenzen  DELTA z von allen Übertragungsstreckenpaaren bzw.

   allen zugehörigen Empfängerpaaren 6, 7 nach jeder der alle 4 Minuten erfolgenden Messungen und zur Speicherung der von einer integrierten Uhr gelieferten genauen Zeitpunkte der einzelnen Messungen sowie zur Bestimmung der Richtung jedes Übertragungsstreckenpaares im Raum bei jeder Messung aus diesen Zeitpunkten und der Speicherung der zugeordneten Raumrichtung zu jedem gespeicherten  DELTA z und ferner zur Bildung der Beträge <SEP> DELTA z<SEP> der Differenzen  DELTA z und zum Vergleich derselben sowie zur gesonderten Speicherung der betragsmässig grössten Differenz <SEP> DELTA z<SEP> nach jeder Messung und zum Vergleich dieser betragsmässig grössten Differenzen <SEP> DELTA z<SEP> der einzelnen Messungen zur Ermittlung der betragsmässig maximalen Differenz <SEP> DELTA z<SEP>max von allen Messungen sowie zur Bestimmung des Betrages der Geschwindigkeit v der absoluten Bewegung der Erde 

   im Weltraum nach der Beziehung v = <SEP> DELTA z<SEP>max . Tz . c<2>/2R aus der Differenz <SEP> DELTA z<SEP>max, der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen, dem Sender-Empfänger-Abstand R (bzw. a) und der einer Zähleinheit von <SEP> DELTA z<SEP>max zugeordneten Zeitspanne Tz und zur Bestimmung der Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum durch Interpolation zwischen den die Differenz  DELTA zmax umgebenden  DELTA z-Werten und den zugeordneten gespeicherten Richtungen.

  Weiterhin umfasst die in den Sender 5 integrierte Steuer- und Auswertungszentrale in ihrem Auswertungsteil die Anzeigeeinrichtung 37 zur Anzeige der vom Computer 36 bestimmten Werte von Betrag und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der  Erde im Weltraum, die Verbindungsleitungen 38 und 39 von den Zählern 34 und 35 zum Computer 36 zur Übertragung der Zählerstände der Zähler 34 und 35 auf den Computer 36, die Verbindungsleitung 40 zur Verbindung des 1-Ausganges des Zählers 18 über die Verbindungsleitung 31 mit dem Computer 36 zur Übertragung des den Laserimpuls auslösenden und damit den Zeitpunkt der Messung bestimmenden einen Ausgangssignals des Zählers 18 auf den Computer 36, die Verbindungsleitung 41 vom Computer 36 zur Anzeigeeinrichtung 37 und die Verbindungsleitungen 42, 43,

   44 und 45 vom Computer 36 zu den Rücksetzeingängen der Zähler 34 und 35 und der Steuersignalleitung 46 zur Übertragung eines vom Computer 36 nach der Übernahme der Zählerstände z1 und z2 der Zähler 34 und 35 und der Verarbeitung derselben ausgegebenen Rücksetzsignals auf die Zähler 34 und 35 sowie über die Steuersignalleitung 46 auf die Empfänger 6 und 7. 



  Die bei der Messeinrichtung in Fig. 8 vorgesehenen Empfänger 6 und 7 (sowie weitere 22 solche Empfänger bei dem in Fig. 6 und 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel) sind wie schon erwähnt identisch ausgebildet und bilden das zu einem Übertragungsstreckenpaar mit entgegengesetzt gerichteten gleich langen Übertragungsstrecken gehörende Empfängerpaar (bei dem Ausführungsbeispiel in den Fig. 6 und 7 sind 12 solche Empfängerpaare vorgesehen).

   Jeder dieser identisch ausgebildeten Empfänger, in Fig. 8 also der Empfänger 6 und 7, umfasst eine verzögerungsfrei ansprechende Photozelle 47 mit einer Ansprechdauer von weniger als 0,01 ns und einer Grenzfrequenz über 100 GHz zum Empfang der von dem Sender 5 abgestrahlten Laserimpulse, eine gesonderte Stromversorgung 48 für die Photozelle 47, die über die Steuersignalleitung 30 vom Steuerteil 14-33 der in den Sender 5 integrierten Steuer- und Auswertungszentrale 14-46 ca. eine halbe Sekunde vor der Abstrahlung eines Laserimpulses eingeschaltet und ca.

   eine halbe Sekunde nach dieser Abstrahlung wieder ausgeschaltet wird, eine an den Signalausgang der Photozelle 47 angeschlossene Schwellwertschaltung 49 mit einer Grenzfrequenz von 100 GHz und einem Schwellwert, der zur Vermeidung von Fehlmessungen das fünf- bis zehnfache der Höhe des Ausgangssignals der Photozelle 47 bei maximalem Tageslichtein fall beträgt, ein an den Ausgang der Schwellwertschaltung 49 angeschlossenes NAND-Gatter 50 mit einer Grenzfrequenz von 100 GHz zur Unterbrechung der Zählimpulsübertragung über die Zählimpulsleitung 51, eine als Zeitgeber arbeitende Cäsium-Atomuhr 52 mit einer Schwingungsfrequenz von 9,19263177 GHz und einer den Atomuhren in den Satelliten des "Global Positioning Systems" entsprechenden Frequenzkonstanz von 10<-><1><8>,

   die im Takt ihrer Halbschwingungen Impulse mit einer Folgefrequenz von 18,38526354 GHz als Zählimpulse abgibt (die Impulsfolgefrequenz wird durch Frequenzvervielfachung der eigentlichen Oszillatorfrequenz der Cäsium-Atomuhr von ca. 10 MHz erreicht), einen als Frequenzteiler arbeitenden 41stufigen Binärzähler 53 mit einer Grenzfrequenz von 100 GHz, der die Impulsfolgefrequenz der von der Atomuhr 52 gelieferten Zählimpulse auf eine Frequenz von 0,00836064989 Hz am Zählerausgang bzw.

   auf Ausgangsimpulse des Zählers 53 alle zwei Minuten (Sternzeit) herabsetzt, einen weiteren als Zeitanzeiger dienenden 20stufigen Binärzähler 54 mit einer Grenzfrequenz über 1 kHz zur Angabe der seit der Synchronisation der Atomuhren 52 sämtlicher Empfänger aufeinander vergangenen Zeit in Zeiteinheiten von 2 Minuten, einen mit seinem Zähleingang an die Zählimpulsleitung 51 angeschlossenen 24stufigen Binärzähler 55 mit einer Grenzfrequenz von 100 GHz, der beim Eintreffen eines Laserimpulses bei der Photozelle 47 infolge der dadurch von der Photozelle 47 ausgelösten, durch das NAND-Gatter 50 bewirkten Unterbrechung der Zählimpulsleitung 51 gestoppt wird und daher den genauen Zeitpunkt des Eintreffens eines Laserimpulses in Zeiteinheiten von 0,05439 ns angibt, einen zur Auszählung des Zählerstandes des Zählers 55 nach der Unterbrechung der der Zählimpulsleitung 51 dienenden,

   ebenfalls 24stufigen Binärzähler 56 mit einer Grenzfrequenz von 1 MHz, einen als Zählimpulsgeber für den Zähler 55 dienenden Oszillator 57 mit einer Schwingungsfrequenz von 200 kHz, eine zur Verbindung des Ausganges des Oszillators 57 mit dem Zähleingang des Zählers 56 dienende UND-Schaltung 58, eine zum Vergleich des schrittweise ansteigenden Zählerstandes des Zählers 56 mit dem nach der Unterbrechung der Zählimpulsleitung 51 festen Zählerstand des Zählers 55 dienende, eingangsseitig mit sämtlichen Zählstufen von  den beiden Zählern 55 und 56 verbundene Komparatorschaltung 59 mit einer Grenzfrequenz von 2 MHz und einer mindestens für ein Ansprechen der Komparatorschaltung 59 erforderlichen entsprechenden Mindestvergleichsdauer von 0,5  mu s, einen eingangsseitig mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung 49 verbundenen,

   zur Abgabe eines Haltesignals an das NAND-Gatter 50 sowie eines Durchschaltsignals an die UND-Schaltung 58 vorgesehenen bistabilen Multivibrator 60 mit einer Grenzfrequenz von 10 GHz, eine Verbindungsleitung 61 vom Ausgang des Oszillators 57 über die UND-Schaltung 58 zum Eingang des Zählers 56 zur Übertragung der Oszillatorschwingungen als Zählimpulse auf den Zählereingang, eine zwischen der UND-Schaltung 58 und dem Zähler 56 an die Verbindungsleitung 61 angeschlossene Signalleitung 62 zur Übertragung der von dem Oszillator 57 über die UND-Schaltung 58 abgegebenen Oszillatorschwingungen als Zählimpulse auf den Zähleingang des Zählers 34 bzw.

   35, die Verbindungsleitungen 63, 64 und 65 vom Ausgang der Schwellwertschaltung 49 zum Schalteingang des NAND-Gatters 50 und dem Einschalteingang des bistabilen Multivibrators 60 zur Übertragung eines Ausgangssignals der Schwellwertschaltung 49 als Unterbrechungssignal auf das NAND-Gatter 50 und als Einschaltsignal auf den bistabilen Multivibrator 60, die Verbindungsleitungen 66, 67 und 68 vom Ausgang des bistabilen Multivibrators 60 zum Durchschalteingang der UND-Schaltung 58 sowie über die weitere Verbindungsleitung 64 zum Schalteingang des NAND-Gatters 50 zur Übertragung des Ausgangssignals des bistabilen Multivibrators 60 als Durchschaltsignal an die UND-Schaltung 58 und als Haltesignal an das NAND-Gatter 50,

   eine Verbindungsleitung 69 vom Ausgang des Komparators 59 zum Rücksetzeingang des bistabilen Multivibrators 60 zur Übertragung des bei gleichem Zählerstand der Zähler 55 und 56 vom Komparator 59 abgegebenen Ausgangssignals des Komparators als Rücksetzsignal an den bistabilen Multivibrator 60 zwecks Beendigung der Durchschaltung der UND-Schaltung 58 und der Unterbrechung der Zählimpulsleitung 51 durch das NAND-Gatter 50, eine Verbindung 70 vom Zählimpulsausgang der Atomuhr 52 zum Zähleingang des Zählers 53, die Verbindungen 71, 72 und 73 vom Ausgang des Zählers 53 zum Rücksetzeingang des Zählers 55  und zum Zähleingang des Zählers 54 zur Übertragung des Ausgangssignals des Zählers 53 als Rücksetzimpuls auf den Zähler 55 und als Zählimpuls auf den Zähleingang des Zählers 54, eine Verbindungsleitung 74 von der über die Steuerleitung 30 einschaltbaren,

   für die Photozelle 47 vorgesehenen gesonderten Stromversorgung 48 zur Photozelle 47 und eine Verbindungsleitung 75 vom Signalausgang der Photozelle 47 zum Eingang der Schwellwertschaltung 49 zur Übertragung des Ausgangssignals der Photozelle 47 auf die Schwellwertschaltung 49 sowie das zum Rücksetzeingang des Zählers 56 führende Ende der Steuersignalleitung 46 zur Übertragung des vom Computer 36 nach der Übernahme der Zählerstände der Zähler 34 und 35 und der Verarbeitung derselben ausgegebenen Rücksetzsignals auf den Zähler 56. 



   Die im Empfänger 6 bzw. 7 vorgesehenen Bauelemente und Verbindungen 49-53, 55, 60, 63-66 und 68-72 mit Grenzfrequenzen im Bereich von 1 bis 100 GHz sind in einer integrierten Schaltung zusammengefasst, die zur Erzielung der hohen Grenzfrequenzen bis zu 100 GHz in der für das hochauflösende Fernsehen für solche hohen Grenzfrequenzen entwickelten Gallium-Arsenid-Technik ausgeführt ist und zweckmässig entweder auch die Photozelle 47 als integrierten Bestandteil enthält oder auch mit innerhalb eines die Photozelle 47 umschliessenden evakuierten Glaskolbens angeordnet sein kann, wobei im letzteren Falle zur Beschränkung der Zahl der Zuführungsleitungen zu dem Glaskolben vorteilhaft auch der Zähler 56 und der Komparator 59 mit in die integrierte Schaltung einbezogen sein können. 



  Die Wirkungsweise der in Fig. 8 gezeigten Messeinrichtung oder präziser gesagt des in Fig. 8 gezeigten einen Übertragungsstreckenpaares einer solchen Messeinrichtung ist folgende: 



  Vor Inbetriebnahme der Messeinrichtung werden sämtliche Empfänger und der Sender der Messeinrichtung dadurch synchronisiert, dass die den Atomuhren 52 zugeordneten Zähler 53 sowie der dem Quarzoszillator 14 zugeordnete Zähler 15 gleichzeitig am gleichen Ort auf Null gesetzt werden. Dazu wird an den in Fig. 8 nicht gezeigten Rückstelleingang des Zählers 15 und jedes Zählers 53 eine z.B. ca. 1 m lange Übertragungsleitung mit einer Grenzfrequenz von 100 GHz angeschlossen, und die freien Enden  der Übertragungsleitungen aller Empfänger und des Senders werden an einem Punkt zusammengeführt und dort mit einem Impuls von 0,01 ns Impulsdauer aus einem Neodym-Festkörper-Laser beaufschlagt.

  Die Laufzeit der Impulse auf diesen Übertragungsleitungen vom Beaufschlagungspunkt bis zum Zähler 53 bzw. 15 beträgt zwar je nach der relativen Dielektrizitätskonstante  epsilon rel des Dielektrikums in den Übertragungsleitungen zwischen 3,3 und 4 ns, aber da die Übertragungsleitungen alle genau gleich lang sind, treffen die Impulse alle gleichzeitig bzw. innerhalb eines Zeitbereiches von weniger als 0,01 ns bei den Zählern 53 aller Empfänger und dem Zähler 15 des Senders ein, so dass der Zähler 15 und die Zähler 53 (die eingangsseitig ja ständig von den angeschlossenen Atomuhren 52 mit einer Impulsfolge von ca. 0,05 ns Impulsdauer beaufschlagt werden) alle gleichzeitig auf Null gestellt werden und dann die von den Atomuhren 52 bzw.

   dem Quarzoszillator 14 gelieferten Zählimpulse vom Zählerstand Null aus zählen, wobei die Zählerstände der Zähler 53 aller Empfänger wegen der hohen Frequenzkonstanz der Atomuhren 52 von 10<-><1><8> nahezu 2 Jahre lang zu jedem beliebigen Zeitpunkt gleich sind und erst danach mit Abweichungen der Zählerstände der Zähler 53 untereinander um eine Zähleinheit bzw. ca. 0,05 ns zu rechnen ist. 



  Bei Inbetriebnahme der Messeinrichtung in Fig. 8 sind die Stromversorgungen der Empfänger 6 und 7 sowie gegebenenfalls aller weiteren Empfänger (abgesehen von den gesonderten Stromversorgungen 48 der Photozellen 47) wegen der bereits laufenden Atomuhren 52 und der laufenden Zähler 53 schon eingeschaltet, die NAND-Gatter 50 sind durchgeschaltet, die Zähler 55 laufen mit gleichem Zählerstand mit den Zählern 53 mit, die Zähler 56 stehen auf Null, die bistabilen Multivibratoren 60 befinden sich im Nullzustand, die UND-Schaltungen 58 sind gesperrt, die Oszillatoren 57 und die Zähler 54 laufen, die Schwellwertschaltungen 49 sind betriebsbereit und die Photozellen 47 sowie deren gesonderten Stromversorgungen 48 sind nicht eingeschaltet.

  Ebenso ist bei Inbetriebnahme der Messeinrichtung in Fig. 8 auch die Stromversorgung des Senders 5 schon eingeschaltet, die Oszillatoren 14 und 17 sowie die erwähnte in den Computer 36 integrierte Uhr laufen, die Computeruhr ist auf Sternzeit ein gestellt, die Zähler 18, 34 und 35 stehen auf Null, die UND-Schaltung 19 ist gesperrt, der bistabile Multivibrator 16 befindet sich im Nullzustand, die Laserstrahlquelle 8, der Computer 36 und die Anzeigeeinrichtung 37 sind an Spannung angeschlossen und dem bistabilen Multivibrator 16 wird über einen in Fig. 8 nicht gezeigten Setzsignaleingang ständig ein Setzsignal zugeführt, das den bistabilen Multivibrator 16 im Nullzustand festhält. 



  Zur Inbetriebnahme der Messeinrichtung in Fig. 8 wird dieses Setzsignal abgeschaltet und damit der selbsttätige weitere Ablauf der Messungen in Gang gesetzt. Der Oszillator 14 gibt über die Verbindungsleitung 22 an den Zähler 15 weiter Zählimpulse ab, die den Zähler 15 weiter laufen lassen, bis er innerhalb der nächsten 4 Minuten nach Abschaltung des Setzsignals über die Verbindungsleitung 24 an den bistabilen Multivibrator 16 einen Einschaltimpuls abgibt, der den bistabilen Multivibrator 16 vom Nullzustand in den 1-Zustand schaltet.

  Mit dieser Umschaltung in den 1-Zustand gibt der bistabile Multivibrator 16 ein Ausgangssignal ab, das erstens über die Verbindungsleitungen 25, 26 und 27 als Rücksetzsignal dem Zähler 18, zweitens über die Verbindungsleitungen 25, 26 und 28 als Durchschaltsignal der UND-Schaltung 19 und drittens über die Verbindungsleitungen 25 und 29 und die Steuerleitungen 30 als Eingangssignal den gesonderten Stromversorgungen 48 für die Photozellen 47 in den Empfängern 6 und 7 sowie gegebenenfalls allen weiteren Empfängern zugeführt wird. Das den Stromversorgungen 48 über die Steuerleitung 30 zugeführte Einschaltsignal schaltet die gesonderten Stromversorgungen 48 für die Photozellen 47 ein und aktiviert damit die Empfänger 6 und 7 sowie gegebenenfalls alle weiteren Empfänger.

  Aus dem dem Zähler 18 über die Verbindungsleitung 27 zugeführten Rücksetzsignal wird durch ein am Rücksetzsignaleingang des Zählers 18 vorgesehenes Differenzierglied ein Rücksetzimpuls gewonnen, der den Zähler 18 auf Null setzt. Durch das der UND-Schaltung 19 über die Verbindungsleitung 28 zugeführte Durchschaltsignal wird die UND-Schaltung 19 und damit die Zählimpulsleitung 23 vom Oszillator 17 zum Zähler 18 durchgeschaltet, so dass der Zähler 18 vom Zeitpunkt der Umschaltung des bistabilen  Multivibrators 16 in den 1-Zustand anläuft und ausgehend vom Zählerstand Null die vom Oszillator auf die Zählimpulsleitung 23 abgegebenen Oszillatorschwingungen zählt.

   Eine halbe Sekunde nach Zählbeginn gibt der Zähler 18 an seinen Zählerausgang 21 einen Ausgangsimpuls ab, der über die Verbindungsleitungen 31 und 32 dem Auslösesignaleingang der Laserstrahlquelle 8 und über die Verbindungsleitungen 31 und 40 dem Computer 36 zugeführt wird. Der Computer 36 registriert mit seiner auf Sternzeit eingestellten integrierten Computeruhr den genauen Zeitpunkt des Einlaufens dieses Ausgangsimpulses des Zählers 18 über die Verbindungsleitung 40, der gleichzeitig den Zeitpunkt der Auslösung eines Laserimpulses bei der Laserstrahlquelle 8 und damit den Zeitpunkt einer Messung bildet,

   und rechnet aus diesem registrierten Zeitpunkt dann die Richtung des von dem Sender 5 und den Empfängern 6 und 7 gebildeten Übertragungsstreckenpaares (sowie gegebenenfalls aller weiteren Übertragungsstreckenpaare) im Raum zu diesem Zeitpunkt aus und speichert diese Richtung auf einem Speicherplatz ab, auf dem nach der Messung dann noch der durch die Messung ermittelte Betrag der in diese Richtung fallenden Geschwindigkeitskomponente des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung eingespeichert wird. Ausserdem löst der dem Auslösesignaleingang der Laserstrahlquelle 8 über die Verbindungsleitung 32 zugeführte Ausgangsimpuls des Zählers 18 die Abstrahlung eines Laserimpulses von der Laserstrahlquelle 8 und damit die Durchführung einer Messung aus.

  Eine halbe Sekunde nach Durchführung der Messung bzw. eine Sekunde nach Zählbeginn gibt dann der Zähler 18 an seinen Zählerausgang 20 einen Ausgangsimpuls ab, der über die Verbindungsleitung 33 dem Rücksetzeingang des bistabilen Multivibrators 16 zugeführt wird und die Rücksetzung des bistabilen Multivibrators 16 in den Nullzustand bewirkt. Dadurch wird das zuvor von dem bistabilen Multivibrator 16 an die Verbindungsleitung 25 abgegebene Ausgangssignal beendet und damit die Durchschaltung der UND-Schaltung 19 sowie die Zuführung von Zählimpulsen vom Oszillator 17 zum Zähler 18 gestoppt, und zudem werden über die Verbindungsleitungen 25, 29 und 30 auch die gesonderten Stromversorgungen 48 für die Photozellen 47 abge schaltet und damit die Empfänger 6 und 7 (sowie gegebenenfalls alle weiteren Empfänger) wieder deaktviert. 



  Die ca. eine halbe Sekunde vor dieser Deaktivierung der Empfänger erfolgende Durchführung einer Messung beginnt mit der Abstrahlung eines Laserimpulses von der Laserstrahlquelle 8. Als Laserstrahlquelle 8 dient wie schon erwähnt zweckmässig ein Neodym-Riesenimpuls-Laser mit einer Impulsdauer von 1 ns und einer Leistung während der Impulsdauer von 10<9> W, wie er schon seit einigen Jahren zur Entfernungsmessung nach dem Radarprinzip bei grösseren Entfernungen bis zu 30 km eingesetzt wird.

  Die hohe Impulsleistung der Laserstrahlquelle 8 ist deswegen erforderlich, damit der bei den Photozellen 47 eintreffende Laserimpuls alle natürlichen Lichtquellen wie direktes und reflektiertes Tageslicht und auch alle möglicherweise auftretenden künstlichen Lichtquellen wie z.B. das Scheinwerferlicht von Autos usw. bei weitem überstrahlt und es dadurch ermöglicht, mittels der Schwellwertschaltung 49 ein Ansprechen der Empfänger auf solche anderen Lichtquellen auszuschliessen und damit Fehlmessungen zu verunmöglichen. Die Impulsleistung von 10<9> W ist jedoch auf eine Länge a bzw. R der Übertragungsstrecken bis zu 30 km ausgelegt und kann bei Beschränkung dieser Übertragungsstreckenlänge auf z.B. 3 km wesentlich herabgesetzt werden.

  Auf die hohe Impulsleistung ist im Prinzip die geringe Impulsdauer von nur 1 ns zurückzuführen, da solche hohen Leistungen von 1 GW natürlich nicht über eine längere Dauer aufrechterhalten werden können. Die geringe Impulsdauer von nur 1 ns in Verbindung mit der hohen Impulsleistung ist für das vorliegende Messverfahren aber gerade von Vorteil, da die Messung des Zeitpunktes des Eintreffens des Laserimpulses im Empfänger ja wie schon erwähnt in Zeiteinheiten Tz = 0,05439 ns pro Zähleinheit des Zählers 55 erfolgt und die Anstiegsflanke des eintreffenden Laserimpulses daher so steil sein sollte, dass der relativ hohe Schwellwert der Schwellwertschaltung 49 innerhalb von weniger als 0,1 ns oder besser noch 0,05 ns überschritten wird, denn bei einer Impulsdauer von nur 1 ns kann man natürlich durchaus damit rechnen, dass die Dauer der Anstiegsflanke des Impulses unter 0,1 ns liegt,

   und bei der sehr hohen Impulsleistung ist auch damit zu rechnen, dass bis zum Überschreiten  des Schwellwertes der Schwellwertschaltung 49 weniger als 50% dieser Anstiegsflanke vergeht. Dass im übrigen bei dem vorliegenden Messverfahren die Anstiegsflanke eines Impulses mit der Wellenfront einer elektromagnetischen Welle gleichzusetzen ist, zeigt anschaulich ein Vergleich der Fig. 9 und 9a bis 9i mit den Fig. 1 und 1a bis 1i, denn ein solcher Vergleich ergibt unmittelbar, dass sich die Anstiegsflanke eines vom Sender S abgestrahlten Impulses zu jedem der in diesen Figuren dargestellten 9 Zeitpunkte (t-to) = 0To bis (t-to) = 8To an der gleichen Stelle im Bereich zwischen Sender S und Empfänger E wie die Wellenfront einer vom Sender S abgestrahlten elektromagnetischen Welle befindet.

  Das gleiche gilt natürlich auch für einen Laserimpuls von 1 ns Impulsdauer, der ja ein Wellenzug von mehreren hunderttausend aufeinanderfolgenden elektromagnetischen Wellen mit Frequenzen in der Grössenordnung von 10<-><1><5> Hz ist und demgemäss auch eine echte Wellenfront besitzt. Der vorgenannte Vergleich zeigt im Prinzip also, dass es nur auf die Wellenfront einer vom Sender S abgestrahlten elektromagnetischen Welle bzw. auf die Anstiegsflanke eines von Sender S abgestrahlten Impulses, nicht aber darauf ankommt, ob der Sender die Abstrahlung der elektromagnetischen Welle bis zur Ankunft der Wellenfront beim Empfänger aufrechterhält oder nicht bzw., ob die Impulsbreite des vom Sender abgestrahlten Impulses grösser, kleiner oder wesentlich kleiner als die Laufzeit der Anstiegsflanke des Impulses vom Sender zum Empfänger ist.

  Aus diesem Grunde hat die geringe Impulsdauer des von der Laserstrahlquelle 8 abgestrahlten Laserimpulses von nur 1 ns auch keinerlei nachteilige Auswirkungen auf das vorliegende Messverfahren bzw. die damit erzielbaren Messergebnisse. Die hohe Impulsleistung des Laserimpulses von 10<9> W hingegen macht es empfehlenswert, den kegelförmigen Spiegel 10 als einen an seiner Oberfläche auf Hochglanz geschliffenen und polierten Vollmetallkegel auszubilden, da auf den kegelförmigen Spiegel 10 im Moment der Abstrahlung des Laserimpulses von der Laserstrahlquelle 8 die volle Impulsleistung von 10 W fällt und ohne eine solche Ausbildung die Gefahr einer Beschädigung der Spiegeloberfläche besteht.

   Zwar ist die Gesamtenergie eines Laserimpulses von 10<9> W  Impulsleistung und 1 ns = 10<-><9>s Impulsdauer nur 1 Ws, aber auch die in einem auf 300 V aufgeladenen Metallpapierkondensator von 24  mu F gespeicherte Energie ist nur ca. 1 Ws, und trotzdem kann bei einem Durchschlag desselben, der bei einem Elektrodenabstand des Metallpapierkondensators von 0,1 mm ohne weiteres möglich ist, die gesamte Elektrodenfläche im Durchschlagsbereich verdampfen, was ja bekanntlich bei dem sogenannten Ausbrennen von Metallpapierkondensatoren bewusst zur Eliminierung von Störstellen im Dielektrikum eingesetzt wird. Trotz der hohen Impulsleistung von 10<9> W ist aber der durchschnittliche Leistungsverbrauch der Laserstrahlquelle 8 bei einem Laserimpuls aller 4 Minuten selbst bei einem Wirkungsgrad der Laserstrahlquelle von nur 0,1% nur ca. 4 W und damit vernachlässigbar gering. 



  Der von der Laserstrahlquelle 8 abgestrahlte Laserimpuls trifft bei einer Länge a bzw. R der Übertragungsstrecken von 3 km (unter der Voraussetzung 
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  nach ca. 10  mu s bei den Empfängern 6 und 7 ein, wobei die zwischen dem Eintreffen bei dem einen und dem anderen Empfänger 6 bzw. 7 liegende Zeitdifferenz bei einer angenommenen Geschwindigkeit der absoluten Erdbewegung von 5000 km/s maximal ca. 333 ns bzw. ca. 6129 Zeiteinheiten Tz von 0,05439 ns und damit ca. 6129 Zähleinheiten der in den Empfängern 6, 7 vorgesehenen Zähler 55 beträgt.

  Unmittelbar nach Eintreffen des Laserimpulses gibt die verzögerungsfrei ansprechende Photozelle 47 innerhalb einer von der Dauer der Anstiegsflanke des Laserimpulses abhängigen Zeitspanne von weniger als 0,1 ns auf die Verbindungsleitung 75 einen wesentlich über dem Schwellwert der Schwellwertschaltung 49 liegenden Ausgangsimpuls ab, der die Schwellwertschaltung 49 ungehindert passiert und über die Verbindungsleitungen 63, 64 und 65 den Schalteingängen des NAND-Gatters 50 und des bistabilen Multivibrators 60 zugeführt wird und das NAND-Gatter 50 in den Sperrzustand sowie den bistabilen Multivibrator 60 in den 1-Zustand versetzt.

  Das NAND-Gatter 50 unterbricht mit seiner Umschaltung in den Sperrzustand innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 0,05 ns nach dem Zeitpunkt, zu dem das Ausgangssignal der Photozelle 47 den Schwellwert der Schwellwertschaltung 49 überschreitet, die von  der Atomuhr 52 zum Zähler 55 führende Zählimpulsleitung 51 und stoppt damit den bis zu diesem Zeitpunkt wie oben erwähnt mit gleichem Zählerstand mit dem Zähler 53 mitlaufenden Zähler 55 mit einer Zeitverzögerung unter 0,1 ns nach dem Eintreffen des Laserimpulses bei der Photozelle 47, so dass der Zählerstand des nunmehr stehenden Zählers 55 mit einer Ungenauigkeit von einer Zähleinheit den Zeitpunkt des Eintreffens des Laserimpulses bei der Photozelle 47 bzw. dem Empfänger anzeigt.

  Damit ist die eigentliche Messung bereits abgeschlossen, und die anschliessenden Vorgänge betreffen nur noch die Sicherung dieses Messwertes, die Übertragung desselben zur Steuer- und Auswertungszentrale und die dort erfolgende Auswertung sowie die Vorbereitung des Empfängers auf die nächste Messung.

  Zur Sicherung des Messwertes bzw. zur Aufrechterhaltung der Unterbrechung der Zählimpulsleitung 51 und damit zur Bewahrung des Zählerstandes des gestoppten Zählers 55 liefert der gleichzeitig mit der Sperrung des NAND-Gatters 50 in den 1-Zustand geschaltete bistabile Multivibrator 60 innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 0,1 ns nach der Sperrung des NAND-Gatters 50 und damit noch während des Eintreffens des ca. 1 ns andauernden Laserimpulses bei der Photozelle 47 über die Verbindungsleitungen 66, 68 und 64 ein Haltesignal an den Schalteingang des NAND-Gatters 50, das die Sperrung des NAND-Gatters 50 auch nach dem Eintreffen des Laserimpulses weiter aufrechterhält, bis der Zählerstand des Zählers 55 an die Steuer- und Auswertungszentrale übergeben worden ist und der bistabile Multivibrator 60 von dem Komparator 59 wieder in den Nullzustand zurückgeschaltet wird.

  Die Übertragung des Zählerstandes des gestoppten Zählers 55 auf den Zähler 34 in der Steuer- und Auswertungszentrale erfolgt dadurch, dass der Oszillator 57 dem Zähler 56 über die Zählimpulsleitung 61 sowie die UND-Schaltung 58, die von dem bistabilen Multivibrator 60 im Moment der Umschaltung desselben in den 1-Zustand über die Verbindungsleitungen 66 und 67 durchgeschaltet wird, so lange Zählimpulse zuführt, bis der Zähler 56 den gleichen Zählerstand wie der Zähler 55 erreicht hat, und die gleichen Zählimpulse über die Signalleitung 62 auch dem Zähler 34 in der Steuer- und Auswertungszentrale im Sender 5 zuführt, so dass  der Zähler 34 ständig auf den gleichen Zählerstand wie der Zähler 56 gebracht wird.

  Sobald der Zähler 56 den gleichen Zählerstand wie der Zähler 55 erreicht hat, gibt der mit sämtlichen Zählstufen beider Zähler 55 und 56 verbundene Komparator 59 auf die Verbindungleitung 69 ein Koinzidenzsignal ab, das dem bistabilen Multivibrator 60 als Rücksetzimpuls zugeführt wird und den bistabilen Multivibrator 60 wieder in den Nullzustand zurückversetzt und damit das bis dahin von dem bistabilen Multivibrator 60 über die Verbindungsleitungen 66 und 67 an die UND-Schaltung 58 abgegebene Durchschaltsignal beendet, so dass die UND-Schaltung 58 gesperrt und dadurch die Zählimpulsleitung 61 unterbrochen wird und damit die Zufuhr von Zählimpulsen vom Oszillator 57 zu den beiden Zählern 56 und 34 mit Erreichen des gleichen Zählerstandes wie dem des Zählers 55 aufhört.

  Damit ist der Zählerstand des im Empfänger befindlichen Zählers 55 auch bereits auf den in der Steuer- und Auswertungszentrale im Sender 5 befindlichen Zähler 34 übertragen. Gleichzeitig mit der Sperrung der UND-Schaltung 58 bzw. der Beendigung des bis dahin von dem bistabilen Multivibrator 60 an die UND-Schaltung 58 abgegebenen Durchschaltimpulses wird auch das von dem bistabilen Multivibrator 60 über die Verbindungsleitungen 66, 68 und 64 an das NAND-Gatter 50 abgegebene Haltesignal beendet und damit das NAND-Gatter 50 wieder durchgeschaltet, so dass die Zählimpulsleitung 51 nicht mehr unterbrochen ist und dem Zähler 55 daher von der Atomuhr 52 wieder über die Zählimpulsleitung 51 Zählimpulse zugeführt werden können und der Zähler 55 daher unmittelbar nach der Rücksetzung des bistabilen Multivibrators 60 in den Nullzustand weiterläuft,

   bis er ungefähr 2 Minuten nach dem Eintreffen des Laserimpulses bei der Photozelle 47 in dem Moment, wenn der Zähler 53 den Zählerstand 0 durchläuft, durch einen zu diesem Zeitpunkt von dem Zähler 53 über die Verbindungsleitungen 71 und 72 an seinen Rücksetzeingang abgegebenen Rücksetzimpuls ebenfalls auf den momentanen Zählerstand 0 gebracht wird und daraufhin wieder mit gleichem Zählerstand mit dem Zähler 53 mitläuft. 



  Die maximale Zeitdauer der Übertragung von Zählimpulsen vom Oszillator 57 zu den Zählern 56 und 34 liegt mit knapp andert halb Minuten um einiges unter den 2 Minuten, nach denen die Rücksetzung des Zählers 55 erfolgt, so dass eine Rücksetzung des Zählers 55 auf den Zählerstand 0 während dieser Übertragung ausgeschlossen ist. Eine etwaige Zeitverschiebung der maximal anderthalb Minuten Übertragungszeit gegenüber den 2 Minuten Rücksetzungszeit, bis zu einer Überlappung beider Zeiten, ist ebenfalls ausgeschlossen, weil der Quarzoszillator 14 im Untersetzungsverhältnis 1:512 = 1:2<9> synchron mit der Atomuhr 52 läuft und bei der Frequenzkonstanz des Quarzoszillators 14 von 10<-><8> solche etwaigen Zeitverschiebungen auf Sekundenbruchteile pro Jahr beschränkt bleiben.

  Die mit knapp anderthalb Minuten relativ gross erscheinende Zeitdauer der Übertragung von Zählimpulsen vom Oszillator 57 zu den Zählern 56 und 34 hängt mit der relativ grossen Stufenzahl der Zähler 56 und 34 von 24 Binärstufen und der relativ geringen Oszillatorfrequenz des Oszillators 57 von nur 200 kHz zusammen. Die grosse Stufenzahl der Zähler 56 und 34 ist jedoch deswegen erforderlich, weil ein Vergleich der Zählerstände zweier Zähler durch einen Komparator gleiche Stufenzahl der beiden Zähler erfordert und der Zähler 55 auch 24 Binärstufen hat und diese 24 Binärstufen bei Zeiteinheiten von 0,05439 ns pro Zähleinheit notwendig sind, um mit der vorliegenden Messeinrichtung die vorgesehene obere Messbereichsgrenze für die Geschwindigkeit der absoluten Erdbewegung von 250 000 km/s bzw. von 
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 zu erreichen.

  Durch Erhöhung der Oszillatorfrequenz des Oszillators 57 wäre allerdings eine entsprechende Herabsetzung dieser anderthalb Minuten Zählimpulsübertragungszeit durchaus möglich, aber mit einer Erhöhung der Oszillatorfrequenz des Oszillators 57 und damit der Zählfrequenz des Zählers 56 müsste auch eine Erhöhung des Aufwandes für den Komparator 59 in Kauf genommen werden, was angesichts dessen, dass die anderthalb Minuten ja zur Verfügung stehen, unnötig ist. 



  Die nach diesen knapp anderthalb Minuten von allen Empfängerpaaren der Messeinrichtung an die zugeordneten Zählerpaare 34, 35 in der Steuer- und Auswertungszentrale übertragenen Zählerstände der Zähler 55 werden nunmehr vom Computer 36 verarbeitet. Der Computer 36 beginnt mit der Verarbeitung 90 s nach Eingang des  den Zeitpunkt der Messung angebenden, über die Verbindungsleitung 40 einlaufenden Signals. Vor der eigentlichen Auswertung kann der Computer 36 eventuell zur Sicherheit über die Leitung 46 noch die Übereinstimmung der Zählerstände der Zähler 56 und 34 (bzw. 35 ) überprüfen. Die dafür gegebenenfalls notwendigen Mittel sind allerdings zur Vereinfachung der Darstellung in die Messeinrichtung in Fig. 8 nicht eingezeichnet.

  Die Auswertung beginnt mit der Übernahme der Zählerstände der den Empfängerpaaren 6, 7 zugeordneten Zählerpaare 34, 35 in den Computer 36 und der Bildung der Differenz z1-z2 der Zählerstände jedes Zählerpaares. Dabei muss der Computer 36 zur Berücksichtigung der Möglichkeit, dass einer der beiden Zählerstände eines Zählerpaares etwas über dem Zählerstand Null und der andere etwas unter dem Zählerstand Null liegt, im Falle einer nahe bei dem maximalen Zählerstand 2<2><4> = 16 777 216 liegenden positiven Differenz (z1-z2) den maximalen Zählerstand von der Differenz subtrahieren und im Falle einer nahe bei dem maximalen Zählerstand liegenden negativen Differenz (z1-z2) den maximalen Zählerstand zu der Differenz addieren, um zu der richtigen Differenz  DELTA z = z1-z2 zu gelangen.

  Die vom Computer festgestellten Differenzen werden dann vorzeichenbehaftet auf den oben schon erwähnten Speicherplätzen abgespeichert, auf denen bereits die zugeordneten Richtungen und die Messzeit gespeichert sind. Ein negatives Vorzeichen der Differenz  DELTA z bedeutet dabei, dass die der Differenz entsprechende Geschwindigkeitskomponente des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Erdbewegung in die der gespeicherten Richtung entgegengesetzte Richtung zeigt.

  Anschliessend überprüft der Computer 36 die bei dieser Messung festgestellten Differenzen  DELTA z entweder bei einer Ausbildung der Messeinrichtung mit einer Vielzahl von Empfängerpaaren (wie z.B. bei dem in den Fig. 6 und 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel) durch Vergleich der bei dieser Messung festgestellten, den verschiedenen Richtungen zugeordneten Differenzen  DELTA z untereinander, oder bei einer Ausbildung der Messeinrichtung mit nur einem Empfängerpaar durch Vergleich der bei dieser Messung festgestellten Differenz  DELTA z mit den bei vorangegangenen Messungen festgestellten Differenzen  DELTA z auf ihre Richtigkeit (was z.B.

   durch Umrechnung der  DELTA z-Werte ineinander mit Hilfe der Beziehung 
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 aufgrund der Proportionalität von  DELTA t  APPROX   DELTA z möglich ist) und scheidet nicht in den Rahmen passende, offensichtlich unrichtige Differenzen unter Markierung derselben auf ihren zugeordneten Speicherplätzen aus der weiteren Verarbeitung aus. Von den verbleibenden, als zumindest annähernd richtig erkannten Differenzen  DELTA z werden dann bei Messeinrichtungen mit einer Vielzahl von Empfängerpaaren (wie in Fig. 6 und 7) die Beträge <SEP> DELTA z<SEP> gebildet, aus denen die Differenz mit dem höchsten Betrag <SEP> DELTA z<SEP> herausgesucht und gesondert gespeichert wird.

  Bei Messeinrichtungen mit nur einem Empfängerpaar, bei denen sich ja bei jeder Messung nur eine Differenz  DELTA z ergibt, scheidet nicht nur eine als unrichtig erkannte Differenz  DELTA z sondern auch die sich 8 und 16 Stunden später ergebenden beiden zugeordneten Differenzen aus der weiteren Verarbeitung aus. Nach der Markierung der als unrichtig erkannten Differenzen  DELTA z, auf ihren Speicherplätzen und gegebenenfalls dem Heraussuchen sowie der gesonderten Speicherung der Differenz mit dem bei der laufenden Messung höchsten Betrag <SEP> DELTA z<SEP> gibt der Computer 36 noch über die Verbindungsleitungen 42, 43, 44, 45 und 46 an die Rücksetzeingänge der Zähler 34, 35 und 56 einen Rücksetzimpuls ab, wodurch diese Zähler auf den Zählerstand Null gestellt werden und die Messeinrichtung damit für eine neue Messung bereit ist.

   Vorteilhaft kann der Computer 36 den gesondert gespeicherten höchsten Betrag <SEP> DELTA z<SEP> bzw. die sich aus diesem ergebende Geschwindigkeit v noch zur vorläufigen Orientierung über die Verbindungsleitung 41 an die Anzeigeeinrichtung 37 weitergeben, die diese Geschwindigkeit v anzeigt, wenn sie grösser als die bisher angezeigte Geschwindigkeit v ist. 



  Bei Messeinrichtungen mit einer Vielzahl von Empfängerpaaren wird dann am Ende einer Messreihe, d.h. nach 180 Messungen, aus den gesondert gespeicherten 180 höchsten Differenzbeträgen <SEP> DELTA z<SEP> der einzelnen Messungen die betragsmässig maximale Differenz <SEP> DELTA z<SEP>max herausgesucht und aus dieser nach der Beziehung v  APPROX  <SEP> DELTA z<SEP>max .

  Tz . c<2>/2R zwischen der Differenz <SEP> DELTA z<SEP>max, der einer Zähleinheit von <SEP> DELTA z<SEP>max zugeordneten Zeitspanne Tz des Zählers 55, der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen und dem Sender-Empfänger-Abstand R vom Computer 36 der Betrag der Geschwindigkeit v der absoluten Bewegung der Erde  im Weltraum bestimmt und im Falle, dass sich dabei eine Geschwindigkeit v über 30 000 km/s ergibt, eine nochmalige Bestimmung nach der Beziehung 
 
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  vorgenommen und die so bestimmte Geschwindigkeit v in der Anzeigeeinrichtung 37 angezeigt. Die Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum wird vom Computer 36 durch Interpolation zwischen den die Differenz <SEP> DELTA z<SEP>max umgebenden  DELTA z-Werten und den zugeordneten gespeicherten Richtungen bestimmt und ebenfalls in der Anzeigeeinrichtung 37 angezeigt. 



  Bei Messeinrichtungen mit nur einem Empfängerpaar wird am Ende einer Messreihe, d.h. nach 360 Messungen, dann vom Computer 36 aus den auf den Speicherplätzen gespeicherten Differenzen  DELTA z durch Kombination von jeweils drei im zeitlichen Abstand von 8 Stunden aufeinanderfolgenden Differenzen  DELTA z1,  DELTA z2,  DELTA z3 nach der Beziehung 
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 eine der Differenz zwischen 120 und der Zahl der markierten gespeicherten  DELTA z-Werte entsprechende Anzahl von Differenzbeträgen <SEP> DELTA z<SEP> bestimmt, aus dieser Anzahl von Differenzbeträgen <SEP> DELTA z<SEP> dann der Mittelwert <SEP> DELTA z<SEP>mittel gebildet und aus diesem nach der Beziehung v  APPROX   <SEP> DELTA z<SEP>mittel .

  Tz . c<2>/2a zwischen der Differenz <SEP> DELTA z<SEP>mittel, der einer Zähleinheit von <SEP> DELTA z<SEP>mittel zugeordneten Zeitspanne Tz des Zählers 55, der Fortpflanzungsgeschwindigkeit c elektromagnetischer Wellen und dem Sender-Empfänger-Abstand a der Betrag der Geschwindigkeit v der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum bestimmt und im Falle, dass sich dabei eine Geschwindigkeit v über 30 000 km/s ergibt, eine nochmalige Bestimmung nach der Beziehung 
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 vorgenommen und die so bestimmte Geschwindigkeit v in der Anzeigeeinrichtung 37 angezeigt.

  Die Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum wird in diesem Fall so bestimmt, dass aus der genannten Anzahl von Differenzbeträgen <SEP> DELTA z<SEP> ein genau dem Mittelwert <SEP> DELTA z<SEP>mittel entsprechender Differenzbetrag <SEP> DELTA z<SEP> herausgesucht wird, dann aus dem Speicher die gespeicherten Richtungen der diesem Differenzbetrag <SEP> DELTA z<SEP> zugeordneten drei  DELTA z-Werte  DELTA z1,  DELTA z2 und  DELTA z3 entnommen werden und sich dann die Richtung des Geschwindigkeitsvek tors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum in Form von 3 Winkeln  alpha 1 = arccos( DELTA z1/<SEP> DELTA z<SEP>mittel),  alpha 2 = arccos ( DELTA z2/<SEP> DELTA z<SEP> mittel und alpha 3 = arccos (<SEP> DELTA z3/<SEP> DELTA z<SEP>mittel) zwischen dem Geschwindigkeitsvektor der absoluten Erdbewegung und den dem Speicher entnommenen,

   den drei  DELTA z-Werten  DELTA z1,  DELTA z2 und  DELTA z3 zugeordneten Richtungen festlegen und somit durch den Computer 36 bestimmen lässt. Die so bestimmte Bewegungsrichtung der absoluten Erdbewegung wird dann ebenfalls in der Anzeigeeinrichtung 37 angezeigt. 



  Nach Abschluss der Messreihe von 180 Messungen bei Messeinrichtungen mit einer Vielzahl von Empfängerpaaren bzw. 360 Messungen bei Messeinrichtungen mit nur einem Empfängerpaar und Anzeige von ermitteltem Betrag und Richtung des Geschwindigkeitsvektors der absoluten Bewegung der Erde im Weltraum in der Anzeigeeinrichtung 37 wird dem bistabilen Multivibrator 16 vom Computer 36 wieder ständig ein Setzsignal zugeführt, das den bistabilen Multivibrator 16 im Nullzustand festhält, und damit ist die 180 bzw. 360 Einzelmessungen umfassende Gesamtmessung beendet. 



  Zusammenfassend ist abschliessend noch zu erwähnen, dass die oben beschriebene Messeinrichtung für einen Geschwindigkeits-Bereich der absoluten Erdbewegung von 250 km/s bis 250 000 km/s und einen Bereich des Sender-Empfänger-Abstandes von 1 km bis 30 km ausgelegt ist und sich innerhalb dieser Bereiche mit der oben beschriebenen Messeinrichtung eine Messgenauigkeit von 1% erreichen lässt.

   Da sich aber aus schon durchgeführten Messungen ergibt, dass die Geschwindigkeit der absoluten Bewegung unserer Galaxis und mit dieser unserer Erde im Weltraum in der Grössenordnung von 5000 km/s +/- 50% liegt, könnte der Geschwindigkeitsmessbereich wesentlich (z.B. auf 2000 km/s bis 20 000 km/s) eingeschränkt werden, wodurch sich bei gleichbleibender Messgenauigkeit eine Reduktion der oberen Grenzfrequenzen der Empfängerbauteile von 100 GHz auf z.B. 10 GHz und damit natürlich wesentliche Vereinfachungen im Aufbau der Messeinrichtung oder eine Reduktion des mindestens erforderlichen Sender-Empfänger-Abstandes auf z.B. 100 m oder Teilreduktionen in beiderlei Hinsicht erreichen liessen. 



  
 



  The invention relates to a device for performing a method for measuring the size and direction of the resulting from the vectorial addition of the speed vectors of the rotation of the earth around the earth's axis, the orbit of the earth around the sun, the orbit of the sun around the center of our Milky Way system forming galaxy and the motion vector of our galaxy in space, the velocity vector of the absolute movement of the earth in space.



  Contrary to the previous assumption that the speed of the absolute movement of the earth in space is not measurable, theoretical studies of the Doppler effect with electromagnetic waves necessarily lead to the conclusion that the speed of the absolute movement of the earth in space must be measurable.

  This conclusion ultimately results from the irrefutable fact that electromagnetic waves propagate in a vacuum around the location of their origin spherically or more specifically spherically in the form of a propagation velocity c of electromagnetic waves, and that the origin of the electromagnetic waves for a moving transmitter of electromagnetic waves progresses over time shifted in the direction of movement of the transmitter, so that the spherical shells of different diameters representing the temporally successive waves are pressed together in the direction of movement of the transmitter and pulled apart in the opposite direction in the manner characteristic of the Doppler effect from the transmitter or from the center of the innermost spherical shell.



  This effect of compressing the spherical jackets or the waves represented by them in the direction of movement of the transmitter and pulling them apart in the opposite direction, as well as the wavelength reduction or frequency increase resulting from the compression and the resulting wavelength increase or frequency reduction resulting from the pulling apart radiated waves must occur in a moving transmitter because of the previously discussed shift of the origin of the waves in the direction of movement of the transmitter, i.e. also within one and the same moving inertial system with the transmitter stationed in the same and only moving with it and not only in relation to the inertial system provided with the transmitter moved other inertial systems.



  In practice, this means that the Doppler effect of electromagnetic waves must also occur within a moving inertial system with a fixed transmitter, which is, however, contrary to the experience that such a Doppler effect cannot be measured within a moving inertial system with a fixed transmitter or more correctly, it doesn't seem measurable. However, this apparent contradiction is relatively easy to clarify:



  The transmitter moves along with the inertial system in which it is stationed, while emitting a full sine wave from its position at the initial zero crossing of the sine wave on a straight line on which it moves together with the inertial system by a distance v. To forward, which corresponds to the product of the speed of movement v of the inertial system in the direction of the straight line and the oscillation period To = 1 / fo of the sine wave, which is inversely proportional to the transmission frequency fo. During the same time, the sine wave emitted by the transmitter moves forward at the propagation speed c of electromagnetic waves on the straight line, so that the initial zero crossing of the emitted sine wave after the period of oscillation To ends by the distance c. To moved forward on the straight.

  After the oscillation period To, the distance between the transmitter and the initial zero crossing of the radiated sine wave under consideration is the same (cTo - vTo), and because after the oscillation period To, beginning with an initial zero crossing, the transmitter begins to emit the next sine wave , the distance between the initial zero crossings of two successive radiated sine waves corresponding to the wavelength lambda is thus the same
 
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 and thus the frequency f of the sine wave emitted by the transmitter in the direction of movement is the same
 
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  so by the factor
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  higher than the transmitter frequency fo. This initially proves that the Doppler effect also occurs with a moving transmitter if the transmitter is stationed in an inertial system and only the inertial system moves together with the transmitter.



  The apparent contradiction is that, on the one hand, the Doppler effect actually occurs with the electromagnetic waves emitted by a transmitter stationed in a moving inertial system, as previously demonstrated, but on the other hand it is not measurable within this moving inertial system (or more precisely, it cannot be measured) appears to be), is explained in principle by the fact that the Doppler effect on a receiver that is stationed in the moving inertial system is completely eliminated.

  This is because a receiver located on the aforementioned straight line at a fixed distance from the transmitter in front of the same, which, like the transmitter, is stationed in the moving inertial system and moves together with the moving inertial system in the direction of the straight line, moves from the time of arrival the initial zero crossing of the above-mentioned sine wave emitted by the transmitter during reception of the full sine wave by the distance v. To forwards and runs away from the end of the incoming sine wave, so to speak, so that the wavelength lambda e of the received sine wave deviates from the wavelength ambda = cTo - vTo of the sine waves to be moved towards the receiver by v.

  To to lambda e = lambda + vTo = (cTo - vTo) + vTo = cTo increased and thus the frequency fe of the received sine wave again the same
 
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 is equal to the transmitter frequency fo.



   The whole thing can be explained very simply using the example of a moving locomotive with a steam whistle on the driver's cab and a first observer standing on the rails at a greater distance in front of the locomotive and a second observer sitting on the chimney of the locomotive: the first observer hears the frequency the whistle of the steam whistle increased frequency of the wave emitted by the steam whistle in the direction of travel of the locomotive because it does not run away from the incoming waves.

  The second observer gets exactly the same wave with its increased frequency, but since the second observer sits on the locomotive and therefore runs away from the incoming waves at the locomotive's speed, so to speak, the wavelength of the waves picked up by the second observer's ear is extended, the second observer hears not the increased frequency, but the frequency of the whistle of the steam pipe. The same effect would also occur for the first observer if he instead ran along the rails at the same speed as that of the locomotive.



  But while one could start with sound waves from the idea that the Doppler effect there would be caused by the "headwind" of the moving transmitter compared to the standing air forming the transmission medium for the sound waves, a corresponding idea with electromagnetic waves comes up with a kind of " Ether wind "as the cause of the Doppler effect of electromagnetic waves because of mental difficulties, because the actual transmission medium of electromagnetic waves is the absolute vacuum and an absolute vacuum is generally regarded as an absolute nothing, which has all properties and, of course, a function as one Excludes kind of "ether wind" from the outset.

  However, the question of the existence of a "material ether", which was much discussed in the context of the turn of the century and finally answered in a negative sense, was not precise enough, because if one considers the term "material" by the more precise term "for the transfer" in this question and storage of electromagnetic energy having suitable properties ", this question should of course have been answered in the affirmative, because the vacuum forming the" ether "has the two properties of a dielectric constant proportional to the absolute dielectric constant epsilon o and one of the absolute permeability constant mu o proportional permeability and thus has the two properties necessary for the transmission and storage of electromagnetic energy, as well as gases such as

  Air and all other liquid and solid substances (hence the term "material ether") have the properties necessary for the transmission and storage of sound energy.



  Nevertheless, the results of the Michelson experiment seemed to support the representatives of the theory of the absence of a "material ether", because with the astronomical knowledge available around the turn of the century, i.e. without knowledge of the Hubble effect of the red shift of the spectrum of distant galaxies, which was only discovered in 1929 , the results of the Michelson experiment seemed to be interpretable only in the sense of the absence of a "material ether" and the ultimately resulting impossibility of measuring the speed of the absolute movement of the earth in space, but as follows in the context of an explanation of the theoretical basis of the present Measurement method will still be shown, with today's knowledge,

   in particular with the evidence provided by the Hubble effect of the occurrence of the Doppler effect even in the case of electromagnetic waves, the results of the Michelson experiment that could only be explained at the time only by replacing the Galilei transformation with the Torentz transformation, even without the introduction of the Lorentz transformation, so that the conclusion drawn at the time from the results of the Michelson experiment of an impossibility of measuring the speed of the absolute movement of the earth in space, looking back, lacked the necessary basis.



  Strictly speaking, this conclusion was already lacking the necessary basis around the turn of the century, because the fact that the Doppler effect also occurs with electromagnetic waves was not only finally proven in 1929 by the discovery of the Hubble effect, but Doppler himself had it in the middle of the previous one Century by observing double star systems revolving around a common center of gravity based on the color differences between the light of the star moving towards us and the light of the star moving away from us, the occurrence of the Doppler effect was also demonstrated in light and thus according to Maxwell in electromagnetic waves,

   only this knowledge had been lost around the turn of the century due to the ignorance of school science, which at the time denied the Doppler effect, and therefore had not been taken into account when interpreting the results of the Michelson experiment, which then resulted in the unnecessary introduction of the Lorentz transformation the results of the Michelson experiment could not be explained without taking into account the (already proven) Doppler effect of electromagnetic waves based on the Galilei transformation.



  The invention was based on the object, using the Doppler effect which also occurs within a moving inertial system with a fixed transmitter, to create a device of the type mentioned at the beginning with which the speed of the absolute movement of the earth in space is at least of the order of magnitude accuracy can be determined by percentages.



  According to the invention, this is achieved in a device of the type mentioned at the outset in that means are provided to measure the speed vector of the absolute movement of the earth in space by measuring a quantity dependent on a real propagation time of electromagnetic waves in at least three spatial directions and which do not fall in the same spatial plane mathematical determination of the scalar size and direction of the speed vector of the absolute earth movement from the measured values and to determine this determination using the relationship
 
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 between the real transit time tL of electromagnetic waves over a transmission path from a transmitter of electromagnetic waves to a receiver of electromagnetic waves located at a distance from the transmitter, the angle alpha between the transmission path and the direction of the absolute movement of the earth,

   the scalar quantity v of the velocity vector of the absolute earth movement and the propagation velocity c of electromagnetic waves takes place, the quantity dependent on the real transit time belonging to a group that includes the real transit time tL itself and the difference
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  between the real transit time tL and the fictitious transit time resulting from the determination of the transit time by phase shift measurement
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 as well as the difference
 
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 between real terms
 
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 on two oppositely directed transmission links of the same length a,

   and that for measuring a real transit time tL the time between the emission of the wave front of an electromagnetic wave from the transmitter and the arrival of this wave front at the receiver and for measuring a transit time difference DELTA t between two real transit times
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  the time difference between the arrival times of the wave fronts of an electromagnetic wave emitted by a transmitter is determined at the receivers arranged at the ends of two equally long, oppositely directed transmission links.



  The decisive advantage of the present device is the direct measurement of the times determining the measurement result, because in contrast to this, in all other relevant methods, in particular in the interferometric measuring method according to Michelson, but also in measuring methods in radio-based range finders such as the so-called one-way range finders ( e.g.

  Global Positioning System), which should also be suitable for speed measurement in the case of a known measuring section, not the time, but a phase shift measured directly and then indirectly the desired variable from the measured phase shift, i.e. the sought movement speed v in the Michelson method and in the case of radio-based range finders the desired measuring section or

   If the measuring path is known, the running tent sought is determined, and since the phase shift of a wave compared to a comparison wave can only be measured when a number of waves corresponding to the transit time from the transmitter to the receiver has arrived in the receiver, and - as already briefly explained at the beginning - the when transmitting from a stationary transmitter to a stationary receiver in a moving inertial system, the Doppler effect in the receiver during the period of arrival of a wave as a result of the movement of the receiver (which takes place together with the moving inertial system) in this period of time is completely canceled out and thus also the frequency change caused by the Doppler effect and dependent on the movement speed v of the inertial system (from fo in the example discussed at the beginning)
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 )
 undone again,

   is the measurement result when measuring a phase shift and determining the propagation time of the wave from the transmitter to the receiver from the phase shift measured in the receiver at the movement speed v of the inertial system (in the example discussed above, therefore, at the transmitter frequency fo, the transmission frequency resulting from the Doppler effect
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  and the reception frequency fo resulting after the reversal of the Doppler effect) is the same as for the movement speed 0 of the inertial system (in the example discussed at the beginning, therefore, for the transmitter frequency fo, the transmission frequency
 
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  and the reception frequency fo), so that the speed of the absolute movement of the earth in space cannot be determined using measurement methods which are based in principle on phase shift measurement.

  In contrast, when measuring the time directly (in the example discussed at the outset, the time from the radiation of the aforementioned initial zero crossing of the considered sine wave to the arrival of this initial zero crossing of the considered sine wave at the receiver), there is no cancellation of the Doppler effect (because the receiver detects the Doppler - Effect only reverses during the period of arrival of the sine wave and accordingly has not yet been reversed at the beginning of this period, so that the distance a between the transmitter and receiver (in the example discussed at the beginning, therefore, is one x times the Distance (cTo - vTo) between the transmitter and the initial zero crossing of the sine wave under consideration after a period of oscillation To amount to a = x.

   (cTo - vTo)) and the measured transit time from the transmitter to the receiver (in the example discussed above, the transit time tL = x. To corresponding to x times the oscillation period To of the initial zero crossing of the considered sine wave from the transmitter to the receiver) the movement speed v des Inertial systems can be determined (in the example discussed at the beginning with
 
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 or with the help of an additional measurement in the direction opposite to the direction of the speed v with the result
 
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 by forming the difference between the two measured times
 
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 with the difference
 
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  The present device can advantageously be designed in such a way that a stationary transmitter of electromagnetic waves above the earth with a transmission frequency above 100 MHz, which lies in a plane from which the earth's axis has a constant distance over its entire length, at least over the period of time from approximately half a revolution of the earth at predetermined times, at regular intervals in succession, in each case simultaneously emitting an electromagnetic wave in all directions of the plane, and that from a preferably at least 8 even numbered even number of stationary receivers, also located above the earth, lying on the plane mentioned a circle with the radius R is evenly distributed around the transmitter at equal angular intervals,

   the exact time of arrival of the wave front of the electromagnetic wave emitted by the transmitter at one of the predetermined times is determined and recorded, and that for each electromagnetic wave emitted by the transmitter at one of the predetermined times for each pair of diagonally opposite one another at an angular distance of 180 ° The time difference DELTA t of the registered arrival times of the wave front or the transit times of the wave front between the transmitter and the receiver is formed for recipients of the said even-numbered plurality of receivers and that the largest of all time differences DELTA t which are formed from the arrival times determined during half a revolution of the earth are formed from the largest. the scalar size of the velocity vector of the absolute movement of the earth in space or

   their relationship
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  too close to the propagation speed c of electromagnetic waves
 
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 is determined and the direction of this speed vector approximately corresponds to the direction in which a vector points from the transmitter to the receiver with the larger of the two arrival times at the time the two arrival times with the named greatest time difference DELTA t are determined.



  In the present device, the transmitter and receiver can advantageously be arranged in the vicinity of the equator in a plane substantially parallel to the earth's surface, preferably over an uninhabited lowland area with low air humidity and relatively low ground reflection. Such an arrangement has the advantage that all the receivers, including the associated mast, to the top of which the receiver is attached, can be of the same design, while in the case of an arrangement of transmitters and receivers in moderate widths, the plane in which the transmitter and receiver are to be arranged , yes, not parallel, but sloping to the surface of the earth, which would inevitably result in different mast heights for the receivers, which would also be less advantageous with regard to possible interference from reflection on the masts.



  In order to achieve the desired measurement accuracy in the order of percent, it is further advantageous with the present device to emit an electromagnetic wave from the transmitter in the same time intervals between 1 and 60 minutes, preferably every 4 minutes (corresponding to an angular degree of the earth's rotation) allow. For the same purpose, 24 (corresponding to 15 angular degrees in said plane) receivers are also advantageously used.



  In the present device, the receivers can advantageously be arranged at a distance from the transmitter of between 1 km and 30 km, preferably 3 km. The lower limit of the limits of this preferred distance range is due to the fact that atomic clocks are currently able to measure units of time of approx. 0.05 ns at best, and that at a speed v APPROX corresponding to the orbital speed of the sun around the galaxy center, the absolute speed Movement of the earth resulting time difference DELTA t at a distance of R = 1 km approx. 5 ns or approx.

   Would be 100 counting units and thus a measurement inaccuracy of 1% would already exist, while with higher distances better measurement accuracy can be achieved in this respect, but on the other hand the disturbing influences on the transmission path increase with the distance, until at distances of more than 30 km these interferences caused measurement inaccuracies are no longer negligible.



  In the case of the present device, the rising edge on the wave front of the electromagnetic wave should also be made so steep that the threshold value of the response sensitivity of the receiver is exceeded within less than 1 ns, preferably less than 0.1 ns. This is also important in order to achieve the desired measurement accuracy, but it can be done without great difficulty e.g. Realizable with a laser pulse source, since a pulse duration of less than 1 ns can already be achieved with laser pulse sources specially designed for short-term pulses and the duration of the rising edge is generally less than 0.1 ns for a total pulse duration of less than 1 ns.

  Because of the resultant expediency of using a laser pulse source to generate the electromagnetic waves, the transmitter in the present device should advantageously have an electromagnetic wave in the frequency range of 10 <1> <3> Hz to 1.5. 10th <1> Radiate <5> Hz, preferably visible or ultraviolet light.



  In a preferred embodiment of the present device, atomic clocks are used to measure the time, in particular the arrival times of the wavefront of the electromagnetic wave at the receivers, and the atomic clocks are synchronized at the same time and at the same location before the first measurement, preferably in the form that in the atomic clocks counters provided for counting the half-waves of the natural vibrations of the atoms are simultaneously set to zero at the same location before the measuring device provided for carrying out the method is set up.



  An advantageous embodiment of the present device is characterized by a transmitter which has a laser beam source perpendicular to the plane in which the transmitter and receiver are located, a conical mirror coaxial with the laser beam axis with a cone opening angle of 90 ° and the conical mirror coaxial with the laser beam axis annular surrounding, of two truncated cone-shaped reflection-free boundary surfaces with a cone opening angle, the at least at a transmitter height h above the ground and a distance R of the receiver from the transmitter
 
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 is formed, comprises beam limiting means, a number of receivers of at least 8,

   Each of which has a photocell and an atomic clock with a counter intended for counting the half or full waves of the natural vibrations of the atoms, and means for determining the count of the same at the moment the wave front of the electromagnetic wave emitted by the transmitter arrives at the photocell of the receiver and for registration of the determined counter reading includes a control and evaluation center, the control means for controlling the times of the radiation of electromagnetic waves from the transmitter and for activating the receiver shortly before and for deactivating the same shortly after the radiation and computing means for the approximate determination of the amount and direction the speed vector of the absolute movement of the earth in space from the registered counter readings,

   the angular position of said plane in space at the first emission of an electromagnetic wave from the transmitter and the time difference between the first and that radiation at which there is the greatest difference between the registered counter readings of a pair of mutually opposite receivers, and data transmission means for transmission the registered meter readings from the receivers to the control and evaluation center and for the transmission of control signals from the control and evaluation center to the transmitter and the receivers.



   With particular advantage, this advantageous embodiment of the present device can be further developed in order to achieve a measurement accuracy with less than 1% error in amount such that 24 receivers are provided and the control means are designed such that they run every 4 minutes after passing through an angular degree of rotation Earth around the earth's axis cause the emission of an electromagnetic wave from the transmitter and that the computing means are designed such that after each emission of an electromagnetic wave from the transmitter from each of the 12 pairs of opposing receivers, the difference DELTA z = z1 - z2 between the in form the first receiver of the pair registered count z1 and the count z2 registered in the second receiver of the pair,

   the amounts <SEP> DELTA e.g. Compare <SEP> of the 12 differences formed and at least the differences DELTA z = z1 - z2 from the recipient pair with the highest amount <SEP> DELTA e.g. <SEP> and of two adjacent pairs of receivers on both sides together with a parameter n indicating the degrees of rotation of the earth since the start of the measurement, corresponding to the number of emits of electromagnetic waves from the transmitter, and from the values resulting during half a revolution of the earth, the 180 highest amounts assigned to 180 individual emissions <SEP> DELTA e.g. <SEP> the maximum amount <SEP> DELTA e.g. Find <SEP> max and out <SEP> DELTA e.g. <SEP> max, the propagation speed c of electromagnetic waves,

   the transmitter-receiver distance R and the time period Tz per counting unit of the counters provided in the atomic clocks of the receivers according to the relationship v APPROX <SEP> DELTA e.g. <SEP> max. Tz. c <2> / 2R determine the magnitude of the speed of the absolute movement of the earth in space and furthermore from the angular position of the plane mentioned in space with the first radiation of an electromagnetic wave from the transmitter, the rotation of the plane in space up to the radiation at yourself <SEP> DELTA e.g. <SEP> max and the assigned parameter nz results in (nz - 1) angular degrees around an axis falling in the plane, running through the transmitter, parallel to the earth's axis and the direction in the plane from the transmitter to the named first receiver with positive DELTA z or 

   to said second receiver in the case of a negative DELTA z by interpolation at least between the DELTA z values stored under the parameter nz, preferably with further inclusion of those under the parameters (nz + 1), (nz + 2) etc.  as well as (nz - 1), (nz - 2) etc.  stored DELTA z values, determine the direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space.  



  Based on the figures below, the invention is explained in more detail below in terms of its theoretical basis and in an exemplary embodiment.  Show it
 
   Fig.  1 The transmission of an electromagnetic wave from a transmitter S to a receiver E in a stationary reference system in which no Doppler effect occurs,
   Fig.  1a to 1i the transmission of an electromagnetic wave from a transmitter S to a receiver E in an inertial system moved with v = c / 2 at intervals of one oscillation period To of the oscillation generated in the transmitter over the time period from 0 to 8To and the resultant Doppler effect,
   Fig.  2a to 2e which are shown in FIGS. 

   1a to 1i shown transmission in the form of Doppler diagrams of the electromagnetic waves emitted by the transmitter S and at intervals of 4To over the period from 0 to 16To and the movement of the inertial system carrying the transmitter S and the receivers E and E * (dashed rectangle) During this period, the spherical propagation of the electromagnetic waves around their place of origin, the significantly lower propagation speed of the electromagnetic waves in the direction of movement of the inertial system than in the opposite direction (Fig.  2c) and the reason for the impossibility of determining the different propagation velocities by means of phase shift measurement (Fig.  2e + 2c),
   Fig. 

   3 shows a Doppler diagram for determining the wavelength lambda of an electromagnetic wave from the period of oscillation To of the oscillation generated in the transmitter, the speed v of the moving inertial system carrying the transmitter and the angle alpha between the direction of movement of the inertial system and the direction of radiation of the transmitter,
   Fig.  4 shows a Doppler diagram to show the directional difference in the direction of propagation of the electromagnetic waves emanating from a transmitter S in a moving inertial system carrying the transmitter and the direction of propagation of these electromagnetic waves in the moving inertial system.
   Fig. 

   5 shows a diagram for determining the propagation speed va and the transit time tL of an electromagnetic wave in an inertial system which moves at the speed v and carries the transmitter of the electromagnetic wave on a transmission path of length a which is at an angle alpha to the direction of movement of the inertial system,
   Fig.  6 shows a schematically illustrated exemplary embodiment of a device for carrying out the present measuring method with a transmitter S and 24 receivers E in a side view in its arrangement in the equatorial region 1 of the earth 2 rotating about the earth axis 4 and also dashed another exemplary embodiment provided as a test device with a transmitter S and 2 receivers E arranged in a north-south direction at an angle of 54.74 ° to the earth's axis 4,
   Fig.  7 that in Fig. 

   6 shows an exemplary embodiment of a device for carrying out the present measurement method with a transmitter S and 24 receivers E in a top view,
   Fig.  8 is a block diagram of the internal structure of a central transmitter 5 and two in opposite directions at the same distance R or  a pair of receivers 6 and 7, arranged by the central transmitter 5, of a device for carrying out the present measurement method as in FIGS.  6 and 7 (with 12 such transmission link pairs) or in Fig.  6 shown in dashed lines (with such a transmission link pair),
   Fig.  9 and Fig.  9a to 9i the transmission of a pulse of an electromagnetic wave from a transmitter S to a receiver E in a stationary reference system (Fig.  9) and an inertial system moved with v = c / 2 (Fig.  9a to 9i) at the same time intervals as in FIGS. 

   1a to 1i to demonstrate the same speed of the wave front of a pulse (Fig.  9a to 9i) as the wavefront of a sustained wave (Fig.  1a to 1i).  
 



  As a theoretical basis for the present measurement method, it must first of all be demonstrated that the reasons previously raised against the measurability of the speed of the absolute movement of the earth in space can be refuted.  



  The main reason for the assumption that the speed of the absolute movement of the earth in space cannot be measured is likely to be the result of the Michelson test: Because despite repeated repetitions with increasingly refined measuring devices and correspondingly higher measuring accuracy, the result of the Michelson test was in any case a speed v = 0 of the absolute movement of the earth in space, a result that could not have been applicable under any circumstances because of the orbit of the earth around the sun. 

  To explain this measurement result, which does not match experience, approx.  10 years after the first implementation of the Michelson experiment by Lorentz, the Galileo transformation, on the basis of which the Michelson experiment was calculated and after which the result of the Michelson experiment was approximately
EMI17. 1
 proportional phase shift between interfering light beams would have to be replaced by the so-called Lorentz transformation, with which the calculation of the Michelson test leads to the result of a phase shift zero between the interfering light beams at any velocities v that matches the measurement result, but at the same time, of course, also a determination is excluded from v by means of this phase shift (which is zero at any v).  



  To explain the measurement result of the Michelson experiment, however, it would not have been necessary to introduce the Lorentz transformation if the Doppler effect had been taken into account when calculating the Michelson experiment on the basis of the Galilei transformation.  In the following, this is initially based on FIG.  1, 1a to 1i and 2a to 2e clearly demonstrated using an example and then generally for the movement of an inertial system with a fixed transmitter and receiver in a direction perpendicular to the connecting straight line between transmitter and receiver and radiation from the transmitter in the direction of the connecting straight line a mathematical derivation based on the Galilei transformation is shown:



  In a stationary reference system, the phase shift of an electromagnetic wave occurring over a transmission path from a transmitter permanently stationed in the stationary system with the movement speed v = 0 to a receiver likewise stationarily stationed in the stationary system with the movement speed v = 0 is proportional to that of the distance between transmitter and receiver corresponding length of the transmission path or more precisely to the running distance s of the wave from the transmitter to the receiver corresponding to the length of the transmission path in the stationary system. 

  If fo is the frequency, To = 1 / fo is the period of oscillation and lambda o = c / fo is the wavelength of the electromagnetic oscillation generated by the transmitter, then according to the relationship f.   lambda = c in the stationary system (in which there is no Doppler effect and the frequency f of the electromagnetic wave on the transmission link is therefore equal to the oscillation frequency fo of the transmitter), the wavelength lambda of the electromagnetic wave on the transmission link is equal to lambda = c / fo = lambda o and thus the phase shift DELTA @ of the electromagnetic wave on the transmission path is the same
 
EMI18. 1
 Fig.  1 shows as an example for comparison with the following with reference to FIG. 

   1a to 1i to be discussed transmission in a moving inertial system an electromagnetic wave in a stationary reference system on a transmission path from the transmitter S to the receiver E of a length of 8 lambda o = 8c / fo = 8cTo at the time t = to + 8To, at which the Wavefront from the transmitter S with the frequency
 
EMI18. 2nd
  and the phase @ = 2f.  (t-to) = 2fo.  (t-to) = omega o (t-to) radiated sine wave A.  sin omega o (t-to) has just reached the receiver E.  Since the running distance s of the wave from the transmitter to the receiver corresponds to the length of the transmission path in the stationary system, the phase shift DELTA @ over the transmission path in FIG.  1 as well as directly from FIG.  1 can be seen immediately
EMI18. 3rd
 



  Using the Fig.  1a to 1i will now be clearly demonstrated that the phase shift DELTA @ over the transmission path assuming the same distance s = c (t-to) of the waves from the transmitter S to the receiver E in the stationary system due to the Doppler effect regardless of the speed of movement v of sender and receiver equal to the phase shift
 
EMI18. 4th
  at v = 0, using the example of one in a stationary system (marked in Figs.  1a to 1i through the two outer delimitation lines of the running path s of the waves in the stationary system) with the speed v = c / 2 in the direction of the connecting straight line from the transmitter S to the receiver E with the inertial system moving at a distance
 
EMI19. 1
 Transmitter S and receiver E stationed fixed to one another (marked in FIGS. 

   1a to 1i by the two position lines indicating the positions of the transmitter and the receiver) and one from the transmitter S as in FIG.  1 generated sine wave A.  sin omega o (t-to) with the frequency fo, the oscillation period To = 1 / fo and the wavelength lambda o = c / fo = cTo.  



  The development of the transmission of an electromagnetic wave in the inertial system moved with v = c / 2 from time t = to or  t-to = 0To, to which the transmitter S as shown in Fig.  1a can be seen at the beginning of the running path s of the waves (left outer boundary line of the stationary system) and just with the radiation of the sine wave A.  sin omega o (t-to) begins at intervals of one oscillation period To up to the time t = to + 8To or  t-to = 8To at which the wave front of the electromagnetic wave emitted by the transmitter S just reaches the receiver E. 

   After an oscillation period To at the time t-to = 1To, the wave front of the wave emitted by the transmitter S, which propagates with the propagation speed c of electromagnetic waves, has as shown in FIG.  1b can be seen from the location of their emission (position of the transmitter S in FIG.  1a) moved forward by cTo = c / fo = lambda o towards the receiver.  In the same period, the transmitter S has turned in the same direction
EMI19. 2nd
 
 moved forward and emitted a full sine wave.  The wavelength lambda of this emitted full sine wave corresponds to the distance between the wave front and the transmitter S at the time t-to = 1To and is therefore as shown in FIG.  1b can be seen immediately as lambda = cTo - vTo = cTo (1-v / c) = lambda o (1-v / c) = lambda o / 2. 

  This radiated full sine wave with the wavelength lambda = cTo (1-v / c) = lambda o / 2 and the frequency
 
EMI19. 3rd
 now moves with the speed of propagation c of electromagnetic waves towards the receiver E, and at the same time the transmitter S radiates another full sine wave with the same wavelength lambda o / 2 and the same during the next oscillation period To up to the time t-to = 2To Frequency 2fo and moves as in Fig.  1c can be seen to advance a further lambda o / 2, and the whole is then repeated with each further period of oscillation To, as in the FIGS. 

   1d to 1i can be seen until the wave front of the sine waves emitted by the transmitter S at the point in time t-to = 8To, like the transmitter S, is stationed in the moving inertial system and has therefore reached receiver E moving together with the transmitter S, and thus at the same time at the end of the running distance s of the waves (right outer boundary line of the stationary system).  



  From the successive Fig.  1a to 1i it is now clearly evident that the wave front (and thus also the waves following the wave front), due to their progress with the propagation speed c of electromagnetic waves within the transmission time 8To, the same travel distance s = 8cTo = 8 lambda o as in the one shown in FIG . 

   1 passes through the dormant system shown, but only the transmission path in the inertial system moved with v = c / 2
 
EMI20. 1
 from the transmitter S stationed in the moving inertial system to the receiver E stationed in the moving inertial system at a distance a from the transmitter S and therefore moves only within the moving inertial system at the rate of propagation
 
EMI20. 2nd
  moved forward, although the wavefront and the subsequent waves proceed even with the propagation speed c of electromagnetic waves.  



  As from Fig.  1i can also be seen, the phase shift is DELTA @ over the transmission path a in the inertial system moved with v = c / 2 in the final state reached at the time t-to = 8To, in which the wavefront just at the end of the transmission path at the receiver E and at the same time at the end the running distance s of the waves has arrived, 8 full wavelengths or  8th .  2 and is therefore just as large as with v = 0 in the 

   1 shown at rest system with the same distance s = 8cTo of the waves, so that this example can already be seen that the phase shift DELTA @ with the same length s of the waves from the transmitter S to the receiver E regardless of the movement speed v of the transmitter and The recipient is what has to be basically

   because the waves propagate at the propagation speed c of electromagnetic waves and therefore the transmission time must be the same for the same distance s of the waves from the transmitter to the receiver and the transmitter emits the same number of waves in the same transmission time and thus over the transmission path regardless of the speed of movement v the same number of waves must be located between the transmitter and receiver, which necessarily results in the same phase shift over the transmission link.  



  The Fig.  1i therefore already immediately shows what has happened to FIGS.  1a to 1i in comparison to Fig.  1 should be clearly demonstrated, namely that the phase shift
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 over the transmission path a = s (1-v / c) in the inertial system moving with the speed v because of the shortened wavelength due to the Doppler effect lambda = cTo (1-v / c) = lambda o (1-v / c) der electromagnetic wave on the transmission line equal
EMI21. 2nd
  and thus with the same distance s of the waves from the transmitter S to the receiver E regardless of the speed of movement v of the transmitter and receiver equal to the phase shift
EMI21. 3rd
 
 at v = 0 and consequently the movement speed v of a moving inertial system in a stationary system cannot be measured by means of a phase shift,

   whereas, in the case of a predetermined transmission distance a, the determination of v = c - va = c - a / tL (= c - 4cTo / 8To = c - c / 2 = c / 2 in Fig.  1i shown) by measuring the transmission time tL is in principle easily possible (provided that suitable technical equipment is available for measuring the usually very short transmission times).  



  The fact that the speed of movement of a moving inertial system in a stationary system can be determined by measuring the transmission time of an electromagnetic wave from a transmitter stationed in the moving inertial system to a receiver also stationed in the moving inertial system must be shown particularly clearly in FIG.  2a to 2e, in which the same development of the transmission of an electromagnetic wave in the inertial system moved with v = c / 2 as in FIGS.  1a to 1i in the form of the spread of the waves emitted by the transmitter S, taking into account the Doppler effect, is shown around the transmitter S, but no longer here at time intervals of one oscillation period To of the transmitter S as in FIGS. 

   1a to 1i, but only at intervals of 4To, but not only for the period from 0 to 8To, until the wave front arrives at the receiver E, as shown in FIGS.  1a to 1i, but for the double period of 0 to 16 tons, until all the waves on the transmission path at the time of arrival of the wave front arrive at the receiver E. 

   The dashed rectangle in the Fig.  2a to 2e symbolize the inertial system moving with the movement speed v = c / 2 with the sinusoidal oscillation A fixedly located therein.  sin omega o (t-to) generating transmitter S and the receiver E fixed at a distance a = 4cTo in front of the transmitter S in the moving inertial system and an additional receiver E * fixed at a distance 3a = 12 cTo behind the transmitter S in the moving inertial system , in each case in the positions of the moving inertial system to the next to the Fig.  2a to 2e specified times (t-to) = 0To, 4To, 8To, 12To and 16To, and the individual circles in these figures represent the geometric locations of the transmitter S at the start of the transmission at the time t-to = 0To in the in Fig. 

   2a shown position emitted wavefront (solid circles), of the transmitter S at the time t-to = 4To in the in Fig.  2b shown position emitted zero crossing between the fourth and fifth wave (dashed circles), that of the transmitter S at the time t-to = 8To in the in Fig.  2c shown position emitted zero crossing between the eighth and ninth wave (dash-dotted circles) and that of the transmitter S at the time t-to = 12To in the in Fig.  2d shown position radiated zero crossing between the twelfth and thirteenth wave (dotted circle) each at the times indicated next to the figures.  



  The figure which shows the development of the transmission at the time the wavefront arrives at the receiver E  2c, one can immediately see that the wavefront (shown by the solid circle) due to the Doppler effect at the same time t-to = 8To arrives at the additional receiver E * three times as far as the receiver E from the transmitter S and consequently already at Time t-to = 8To / 3 would arrive at the additional receiver if it were not arranged at a distance 3a, but at the same distance a from the transmitter S as the receiver E, and accordingly between the arrival of the wavefront at the distance a in front of the transmitter S arranged receiver E and an additional receiver arranged at the same distance a behind the transmitter S, a time difference DELTA t - 8To- 8To / 3 = 16To / 3 occurs,

   from which the movement speed v of the moving inertial system carrying the transmitter and the two receivers according to the following in connection with FIG.  5 still in detail derived on the basis of the Galilei transformation
EMI23. 1
 can be easily determined (in the present case with DELTA t = 16To / 3 and a = 4cTo
EMI23. 2nd
 



  If one wanted to contest the occurrence of such a time difference and claim that even with a moving transmitter, the wavefront of an electromagnetic wave emitted by the transmitter would arrive at the same point in time with two receivers arranged at the same distance in front of and behind the transmitter and moving with the transmitter, then In principle, the assertion is made that there is no Doppler effect in the case of electromagnetic waves emitted by a moving transmitter, but that the electromagnetic waves emitted by the transmitter with the propagation speed c of electromagnetic waves are in the form of concentric spherical coats with the transmitter as the center around the transmitter would spread out and the concentric spherical coats would be taken away by the moving transmitter, and such an assertion would be tantamount to asserting

   that the electromagnetic waves emitted by the transmitter in its direction of movement would propagate at a speed (c + v) corresponding to the sum of the speed of light c and the speed of movement v of the transmitter, an assertion that already arises because of the propagation that is mandatory according to Maxwell's field theory electromagnetic waves at the rate of propagation
EMI24. 1
 prohibited from the outset.  The occurrence of the above-mentioned time difference DELTA t and the possibility of determining the speed of movement v thus given is not only readily apparent from FIG.  2c recognizable, but also indisputable.  



  The representation of the transmission of electromagnetic waves in the form of a sequence of Doppler diagrams as in the Fig.  2a to 2e, however, shows something else essential: namely, while the usual representation of the Doppler effect in the form of only one similar to that in FIG.  2e-looking diagram often gives the viewer the impression that the waves surrounding the transmitter, represented as circles, are being carried along by the moving transmitter, and such an impression (which for the reasons mentioned above contradicts Maxwell's field theory and is therefore incorrect) still from the Fig.  2a to 2e were conveyed if all the circles in these figures had been drawn through, the 

   2a to 2e shown representation of the Doppler diagrams in the form of dotted, dash-dotted, dashed and solid (better still differently colored) circles immediately clearly that each wave propagates circularly (or more correctly spherically shaped) around the location of its origin with the propagation speed of electromagnetic waves (which when looking at e.g. B. 

   all solid circles or all dashed circles in the sequence of figures from top to bottom is directly visible) and that the phase shift occurring in the receiver E or E * when receiving the waves on the transmission path from the arrival of the beginning of the first wave (wave front) to Arrival of the end of the last wave occurs, firstly it can be read directly from the Doppler diagrams and secondly regardless of v the exact distance between transmitter S and receiver E or  E * corresponds.  Because the waves propagate at the propagation speed c of electromagnetic waves, the distance between the receiver E or 

  E * and the wavefront (solid circle) to the (in Fig.  2e) time of arrival of said end of the last wave at the receiver of the time difference multiplied by the propagation speed c of electromagnetic waves between the arrival of the start of the first and the end of the last wave at the receiver (in FIG.  2e at the receiver E, therefore, distance 4cTo and thus time difference 4To and at the receiver E * distance 12cTo and thus time difference 12To), and since in the same inertial system (dashed rectangle) as the transmitter S, the receiver E is permanently stationed or  E * the Doppler effect occurring on the transmission link, as already mentioned at the beginning, is completely canceled when the transmitted waves are received in the receiver and the oscillation caused by the received waves in the receiver E or 

   E * therefore has the same frequency fo and oscillation period To = 1 / fo as the oscillation generated by the transmitter, corresponds to that in the receiver E or  E * phase shift occurring during said time difference, the ratio of this time difference to the oscillation period To multiplied by 2 (in FIG.  2e at receiver E, i.e. time difference 4To and thus phase shift 2.  4To: To = 4.  2 and at the receiver E * time difference 12To and thus phase shift 2.  12To: To = 12.  2), or in short is shown in Fig.  2e the distance between the receiver and the wavefront at receiver E is 4cTo = 4 lambda o 0 4.  2 and at the receiver E * equal to 12cTo = 12 lambda o = 12.  2 and thus corresponds as in FIGS.  2a and 2c can be seen exactly the distance a = 4cTo between transmitter S and receiver E or  the distance 3a = 12cTo between the transmitter S and the receiver E *, so that those in the receiver E or 

  E * occurring phase shift firstly directly from the Doppler diagram in Fig.  2e can be read and, secondly, regardless of the movement speed v of the moving inertial system carrying the transmitter and receiver E and E *, the exact distance between transmitter S and receiver E or  E * corresponds.  



  The representation of the transmission of electromagnetic waves in the form of a sequence of Doppler diagrams in the Fig.  2a to 2e therefore shows, so to speak, at first glance the solution to the problem that arose with the unexpected result of the Michelson experiment: When measuring the length of a transmission link in a moving inertial system by means of a phase shift, the measurement result corresponds exactly to the length of the transmission link, regardless of the movement speed v of the inertial system and is therefore exactly the same as the measurement result that would result at v = 0, so that the attempt made in the Michelson experiment to determine a path difference, which enables the determination of v, between two transmission paths of the same length in the moving inertial system, 

   a phase shift corresponding to the path difference between the two light beams coming from the transmitter to the receiver and interfering there on these different paths had to lead to the result of a path difference zero and thus a phase shift zero between the interfering light beams, which according to the calculation of the Doppler effect not taking into account the Michelson experiment the speed of movement v = 0 of the inertial system could be assigned.  



  In principle, it has already been proven that the result of the Michelson experiment already at the time of the first experiment in 1881, taking into account the Doppler effect in light (or  according to Maxwell's field theory for electromagnetic waves published around 1870) would have been predictable and therefore the introduction of the Lorentz transformation in 1892 to explain the result of the Michelson experiment was superfluous.  



  However, in order to dispel any doubts about the predictability of the result of the Michelson experiment in this regard and also to counter the possible objection from the outset that the Fig.  2a to 2e do not represent any generally valid proof, but would only show a single example with two transmission paths of different lengths at an angle of 180 ° to one another, while in contrast to this, in the Michelson test, the two transmission paths are at an angle of 90 ° to one another and have the same length are generally demonstrated here for any movement speeds v of the inertial system and any angle alpha between the transmission path from the transmitter to the receiver and the direction of movement of the moving inertial system carrying the transmitter and receiver,

   that the phase shift of the vibration caused by the received waves in the receiver, regardless of the speed of movement v of the inertial system and regardless of the angle alpha between the transmission path and the direction of movement of the inertial system, corresponds exactly to the length of the transmission path in the moving inertial system and thus exactly the distance a between the transmitter and receiver and Accordingly, in the Michelson experiment, the change in the angle alpha between the transmission path and the direction of movement of the inertial system caused by the rotation of the test arrangement by 90 ° for each of the two equally long transmission paths at an angle of 90 ° did not change the phase shifts of those arriving at the receiver via the two transmission paths Light rays in the receiver image and therefore no change in the difference between them

   Could result in phase shifts and therefore the shift of the interference fringes in the receiver image expected with the rotation of the test arrangement had to fail to occur.  



  To determine the phase shift of the vibration caused by the received waves in the receiver, frequency f and wavelength lambda of the wave emitted by the transmitter onto the transmission link to the receiver at an angle alpha between the transmission link and the direction of movement of the transmitter and receiver, with the movement speed v to determine the moving inertial system.  The transmitter likes a vibration A.  sin omega o (t-to) with the oscillation period To, the frequency fo = 1 / To or  the angular frequency omega o = 2fo and the phase position @o = - omega oto at time t = 0 and at time t = to or  t-to = 0 at the point Po in Fig.  3 are located and begin to emit an electromagnetic wave at this time. 

  Then the geometric location is that of the transmitter at time t = to or  t-to = 0 wave front of the electromagnetic wave emitted from the location point Po after an oscillation period To at the time t = to + To or  t-to = To the in Fig.  3 represented circle (or  correct the spherical cladding shown in section) around the point Po with the radius cTo = c / fo = lambda o from a wavelength lambda o of the oscillation generated by the transmitter resulting from the propagation speed c of the wavefront and the time period To since the radiation .  During the period from t-to = 0 to t-to = To, the transmitter has changed as shown in Fig.  3 can be seen moving from the point Po in the direction of movement of the inertial system carrying it by the distance vTo and thereby emitting a full wave. 

   The wavelength lambda of the emitted full wave in the direction of the transmission path at an angle alpha to the direction of movement must be equal to the distance that the wavefront in the time from t-to = 0 to t-to = To from the transmitter in the moving inertial system along the Has covered the transmission path, and this path is equal to the distance between the position of the transmitter at the time t-to = To and the intersection P1 of the transmission path emanating from the transmitter with the circle in FIG.  3 (or  more correctly the intersection point P1 of the transmission path through the geometrical location of the wavefront at that time, in FIG.  3 spherical jacket shown in section). 

  Hence, it follows from Fig.  3 for the wavelength lambda of the waves radiated from the transmitter onto the transmission link to the receiver depending on the angle alpha between the transmission link and the direction of movement of the transmitter or  of the inertial system that supports it
EMI28. 1
 



  and for the resulting frequency f of the electromagnetic waves on the transmission link
EMI29. 1
 



  Checking this for lambda and f depending on
EMI29. 2nd
  and alpha apply formulas for an angle alpha = 0 between the transmission path and the direction of movement of the transmitter
EMI29. 3rd
 
 



  Correspondence with the relationships already derived at the beginning for wavelength lambda and frequency f of the wave emitted by the transmitter in the direction of movement
 
EMI29. 4th
 and thus represents the correctness of the above general formulas for lambda and f as a function of
EMI29. 5
  and alpha proven.  



  Using these formulas for the wavelength lambda and the frequency f, the transmitter moving at an velocity that generates an electromagnetic oscillation with the oscillation period To, the frequency fo = 1 / To and the wavelength lambda o = c / fo = cTo Electromagnetic waves emanating from the transmitter and at an angle alpha to the direction of movement of the transmitter and emitted with the transmitter along the transmission path can now be transmitted within a moving inertial system from a transmitter stationed in the inertial system via the transmission link to a receiver stationed in the inertial system mathematically represent their individual phases as follows:



  Electromagnetic vibration generated by the transmitter: (with @o = - omega oto) F (t) = Asin (omega ot + @o) = Asin omega o (t-to) = Asin2fo (t-to)



  Electromagnetic wave emitted by the transmitter onto the transmission path with a factor due to the Doppler effect in the radiation
EMI29. 6
  frequency changed from fo to f at the location of the transmitter
EMI29. 7
 



  Electromagnetic wave radiated by the transmitter onto the transmission link after passing through the transmission link with a phase shift corresponding to the length a of the transmission link
EMI30. 1
  at the location of the receiver stationed at the end of the transmission path at a distance a from the transmitter
EMI30. 2nd
 



  In the receiver, the electromagnetic wave caused by the received electromagnetic wave, due to the cancellation of the Doppler effect when receiving, by a factor
 
EMI30. 3rd
 frequency changed from f to fo
 
EMI30. 4th
 



  For the phase shift DELTA @e of the vibration caused in the receiver by the received waves
EMI30. 5
 compared to the vibration Asin2fo (t-to) generated by the transmitter
EMI30. 6
 



  and as can be seen, this phase shift is exactly the same as the phase shift regardless of the movement speed v of the inertial system carrying the transmitter and receiver and regardless of the angle alpha between the transmission path from the transmitter to the receiver and the direction of movement of the inertial system
EMI30. 7
  which would result at v = 0 with the wavelength lambda o over the transmission path a, and thus corresponds exactly to the distance a between the transmitter and the receiver, and thus the generally valid proof is provided that if the Doppler effect had been taken into account, it would have been predictable from the start that the rotation of the test arrangement by 90 ° during the Michelson experiment could not lead to the expected shift of the interference fringes in the receiver image.  



  If one applies this general proof specifically to the experimental setup during the Michelson experiment (or more precisely to the description of the basic structure of the Michelson experimental setup used in the literature) and designates the semitransparent mirror with G in the experimental setup (according to the common names in the literature), the mirror at the end of the test arrangement (or  of the inertial system carrying the experimental arrangement) with S1 and the mirror at the end of the transmission path perpendicular to the direction of movement of the experimental arrangement (or  of the inertial system carrying the experimental arrangement) with S2 and further with
 a = length of the transmission path in the experimental setup (i.e. H. 

   in the moving inertial system)
 
EMI31. 1
 = Ratio of the speed of movement v of the test arrangement (or  of the inertial system carrying the experimental set-up) for the propagation speed c of electromagnetic waves
  alpha = angle between the transmission path and the direction of movement of the test arrangement
 fo = frequency of vibration in the transmitter
 f = frequency of the waves on the transmission link
 fe = frequency of the vibration in the receiver caused by the received waves
  lambda o =
EMI31. 2nd
 Wavelength (or more correctly the oscillation period multiplied by the propagation speed c of electromagnetic waves) of the oscillation in the transmitter
  lambda = wavelength of the waves on the transmission link
  lambda e = wavelength (or more correctly multiplied by the propagation speed c of electromagnetic waves) the oscillation time in the receiver of the

   received waves caused vibration
  DELTA @ = phase shift over the transmission link
  DELTA @e = phase shift of the vibration caused in the receiver compared to the vibration in the transmitter
 s = path of the waves from the transmitter to the receiver calculated by Michelson
 The following general representation of the various phases of a transmission from a fixed transmitter to a fixed receiver in one and the same moving inertial system results in the following frequencies, wavelengths and phase shifts on the individual transmission links of the Michelson test arrangement:

   


 1.  Transmission path 1 from G to S1, transmitter G, receiver S1
 
EMI32. 1
 


 2nd  Transmission path 2 from S1 to G, transmitter S1, receiver G
 
EMI32. 2nd
 


 3rd  Transmission path 3 from G to S2, transmitter G, receiver S2
 
EMI33. 1
 


 4th  Transmission path 4 from S2 to G, transmitter S2, receiver G
 
EMI33. 2nd
 



  The above list of frequencies, wavelengths and phase shifts on the individual transmission links of the Michelson test arrangement shows that the phase shifts over the pure transmission links also take into account the Doppler effect
 
EMI33. 3rd
 exactly the path of the waves calculated by Michelson
 
EMI33. 4th
  correspond on these transmission links. 

  Of course, this must also be the case because the waves between the transmitter and receiver propagate at the propagation speed c of electromagnetic waves and the path of the waves from the transmitter to the receiver (apart from their dependence on the distance a of the receiver from the transmitter and on the speed of movement v des Transmitter and receiver carrying inertial system and the angle alpha between the direction of movement of the inertial system and the transmission path from the transmitter to the receiver) thus only depends on the propagation speed c of electromagnetic waves, but not on the frequency of the waves and therefore also the change in the frequency of the waves as a result of Doppler effect on the running distance of the waves can have no influence. 

  The error in the calculation of the Michelson experiment was therefore not in the running distances calculated by Michelson, but rather in the fact that when calculating the path difference DELTA s = (s1 + s2) - (s3 + s4) between the running distances (s1 + s2) from semi-transparent mirror G to mirror S1 and back and the running distances (s3 + s4) from the semi-transparent mirror G to mirror S2 and back only the pure running distances have been taken into account, under the implicit condition that the mirrors S1 and S2 are reflected do not move and the reflection is therefore timeless, and this requirement is incorrect. 

  Because a reflection is a physical process in the three phases "reception of the incoming wave by a receivable (receiving antenna), oscillating (oscillating circuit) and radiating (transmitting antenna) structure", "oscillation of the structure" and "radiation of an outgoing wave from the structure" , and such a process with two energy conversions from wave energy into vibrational energy and back into wave energy cannot of course be timeless.  An illustrative example of this is provided by a sun-illuminated red area, because there the red color, which is the only reflected color, must be filtered out of the sunlight containing all colors, and passing a filter is of course not timeless, but, as is well known, requires a finite running time. 

  However, since the fact that a reflection cannot go on timelessly follows directly from Huygens' principle, it cannot be assumed that the calculation of the Michelson experiment was based on absolutely timeless reflections on mirrors S1 and S2, but rather has assumed that the reflection times are negligible and that the reflections at mirrors S1 and S2 can therefore be regarded as timeless. 

  However, the admissibility of such a prerequisite appears - at least in the case of the values from which the Michelson experiment was calculated at the time, i.e. a speed v = 30 km / s corresponding to the earth's orbital velocity around the sun or  v / c = 10 <-> <4>, a distance a between the mirrors S1 and S2 from the semitransparent mirror G of a = 11 m and a wavelength lambda o of the light used of lambda o = 0.59 m - extremely doubtful, because the path difference to be expected with these values
EMI35.1
 



  is only 18.65% of the wavelength lambda o and therefore corresponds to only a time difference of
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  compared to the negligible reflection times in the physically no longer realizable range of less than 10 <-> <1> <7> s should be. It can therefore be assumed that negligible reflection times were taken for granted when calculating the Michelson experiment, and the error in the calculation caused by this inaccurate condition (which is based in principle on the fact that the position of the mirror changes when reflection times are no longer negligible) S1 changed during the reflection) was not recognized.



  Such an error cannot occur when calculating the Michelson test taking into account the Doppler effect, because each of the transmissions on the four transmission links G-S1, S1-G, G-S2 and S2-G each occur with the occurrence of the Doppler effect the wave radiation and cancellation of the Doppler effect occurring on the transmission side during wave reception is to be considered separately, and with a complete transmission comprising the sub-processes "oscillation of the transmitter, wave radiation, wave transmission, wave reception and oscillation of the receiver", the length a of the transmission path caused by the transmission corresponding phase shift
 
EMI36.1
  the receiver vibration against the transmitter vibration is already set, so it doesn't matter

   how long a reflection process lasts from the beginning of the wave reception in the forward transmission to the start of the wave radiation in the back transmission or at what point in time a further phase shift
EMI36.2
 effective retransfer begins. When the Michelson experiment is calculated taking into account the Doppler effect, the duration of the reflection time on the total phase shift has
EMI36.3
  no effect in the case of forward and backward transmission, provided that the reflection time is not arbitrarily set to zero, contrary to its character of a transit time, as in the original calculation of the Michelson experiment, because a reflection time of zero would mean that the mirror would remain in the same position during the reflection ,

   while the cancellation of the Doppler effect during wave reception (multiplication of the oscillation period by
EMI36.4
  and the occurrence of the Doppler effect in the case of wave radiation (multiplication of the oscillation period by
 
EMI36.5
 As already explained at the beginning, are based on the change in the position of the receiver or transmitter or the (receiver, oscillator and transmitter forming) mirror during the reception or radiation of a wave (only a finite time can change by multiplying by the multiplication factor , however, the time zero does not change when multiplying). It can therefore also be said that the Doppler effect had to be taken into account in order to eliminate the error in the original calculation of the Michelson experiment.



  Otherwise, the above list of frequencies, wavelengths and phase shifts on the individual transmission links of the Michelson test arrangement shows that, according to the above general proof, the phase shift
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  the vibration caused by the waves transmitted via the transmission links 1 and 2 and the mirror S1 in the semitransparent mirror G.
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  exactly the same as the phase shift
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  is the vibration which is caused by the waves transmitted via the transmission links 3 and 4 and the mirror 2 in the semi-transparent mirror G, and thus the phase shift difference of the two vibrations
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  is zero and this result changes due to the independence of DELTA @e from alpha even when the test arrangement is rotated by -90 ° to alpha 1 = -90 °,

    alpha 2 = +90 DEG alpha 3 = 0 DEG and alpha 4 = -180 DEG did not change, and due to the lack of change in the phase shift difference when the test arrangement was rotated by -90 DEG, a shift in the interference fringes in the receiver image of the Michelson test arrangement was also not to be expected. It is now proven not only in general, but also specifically for the Michelson test arrangement, that the result of the Michelson experiment would have been predictable from the outset, taking into account the Doppler effect.



  In summary, regarding the question raised above in the context of the discussion of the theoretical foundations of the present measurement method, whether the result of the Michelson experiment is a valid reason for the assumption that the speed of the absolute movement of the earth in space cannot be measured, the following can be determined:



  1. The result of the Michelson experiment was to be expected. On the basis of the Galilei transformation, this necessarily results when the Doppler effect is taken into account.



  The fact that a different result had been expected in the Michelson experiment was due to impermissible neglect in the calculation of the Michelson experiment, in particular the neglect or disregard of the Doppler effect and the neglect of the reflection times or the incorrect assumption of a zero reflection time due to the mirrors of the Michelson experiment.



  2. The knowledge of the "principle of the constancy of the speed of light" on which the special theory of relativity is based, ie the fact that the speed of propagation of electromagnetic waves in a vacuum, in relation to any inertial system, is independent of the movement of this system, is in agreement with Maxwell's field theory, according to the speed of propagation of electromagnetic waves in a vacuum
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  is exclusively dependent on the properties of the vacuum for storing and transmitting electromagnetic energy, i.e. on the dielectric and permeability of the vacuum, but not on movements of any kind.



  The "constancy of the speed of light" has the consequence for the reasons mentioned at the outset that every movement of a transmitter of electromagnetic waves to a Doppler effect for the waves emitted by the transmitter and every movement of a receiver of electromagnetic waves to a "reverse Doppler effect" for the leads waves received by the receiver and the Doppler effect thus occurs not only in the case of relative movements between the transmitter and receiver, but also in the case of absolute movements of the transmitter and the moving receiver first occurs during wave radiation and is then canceled again when the wave is received and the Doppler effect for this reason should have been taken into account when calculating the Michelson experiment.



  An interpretation of the "principle of the constancy of the speed of light" in the sense of equating the speed of propagation of electromagnetic waves with the speed of propagation of the same in a moving inertial system (ratio of the length of a transmission path in the moving inertial system to the time required by the light to pass through it) would therefore be inadmissible because same speed of propagation in all directions in a moving inertial system with a fixed transmitter and receiver would be equivalent to the absence of a transmitter-side Doppler effect and the receiver-side "reverse Doppler effect" would then lead to an oscillation frequency in the receiver that is different from the oscillation frequency in the transmitter, which the Experience contradicts.



  3. Due to the Doppler effect, the propagation speed of electromagnetic waves in a moving inertial system depends on the direction of the transmission path relative to the direction of movement of the inertial system, so that e.g. the movement speed of the moving inertial system can be determined from the difference between the propagation speeds in the direction of movement of the moving inertial system and in the opposite direction.



  4. A determination of the propagation speed of electromagnetic waves in a moving inertial system by means of phase shift measurement, e.g. in the Michelson experiment it is impossible because of the occurrence of the Doppler effect in the wave radiation from a moving transmitter and the cancellation of the Doppler effect when receiving a wave with a receiver moving with the transmitter. The speed of propagation in a moving inertial system can only be determined by measuring the time required by an electromagnetic wave to travel through a transmission path in the moving inertial system or the time difference between the two times required to run through two differently directed transmission paths.



   5. The introduction of the Lorentz transformation to explain the result of the Michelson experiment was superfluous, because the result of the Michelson experiment can be explained on the basis of the Galilei transformation, specifically with the Doppler effect as shown above.



  All theories theoretically underpinning and / or based on the same, and the hypotheses and conclusions drawn in this context, such as the hypothesis of the "Lorentz contraction" and the hypothesis of the "non-existence of a material ether" and in particular also were superfluous The conclusion of a "fundamental unobservability of absolute movements" lacked the necessary basis due to the explanation of the Michelson experiment on the basis of the Galilei transformation or because of the superfluous introduction of the Lorentz transformation to explain the result of the Michelson experiment.



  6. The demand for invariance of physical theories compared to the Lorentz transformation lacks factual justification because the Lorentz transformation is superfluous.



  It should be noted that the so-called relativistic mass increase at movement speeds v that are no longer negligible compared to the speed of light c is based on the Galilei transformation from the Doppler effect or the anisotropy of the spatial energy distribution associated with the Doppler effect, and so on Lorentz transformation is therefore superfluous in this regard too.



  The assumption that the speed of the absolute movement of the earth in space is not measurable is not only based on the result of the Michelson experiment, which has now been over 100 years ago, in which the measured path difference zero was very little different from that in absolute terms Rotation of the test arrangement by 90 ° expected path difference
 
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 (= 2. 0.11 µm = 0.22 µm according to the above derivation), but currently primarily on the practical experience with radio-based range finders, and there in particular on the high measuring accuracy of approx. 10, which is independent of the direction of the measuring section <-> <6> for disposable range finders (such as

  Global Positioning System), in which the length of the measuring section is determined by indirectly measuring the transit time of electromagnetic waves over the measuring section and multiplying the measured transit time by the propagation speed c of electromagnetic waves. However, since the transit time tL of an electromagnetic wave over a transmission path of length a is the same in an inertial system moving at speed v at an angle alpha between the transmission path and the direction of movement of the inertial system after the Galileo transformation
 
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 and thus the product ctL of propagation speed c and transit time tL at alpha = 0 ° and 180 ° equal
 
EMI41.1
 is

   with a speed v = 250 km / s corresponding to the orbital speed of the sun around the galaxy center a maximum tolerance of
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 the measured length
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  compared to the actual length a of the transmission path or, in the worst case, a measuring accuracy of only 0.8. 10th <-3> result against which the actually achieved high measuring accuracy of approx. 10 <-> <6> can practically be regarded as zero measurement error.



  The high measurement accuracy achieved, like the results of the Michelson experiment at the time, only seemed to be explainable by replacing the Galilei transformation with the Lorentz transformation, with which, as already mentioned above in connection with the Michelson experiment, an apparent velocity v = 0 of the absolute movement of the earth and therefore a transit time that is independent of the absolute movement of the earth and the direction of the measuring section
 
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 or a measured length ctL = a which corresponds exactly to the actual length a of the measuring section, but which, on the other hand, would of course also exclude a determination of v by measuring the (with any v zero) difference in the transit times on opposite, equally long transmission sections.



  To explain the high measuring accuracy achieved with the one-way range finders, just as with the Michelson experiment, the Lorentz transformation would not have been necessary at all, because with the one-way range finders it was not the transit time of electromagnetic waves over the measuring section, but the phase shift between a modulation vibration for modulation the carrier oscillation of the transmitter and the demodulated reception oscillation obtained after transmission over the measuring section to the receiver and demodulation in the receiver is measured and has already been demonstrated in general terms in connection with the Michelson experiment,

   that on the basis of the Galilei transformation, taking into account the Doppler effect, results in a phase shift of the vibration caused in the receiver by the received electromagnetic waves compared to the vibration generated by the transmitter, which is independent of the movement speed v of the transmitter and receiver-carrying inertial system and independent the angle alpha between the transmission path from the transmitter to the receiver and the direction of movement of the inertial system is exactly the same as the phase shift resulting at v = 0 and thus corresponds exactly to the distance a between the transmitter and receiver and, as a result, the high measuring accuracy of the one-way range finder can be expected from the start was.



  However, this general proof only referred to unmodulated vibrations, as used in the Michelson experiment, but with unmodulated vibrations, as with the Michelson experiment, one can only measure less than 2 differences in the phase shifts occurring over two different transmission paths, while one measures the absolute phase shift over one Transmission path requires a modulated oscillation with a "wavelength" of the modulation oscillation that is greater than the length of the transmission path, because the measurement result for phase shifts of more than one wavelength or more than 2 would no longer be unambiguous.



   It should therefore be shown in the following using a derivation of the same type as in the above general proof that the same applies to modulated vibrations as to unmodulated vibrations, i.e. the phase shift of the carrier vibration caused by the received electromagnetic waves in the receiver compared to the carrier vibration generated by the transmitter and the phase shift of the demodulated received vibration compared to the modulation vibration on the transmitter side, regardless of the movement speed v of the inertial system carrying the transmitter and receiver and regardless of the angle alpha between the transmission path from the transmitter to the receiver and the direction of movement of the inertial system, is exactly the same as the phase shift that results at v = 0 and so that it corresponds exactly to the distance a between transmitter and receiver:



  To simplify the illustration, an amplitude-modulated oscillation should be considered in which the initial zero crossing of a sinusoidal carrier oscillation FTräg (t) = Asin omega ot at time t = 0 with the initial zero crossing of a sinusoidal modulation oscillation
 
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  coincides and the amplitude-modulated oscillation resulting from the modulation of the carrier oscillation with the modulation oscillation
 
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  is composed of the superposition of three unmodulated oscillations, namely the carrier oscillation with the frequency fo, the upper sideband oscillation with the frequency
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  and the lower sideband frequency
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 For the transmission from the transmitter to the receiver, each of these three unmodulated vibrations can now be considered individually,

   and thus on the transmission path for the frequency f of the carrier wave the frequency (f + fm) of the upper sideband wave and the frequency (f - fm) of the lower sideband wave result according to the derivations carried out above in connection with the Michelson experiment
EMI43.5
 



  with which the transmission of the amplitude-modulated vibration within a moving inertial system from a transmitter permanently stationed in the inertial system via the transmission link to a receiver stationed in the inertial system can be mathematically represented in its individual phases as follows:



  Electromagnetic vibrations generated by the transmitter
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  Electromagnetic waves emitted by the transmitter on the transmission path at the transmitter location, due to the Doppler effect in the radiation by a factor
 
EMI44.2
 changed frequencies from the oscillation frequency fo of the carrier oscillation to the frequency f of the carrier wave and from the oscillation frequency
 
EMI44.3
  the upper sideband oscillation to the frequency (f + fm) of the upper sideband wave and from the oscillation frequency
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  the lower sideband oscillation to the frequency (f - fm) of the lower sideband wave
EMI44.5
 



  Electromagnetic waves emitted by the transmitter onto the transmission link at the location of the receiver stationed at the end of the transmission link at a distance a from the transmitter after passing through the transmission link with the phase shifts of the carrier wave corresponding to the length a of the transmission link
EMI44.6
 
 



  the upper sideband wave
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 and the lower sideband wave
EMI45.2
 
EMI45.3
 



  Electromagnetic vibrations in the receiver caused by the received electromagnetic waves as a result of the cancellation of the Doppler effect on reception by a factor
 
EMI45.4
 changed frequencies from the frequency f of the carrier wave to the oscillation frequency fo of the carrier oscillation and the frequency (f + fm) of the upper sideband wave to the oscillation frequency
EMI45.5
 the upper sideband oscillation and from the frequency (f - fm) of the lower sideband wave to the oscillation frequency
EMI45.6
 the lower sideband vibration
EMI45.7
 
EMI46.1
 



  For the phase shifts
EMI46.2
 the carrier oscillation Asin caused in the receiver by the received waves
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  compared to the carrier oscillation Asin omega ot generated by the transmitter and the demodulated reception oscillation caused by the received waves in the receiver
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 compared to the modulation vibration generated by the transmitter m. sin omega mot results
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  and as can be seen, these phase shifts are exactly the same as the phase shifts, regardless of the movement speed v of the inertial system carrying the transmitter and receiver, and regardless of the angle alpha between the transmission path from the transmitter to the receiver and the direction of movement of the inertial system
EMI46.6
 
 which would result at v = 0 with the wavelengths lambda o and lambda mo over the transmission path a, and thus correspond exactly to the distance a between transmitter and receiver.



  The two phase shifts measure in radio-based rangefinders
 
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 only the phase shift
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 the demodulated receive oscillation compared to the modulation oscillation on the transmitter side, since only
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 Due to the "wavelength" lambda mo of the modulation oscillation which is greater than the length a of the measuring section, a clear measurement result lying in the range from 0 to 2
 
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 delivers. Because a "wavelength"
 
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  is - more correctly an oscillation period
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  the modulation oscillation) corresponds to a phase shift of 2, the measured phase shift corresponds
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 exactly the length a of the measuring section to be measured.

  To achieve the measurement accuracy of 10 mentioned <-> However, the phase shift must be <6>
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 can be measured precisely on angular seconds and the frequency accuracy of the modulation frequency is better than 10 if possible <-> <7>, which would be associated with considerable difficulties in the case of pure amplitude modulation and is therefore realized in the radio-technical one-way range finders by means of pulse code modulation with a repetition frequency of the entirety of the code signals representing a "modulation oscillation" representing the "modulation frequency".



   Because the measured phase shift
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 the demodulated receive oscillation compared to the modulation oscillation on the transmitter side, as demonstrated above, regardless of the movement speed v of the inertial system carrying the transmitter and receiver and regardless of the angle alpha between the measuring path and the direction of movement of the inertial system
 
EMI48.2
 exactly the same as the phase shift
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 which would result at v = 0, the measured length a of the measuring section is also included
 
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 equal to the product of the propagation speed c of electromagnetic waves and the transit time
 
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 which would result at v = 0, i.e. the general idea

   that with radio one-way range finders indirectly via the phase shift
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d of 4 minutes each (corresponding to 1 DEG earth rotation) and the measurement values of the individual measurements are stored for 6 hours each and then combined with measurement values of the measurement carried out after 6 hours to calculate the amount and direction of the speed of movement of the earth, so that then receives 90 values for the magnitude and direction of the speed of movement of the earth, from which extreme values are eliminated and mean values are formed from the remaining values and thus all uncertainties can be eliminated,

   but when carrying out the measurements in the equator area, the total costs for the measuring device and the carrying out of the measurements are influenced only relatively slightly by the number of receivers required for the measuring device, so that the advantage of a restriction to four receivers is of little importance even if possible disadvantages of this limitation as the mentioned measurement uncertainties can be eliminated.



  If one therefore decides to carry out measurements in the equatorial range, it is more expedient to use a larger number of receivers instead of such a restriction to four receivers and thereby to enable an improved procedure which enables a direct measurement of approximate values of the amount and direction of the speed vector allows absolute earth movement and thus also brings with it a greater sensitivity:



  In principle, this improved procedure is based on the fact that, as with the above-mentioned variant of the procedure with 4 receivers, a measurement is carried out every 4 minutes or after 1 DEG earth rotation and the number of receivers and thus the number of transmission link pairs is increased so much that in one of these measurements one of the transmission link pairs has almost the same direction as the speed vector of the absolute earth movement and thus the angle alpha becomes so small that cos alpha can be set to 1 with good accuracy and the two relationships mentioned above for
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  for the relevant measurement and the relevant transmission link pair are as follows:
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  The number of receivers required with this improved procedure depends on the accuracy that the approximation value resulting from the direct measurement of
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 should have. If, for example, 24 receivers E are used, which, as shown schematically in FIGS. 6 and 7, are evenly distributed near the equator in a plane essentially parallel to the earth's surface on a circle with the radius R around the transmitter S, then the angular distance between two neighboring ones is Receivers 360 DEG / 24 = 15 DEG and thus the maximum possible directional deviation between the direction of the speed vector of the absolute earth movement and the direction of the mentioned transmission link pair, which in the above measurement has almost the same direction as the speed vector of the absolute earth movement,

   half 7.5 DEG of this angular distance 15 DEG, so that alpha is a maximum of 7.5 DEG and thus cos alpha is a minimum of 0.9914 and the maximum measurement error
 
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 0.008634 = 0.8634% is therefore less than 1% for 24 recipients. Accordingly, a maximum measurement error of less than 2% would result for 16 receivers, a maximum measurement error of less than 5% for 10 receivers and a maximum measurement error of less than 10% for 8 receivers.



  In the exemplary embodiment of a device for carrying out the present measuring method in the above-mentioned improved method, which is shown schematically in FIGS. 6 and 7, 24 receivers E are provided, which are in the plane 3 essentially parallel to the surface 1 of the earth 2 on a circle with the radius R are evenly distributed around the transmitter S at an angular distance of 15 °. The transmitter S is arranged at a height h above the equator of the earth 2 and lies in the same plane 3 as the receiver E, of which the earth axis 4 corresponds over its entire length to the sum of the transmitter height h and half the earth diameter D / 2 has constant distance (h + D / 2).

  The transmitter S emits an electromagnetic wave in the form of a light pulse in the course of 12 hours, preferably every 4 minutes during the night or in each case after 1 DEG earth rotation in all directions of level 3 over a relatively short period of time, which is generally significantly less than one second out. From each of the 24 receivers E distributed in a circle around the transmitter S, the exact arrival time of the electromagnetic wave or the light pulse emitted by the transmitter S is determined and registered, to the extent possible to 0.1 ns, but in any case to significantly less than 1 ns exactly.

  The registered arrival times are then forwarded in the pause between two light pulses emitted by the transmitter to a control and evaluation center, where the time difference DELTA t of the registered arrival times of the wavefront is formed for each pair of receivers E diagonally opposite one another at an angle of 180 ° is saved.

  From the largest in terms of amount of all the time differences DELTA t, which are formed from the arrival times determined during the 12 hours, and the distance a between the transmitter S and the receiver E corresponding to the radius R, the scalar amount of the speed vector of the absolute movement of the earth in space can then be obtained or its ratio
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 to the propagation speed c of electromagnetic waves with an accuracy of 1% from the above for
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  derived relationship to
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   be determined. The direction of this speed vector corresponds approximately to the direction in which a vector points from the transmitter S to the receiver E with the larger of the two arrival times at the time the two arrival times with the greatest time difference DELTA t mentioned. A more precise determination of the direction can be made with the help of the above relationship
 
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 or in the present case with a = R using the relationship
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 from the other stored time differences DELTA t and the spatial directions resulting from the assigned transmission times and the position of the assigned receiver pairs. It is also possible in this way to determine the absolute value of the speed vector more precisely, provided the time differences DELTA t can be determined with greater accuracy than 1%.



  How big the distance a between transmitter S and receivers E or the radius R has to be made depends primarily on how big the speed v of the absolute movement of the earth in space or how big this speed of the absolute earth movement presumably determining speed of the absolute movement of our galaxy in space, and also of the accuracy with which the time difference DELTA t should be measured and how small the time units can be made in which the time difference DELTA t is measured.



  As the smallest possible unit of time in which the time difference DELTA t can be measured, the duration of a half-oscillation of the natural oscillation occurring in an atomic clock should probably be assumed at present, e.g. for a cesium atomic clock with a natural frequency of 9 192 631 770 Hz or a natural oscillation period of approx. 0.10878 ns, the smallest possible time unit of 0.05439 ns. If one further assumes that the time difference DELTA t should be measured with an accuracy that should be approximately 1% in the worst case, then the time difference DELTA t that is to be measured must not be significantly less than 100. 0.05439 ns, i.e. not less than 5.5 ns.

  In the extremely unlikely event that the speed of the absolute movement of our galaxy would be zero, the lowest possible speed of the absolute movement of the earth in space is the orbital speed of the sun around the center of our galaxy, i.e. 250 km / s. In this case it would result from the relationship above
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 a minimum required radius R or a minimum required distance a between transmitter S and receivers E of
 
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 surrender.



  However, it is certainly not to be assumed that the speed of the absolute movement of our galaxy in space is zero, but, as already mentioned above, it is more likely that due to the relatively high relative speeds of other galaxies compared to our galaxy of up to 50,000 km / s, that the speed of the absolute movement of our galaxy in space is a multiple of the orbital speed of the sun around the galaxy center and is probably well over 1000 km / s.

  Assuming the geometric mean between the highest possible speed of approx. 250,000 km / s and the lowest possible speed of approx. 250 km / s, the speed of the absolute movement of our galaxy should be around 7900 km / s, and if one would assume that the ratio of the speed of the galaxy to the speed of the sun around the galaxy center would be about the same as the ratio of the speed of the sun around the galaxy to the speed of the earth around the sun, if the speed of the absolute movement of our galaxy was about 2000 km / s.

  With regard to the measured relative speeds to other galaxies, it can therefore be assumed that the speed of the absolute movement of our galaxy is probably in the range of around 1000 km / s to 10,000 km / s, i.e. on average around 5000 km / s should lie. This estimate of the speed of the absolute movement of our galaxy is important because at galaxy speeds of 5000 km / s and more, at which the speed of the absolute movement of the earth is practically equal to the galaxy speed, for a measuring accuracy of approx. 1% at least required distance a between transmitter S and receivers E or the minimum required radius R to approx.

   Would decrease 50 m, which would eliminate the difficulties highlighted above with the arrangement of receivers at a height of several kilometers and also the necessity of arranging the measuring device in the equator area to avoid these difficulties.



  For these and other reasons such as the possibility of dispensing with such small units of time as the 0.05 ns mentioned as a measuring unit for DELTA t, and the resultant possibility of dispensing with extremely costly cutting-edge technology for the construction of the receivers in the case of speeds of absolute earth movement over 5000 km / s Before setting up the measuring device described above to carry out the present measuring method with 24 receivers, it is advisable to carry out a preliminary test in which range the speed of the absolute earth movement is approximately.

  For such a test, a measurement accuracy of 10% would be sufficient in the worst case (i.e. at a speed of the absolute earth movement of only 250 km / s), so that one could get by with a distance a between transmitter and receiver of approx. 100 m. In addition, such a test would only require a single pair of transmission links with a transmitter and two receivers, which could be arranged approximately parallel to the earth's surface in Central European latitudes, as indicated by dashed lines in Fig. 6, namely at an angle of 54.73561 ° to the earth's axis in a north-south direction.

  With such an arrangement of the transmission link pair, a first direction which the transmission link pair takes at a first point in time is at right angles to a second direction which the transmission link pair takes up 8 hours after the first point in time, and both the first and the second direction are at right angles to one another third direction, which the transmission link pair takes 16 hours after the first point in time, so that with three measurements at intervals of 8 hours each from the three measured time differences DELTA t1, DELTA t2 and DELTA t3, the speed v of the absolute movement of the earth in space increases
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  can be determined and the direction of movement of the absolute earth movement in the form of 3 angles
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   between the speed vector of the absolute earth movement and the mentioned first, second and third direction. To eliminate measurement uncertainties, a measurement can be carried out in the same way as explained above every 4 minutes or after every 1 DEG earth rotation, whereby then three time differences DELTA t measured at intervals of 8 hours each determine the size and direction form the time differences DELTA t1, DELTA t2 and DELTA t3 of the speed vector of the absolute earth movement. In this way, 120 values are obtained for the amount and direction of the earth's speed of movement, from which the extreme values are then eliminated in order to eliminate measurement uncertainties and mean values are formed from the remaining values.

  Since such a transmission link pair, as previously mentioned, would only have a length of 2,100 m = 200 m and could be arranged approximately parallel to the earth's surface in Central European latitudes, such a test device could be installed with only one transmission link pair or with only one transmitter and 2 receivers without difficulty on the site of a university and would still be within the budget range of university institutes in terms of cost.



  If, however, this cost for a test device is to be avoided at first, one could also use the "Global Positioning System" that has now been set up for a first estimate of the amount and direction of the speed of the absolute movement of the earth in space.

  To do this, one would have to use a so-called "precision code receiver", which firstly receives the exact positions of three satellites at the time of their start of radiation as well as the exact times of the start of radiation by receiving the so-called "navigation messages" and secondly the time shift tbias of the " precision code receiver "existing quartz clock compared to that applicable to the satellites,

   time "tsv" as "GPS time" is determined and via the "navigation massages" the time deviations DELTA tsv applicable to the individual satellites are also transmitted by tsv and therefore for each of the three satellites in addition to the exact position of the satellite at the time of its radiation start and the exact time of the start of radiation can also deliver the exact time in time units of ns for the satellite in question, including its time deviation DELTA tsv.

  With the exact positions of the three satellites at the time of their start of radiation as well as the respective position of a separate receiver arranged on the earth, the distances a1, a2 and a3 of the three satellites from the receiver at the time of their start of radiation and the fictitious from these distances Terms
 
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 from the three satellites in their positions at the time of their start of radiation to the receiver located on earth.

  These fictitious transit times plus transit time errors, which are caused by tropospheric and ionospheric refraction, are determined within the "precision code receiver" from the measured phase shifts of the demodulated received signal compared to the comparison signal generated in the "precision code receiver" and to that of the "precision code receiver" issued position of the same processed. Conversely, the stated runtime errors or their percentage of the fictitious runtimes can be calculated from this output position and the actual position.



  The real terms
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 cannot, however, be determined with the "precision code receiver", because it is not the transit time but the phase shift that is measured, and the transit time is then determined from the measured phase shift, and as has already been demonstrated above, it is not the real but the fictitious one running time
 
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 To measure the real transit times, therefore, a separate receiver is required, which measures the time of arrival of the wavefront sent by the satellite at the start of the radiation at the receiver. Such a measurement is of course only possible if such a wavefront actually exists.

  Now, with the "Global Positioning System", the individual satellites transmit during different, non-coinciding time periods, so that pauses are switched on for each individual satellite between successive transmission time periods and accordingly there is a start of radiation at the beginning of each transmission time period, but also during the pauses in the satellite the carrier is switched off (which would undoubtedly make sense for reasons of energy consumption) or whether only the modulation is switched on at the beginning of the radiation and the carrier remains switched on even during the breaks, could not be determined.

  In the latter case, switching on the modulation would also form a wavefront, but it would be much weaker than if the carrier and modulation were switched on at the same time, and given the fact that the modulation level in GPS is below the natural noise level, it is very likely no longer in the receiver would be perfectly identifiable. So here is a possible handicap for the use of the GPS system for a first estimate of the speed of the absolute earth movement, but this may be overcome by a temporary special control of the satellites caused by the GPS control station to switch off the carrier during the pauses in the transmission of the satellites could, if the control station would be able to do such a control at all.

  However, if it is assumed that a clear wavefront is emitted each time a satellite begins to emit radiation, then the necessary precautions must also be taken so that the wavefront can be clearly identified at the receiving location. For this purpose, a receiver with a pronounced directivity, e.g. uses a horn antenna with a cavity resonator connected directly to the base of the horn, which is precisely aligned with the position of the satellite at the time of the radiation of the wavefront. With such a directional receiver, the modulation level can even be raised so far from the natural noise level that the wavefront caused by the mere activation of the modulation (without switching off the carrier during the breaks) can also be identified.

   The real transit time tL between the time of the emission of the wavefront from the satellite and the arrival of the wavefront at the receiver is then determined in such a way that by means of the precise time, which is output by the "precision code receiver" and is valid for the satellite concerned, at the same time as that of the "precision code supplied "the time of the radiation of the wavefront from the satellite, the supply of counting pulses to a counter is switched on and at the time of the arrival of the wavefront at the receiver by means of a NAND gate located in the counting pulse line and connected via a GHz amplifier to the coupling loop of the cavity resonator is turned off.

  With the measured real transit time tL and the fictitious transit time determined in the manner described above from the position of the satellite supplied by the "precision code receiver" and the position of the receiver
 
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  then becomes the difference
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  between real and fictitious term determined
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  results. With the three spatial directions, which result from the positions of the three satellites provided by the "precision code receiver" and the position of the receiver for the three transmission links from the three satellites to the receiver, and which result from the above relationship for
 
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  resulting relationship
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  between the maturity differences
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  On the three transmission paths and the angles alpha 1, alpha 2 and alpha 3 between these transmission paths and the speed vector of the absolute earth movement, the amount and direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space can then be determined according to the rules of spherical trigonometry.

  However, it should be noted that this only results in a relatively rough approximation for the amount and direction of the speed vector sought, because the runtime errors mentioned above, which are caused by tropospheric and ionospheric refraction, are included in the measured runtime values tL and the differences Can significantly falsify DELTA tL.

  You would therefore have the fictitious terms
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  Correct in the manner indicated above with the aid of the position output by the "precision code receiver" and the actual position of the receiver so that the runtime errors resulting from refraction are compensated for, and then with these corrected fictitious runtimes the differences DELTA tL between real and fictitious Determine the transit time and then the amount and direction of the speed vector sought in order to obtain an at least reasonably correct approximate value which could then serve as the basis for the design of the test device described above.

  With the help of the "Global Positioning System" and an additional simple microwave directional receiver, it could only be proven in principle that the speed of the absolute movement of the earth in space is measurable and in what order of magnitude it is, while for more precise measurements at least the effort for the test device described above with two oppositely directed transmission lines of the same length and atomic clocks in the receivers at the ends of the two transmission lines would have to be driven.



  This shows in FIG. 8 how such a device for carrying out the present measurement method, such as said test device with a transmitter and two receivers or the embodiment schematically shown in FIGS. 6 and 7 with a transmitter and 24 receivers, can advantageously be designed in detail Block diagram shown of the structure of such a measuring device or more precisely a pair of transmission links of such a measuring device with a transmitter 5 and two identically designed receivers 6 and 7, which are arranged in opposite directions at the same distance a or R from the central transmitter 5 (in which in Fig 6 and 7 are 12 such transmission link pairs with 24 receivers E and a central transmitter S in an arrangement as provided in FIG.



  In the measuring device in FIG. 8, the transmitter 5 comprises a laser beam source 8, preferably a neodymium giant pulse laser with a pulse duration of 1 ns and a power during the pulse duration of 109 W (energy radiation 1 Ws / pulse), a laser beam coaxial with the laser beam axis 9 conical mirror 10 with a cone opening angle of 90 ° and the conical mirror 10 ring-shaped surrounding beam limiting means, which are formed by two truncated cone-shaped reflection-free boundary surfaces 11 and 12 with a cone opening angle beta, which is at a transmitter height h above the ground 13 and a distance a or R the receiver 6 and 7 from the transmitter 5 at least
 
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 and a control and evaluation center integrated in the measuring device in FIG. 8 in the transmitter 5.



  This control and evaluation center comprises in its control part in detail as control means for controlling the times of the radiation of electromagnetic waves or laser pulses from the transmitter 5 and for activating the receivers 6 and 7 shortly before and for deactivating them shortly after the radiation of a laser pulse Quartz oscillator 14 acting as a timer with an oscillation frequency of 17.954359 MHz, the 32-stage binary counter 15 working as a frequency divider with a cut-off frequency of 100 MHz, which reduces the frequency of the oscillator 14 to a frequency of approx.
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   Hz at the counter output or

   reduced to output pulses of the counter every 4 minutes (sidereal time), the bistable multivibrator 16 which serves to initiate the radiation of the laser pulses from the transmitter 5 and to activate and deactivate the receivers 6 and 7, which serves as a timer for the activation phase of the receivers 6 and 7 and in the same falling triggering of the laser pulse serving oscillator 17 with an oscillation frequency of 65.536 kHz, the AND circuit 19 serving to connect the output of the oscillator 17 to the counting input of the counter 18 and the 16-stage counter 18 operating as a frequency divider with a cutoff frequency of 250 kHz, which the frequency of the oscillator 17 to a frequency of 1 Hz at the counter output or

   to output pulses of the counter 18 at its one counter output 20 one second after switching through the AND circuit 19 and at its other counter output 21 half a second after switching through the AND circuit 19, and the connecting line 22 from the output of the oscillator 14 to the input of the counter 15 for transmitting the oscillator vibrations as counting pulses to the counter input, the connecting line 23 from the output of the oscillator 17 via the AND circuit 19 to the input of the counter 18 for transmitting the oscillating vibrations as counting pulses to the counter input, the connecting line 24 from the output of the counter 15 to the switch-on input of the bistable multivibrator 16 for transmitting the output pulse of the counter 15, which occurs every 4 minutes, as a switch-on pulse to the bistable multivibrator 16, the connecting lines 25, 26,

   27 and 28 from the output of the bistable multivibrator 16 to the reset input of the counter 16 and the switching input of the AND circuit 19 for transmitting the output signal of the bistable multivibrator 16 as a reset pulse to the counter 18 and as a switching signal to the AND circuit 19, the connecting line 29 to Connection of the output of the bistable multivibrator 16 via the connecting line 25 with the control signal lines 30 leading to the receivers 6 and 7 for transmitting the output signal of the bistable multivibrator 16 via the connecting lines 25 and 29 and the control line 30 as an activation signal to the receivers 6 and 7 Connection lines 31 and 32 from the 1 output of the counter 18 to the trigger signal input of the laser beam source 8 for the transmission of the half-second after the AND circuit 19 has been switched through,

   the laser pulse triggering an output signal of the counter 18 to the laser beam source 8 and the connecting line 33 from the 0 output of the counter 18 to the reset input of the bistable multivibrator 16 for the transmission of the other output signal of the counter which takes place one second after the AND circuit 19 has been switched on and serves as a reset pulse 18 to the bistable multivibrator 16.



  In its evaluation section, the control and evaluation center integrated in the transmitter 5 comprises in each case two computing means for calculating the approximate amount and direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space, two 24-stage binary counters 34 and 35 working as pulse counters with a cutoff frequency of 1 MHz for each transmission link pair from two oppositely directed transmission links of the same length or the associated receiver pair 6, 7 for taking over and counting pulses from the associated receivers 6 and 7, the total number z1 and z2 of the transmission duration on the one or

   corresponds to the other of the two transmission links of the respective transmission link pair, and a computer 36 for forming the difference DELTA z = z1 - z2 between the counter readings z1 of the counter 34 and z2 of the counter 35 reached after the end of the counting and for storing the differences DELTA z of all transmission link pairs or

   All associated receiver pairs 6, 7 after each of the measurements that take place every 4 minutes and for storing the exact times of the individual measurements supplied by an integrated clock and for determining the direction of each transmission link pair in space for each measurement from these times and for storing the assigned spatial direction each saved DELTA z and also to calculate the amounts <SEP> DELTA e.g. <SEP> of the differences DELTA z and to compare them and to save the largest difference in terms of amount <SEP> DELTA e.g. <SEP> after each measurement and to compare these largest differences in terms of amount <SEP> DELTA e.g. <SEP> of the individual measurements to determine the maximum difference in amount <SEP> DELTA e.g. <SEP> max of all measurements and to determine the amount of speed v of the absolute movement of the earth

   in space according to the relationship v = <SEP> DELTA e.g. <SEP> max. Tz. c <2> / 2R from the difference <SEP> DELTA e.g. <SEP> max, the propagation speed c of electromagnetic waves, the transmitter-receiver distance R (or a) and that of a counting unit of <SEP> DELTA e.g. <SEP> max assigned time period Tz and for determining the direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space by interpolation between the DELTA z values surrounding the difference DELTA zmax and the assigned stored directions.

  Furthermore, the control and evaluation center integrated in the transmitter 5 includes in its evaluation part the display device 37 for displaying the values of the amount and direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space determined by the computer 36, the connecting lines 38 and 39 from the counters 34 and 35 to the computer 36 for transferring the counter readings of the counters 34 and 35 to the computer 36, the connecting line 40 for connecting the 1 output of the counter 18 via the connecting line 31 to the computer 36 for transmitting the laser pulse that triggers the laser pulse and thus the time of the measurement determining an output signal of the counter 18 to the computer 36, the connecting line 41 from the computer 36 to the display device 37 and the connecting lines 42, 43,

   44 and 45 from the computer 36 to the reset inputs of the counters 34 and 35 and the control signal line 46 for transmitting a reset signal output by the computer 36 after the acceptance of the counter readings z1 and z2 of the counters 34 and 35 and the processing of the same to the counters 34 and 35 as well via the control signal line 46 to the receivers 6 and 7.



  The receivers 6 and 7 provided in the measuring device in FIG. 8 (and a further 22 such receivers in the exemplary embodiment shown schematically in FIGS. 6 and 7) are, as already mentioned, of identical design and form the one belonging to a pair of transmission links with oppositely directed transmission lines of equal length Receiver pair (12 such receiver pairs are provided in the embodiment in FIGS. 6 and 7).

   Each of these identically designed receivers, that is to say the receivers 6 and 7 in FIG. 8, comprises a photocell 47 which responds without delay and has a response time of less than 0.01 ns and a cut-off frequency above 100 GHz for receiving the laser pulses emitted by the transmitter 5 separate power supply 48 for the photocell 47, which is switched on via the control signal line 30 from the control part 14-33 of the control and evaluation center 14-46 integrated in the transmitter 5 about half a second before the radiation of a laser pulse and about

   half a second after this radiation is switched off again, a threshold circuit 49 connected to the signal output of the photocell 47 with a cut-off frequency of 100 GHz and a threshold value which, to avoid incorrect measurements, is five to ten times the level of the output signal of the photocell 47 at maximum daylight case, a NAND gate 50 connected to the output of the threshold circuit 49 with a cut-off frequency of 100 GHz for interrupting the counting pulse transmission via the counting pulse line 51, a cesium atomic clock 52 operating as a timer with a vibration frequency of 9.19263177 GHz and one of the atomic clocks in the satellites of the "Global Positioning Systems" corresponding frequency constancy of 10 <-> <1> <8>,

   which emits pulses with a repetition frequency of 18.38526354 GHz as counting pulses (their pulse repetition frequency is achieved by multiplying the frequency of the actual oscillator frequency of the cesium atomic clock by approx. 10 MHz), a 41-stage binary counter 53 working as a frequency divider with a cutoff frequency of 100 GHz, which the pulse repetition frequency of the counting pulses delivered by the atomic clock 52 to a frequency of 0.00836064989 Hz at the counter output or

   reduced to the output pulses of the counter 53 every two minutes (sidereal time), another 20-stage binary counter 54 serving as a time indicator with a cut-off frequency above 1 kHz to indicate the time since the synchronization of the atomic clocks 52 of all receivers one after the other in time units of 2 minutes, one with its Counting input connected to the counting pulse line 51 is a 24-stage binary counter 55 with a cut-off frequency of 100 GHz, which is stopped when a laser pulse arrives at the photocell 47 as a result of the interruption of the counting pulse line 51 caused by the photocell 47 and caused by the NAND gate 50, and therefore the specifies the exact time of arrival of a laser pulse in time units of 0.05439 ns, one for counting the count of the counter 55 after the interruption of the pulse line 51,

   also 24-stage binary counter 56 with a cut-off frequency of 1 MHz, an oscillator 57 serving as a counting pulse generator for the counter 55 with an oscillation frequency of 200 kHz, an AND circuit 58 serving to connect the output of the oscillator 57 to the counting input of the counter 56, one for Comparison of the incrementally increasing counter reading of the counter 56 with the counter reading of the counter 55 serving after the interruption of the counting pulse line 51, on the input side connected to all the counting stages of the two counters 55 and 56, with a limit frequency of 2 MHz and a minimum for a response of the Comparator circuit 59 required corresponding minimum comparison period of 0.5 micros, one connected on the input side to the output of the threshold circuit 49,

   for outputting a stop signal to the NAND gate 50 and a switching signal to the AND circuit 58 provided bistable multivibrator 60 with a cutoff frequency of 10 GHz, a connecting line 61 from the output of the oscillator 57 via the AND circuit 58 to the input of the counter 56 Transmission of the oscillator oscillations as counting pulses to the counter input, a signal line 62 connected between the AND circuit 58 and the counter 56 to the connecting line 61 for the transmission of the oscillator oscillations emitted by the oscillator 57 via the AND circuit 58 as counting pulses to the counting input of the counter 34 respectively.

   35, the connecting lines 63, 64 and 65 from the output of the threshold circuit 49 to the switching input of the NAND gate 50 and the switch-on input of the bistable multivibrator 60 for transmitting an output signal of the threshold circuit 49 as an interrupt signal to the NAND gate 50 and as a switch-on signal to the bistable multivibrator 60, the connecting lines 66, 67 and 68 from the output of the bistable multivibrator 60 to the switching input of the AND circuit 58 and via the further connecting line 64 to the switching input of the NAND gate 50 for transmitting the output signal of the bistable multivibrator 60 as a switching signal to the AND circuit 58 and as a hold signal to the NAND gate 50,

   a connecting line 69 from the output of the comparator 59 to the reset input of the bistable multivibrator 60 for transmitting the output signal of the comparator, given the same count of the counters 55 and 56, from the comparator 59 as a reset signal to the bistable multivibrator 60 for the purpose of ending the switching through of the AND circuit 58 and Interruption of the count pulse line 51 through the NAND gate 50, a connection 70 from the count pulse output of the atomic clock 52 to the count input of the counter 53, the connections 71, 72 and 73 from the output of the counter 53 to the reset input of the counter 55 and to the count input of the counter 54 for transmission the output signal of the counter 53 as a reset pulse on the counter 55 and as a count pulse on the counter input of the counter 54, a connecting line 74 from which can be switched on via the control line 30,

   provided for the photocell 47 separate power supply 48 to the photocell 47 and a connecting line 75 from the signal output of the photocell 47 to the input of the threshold circuit 49 for transmitting the output signal of the photocell 47 to the threshold circuit 49 and the end of the control signal line 46 leading to the reset input of the counter 56 for transmission the reset signal output by the computer 36 after the counter readings of the counters 34 and 35 have been taken over and processed by the counter 56.



   The components and connections 49-53, 55, 60, 63-66 and 68-72 provided in the receiver 6 and 7 with cut-off frequencies in the range from 1 to 100 GHz are combined in an integrated circuit, which can achieve up to the high cut-off frequencies 100 GHz is implemented in the gallium arsenide technology developed for high-definition television for such high cut-off frequencies and expediently either also contains the photocell 47 as an integrated component or can also be arranged within an evacuated glass bulb surrounding the photocell 47, in the latter case To limit the number of supply lines to the glass bulb, the counter 56 and the comparator 59 can advantageously also be included in the integrated circuit.



  The mode of operation of the measuring device shown in FIG. 8 or more precisely the one pair of transmission links of such a measuring device shown in FIG. 8 is as follows:



  Before the measuring device is put into operation, all receivers and the transmitter of the measuring device are synchronized in that the counters 53 assigned to the atomic clocks 52 and the counter 15 assigned to the quartz oscillator 14 are simultaneously set to zero at the same location. For this purpose, e.g. a reset input to the counter 15 and each counter 53, not shown in FIG. Approx. 1 m long transmission line with a cut-off frequency of 100 GHz connected, and the free ends of the transmission lines of all receivers and the transmitter are brought together at one point and applied with a pulse of 0.01 ns pulse duration from a neodymium solid-state laser.

  The transit time of the pulses on these transmission lines from the point of application to the counter 53 or 15 is between 3.3 and 4 ns, depending on the relative dielectric constant epsilon rel of the dielectric in the transmission lines, but since the transmission lines are all of exactly the same length, they meet Pulse all at the same time or within a time range of less than 0.01 ns at the counters 53 of all receivers and the counter 15 of the transmitter, so that the counter 15 and the counter 53 (which are on the input side from the connected atomic clocks 52 with a Pulse sequence of approximately 0.05 ns pulse duration) are all set to zero at the same time and then that of the atomic clocks 52 or

   the counting pulses delivered to the quartz oscillator 14 count from zero, the counts of the counters 53 of all receivers because of the high frequency constancy of the atomic clocks 52 from FIG. 10 <-> <1> <8> are the same for almost 2 years at any point in time and only then can the counter readings of counters 53 differ from one another by one counting unit or approx. 0.05 ns.



  When the measuring device in FIG. 8 is started up, the power supplies of the receivers 6 and 7 and, if appropriate, all other receivers (apart from the separate power supplies 48 of the photocells 47) are already switched on because of the atomic clocks 52 and the counter 53 already running, the NAND gates 50 are switched through, the counters 55 run with the same counter reading as the counters 53, the counters 56 are at zero, the bistable multivibrators 60 are in the zero state, the AND circuits 58 are blocked, the oscillators 57 and the counters 54 run, the threshold value circuits 49 are ready for operation and the photocells 47 and their separate power supplies 48 are not switched on.

  Likewise, when the measuring device in FIG. 8 is started up, the power supply to the transmitter 5 is already switched on, the oscillators 14 and 17 and the clock integrated into the computer 36 are running, the computer clock is set to sidereal time, the counters 18, 34 and 35 are at zero, the AND circuit 19 is blocked, the bistable multivibrator 16 is in the zero state, the laser beam source 8, the computer 36 and the display device 37 are connected to voltage, and the bistable multivibrator 16 is not shown in FIG Set signal input constantly fed a set signal that holds the bistable multivibrator 16 in the zero state.



  For the commissioning of the measuring device in FIG. 8, this setting signal is switched off and the automatic further course of the measurements is started. The oscillator 14 outputs on the connecting line 22 to the counter 15 further counting pulses, which let the counter 15 continue to run until within the next 4 minutes after switching off the set signal via the connecting line 24 to the bistable multivibrator 16, which emits a switch-on pulse which bistable multivibrator 16 switches from the zero state to the 1 state.

  With this changeover to the 1 state, the bistable multivibrator 16 emits an output signal which, firstly, via the connecting lines 25, 26 and 27 as a reset signal to the counter 18, secondly via the connecting lines 25, 26 and 28 as a switching signal of the AND circuit 19 and third, via the connecting lines 25 and 29 and the control lines 30 as an input signal to the separate power supplies 48 for the photocells 47 in the receivers 6 and 7 and, if appropriate, all other receivers. The switch-on signal supplied to the power supplies 48 via the control line 30 switches on the separate power supplies 48 for the photocells 47 and thus activates the receivers 6 and 7 and, if appropriate, all further receivers.

  A reset pulse is obtained from the reset signal supplied to the counter 18 via the connecting line 27 by a differentiator provided at the reset signal input of the counter 18, which resets the counter 18 to zero. The switching circuit signal supplied to the AND circuit 19 via the connecting line 28 switches the AND circuit 19 and thus the counting pulse line 23 from the oscillator 17 to the counter 18, so that the counter 18 from the time when the bistable multivibrator 16 switches to the 1 state starts up and, starting from the zero reading, counts the oscillator vibrations emitted by the oscillator onto the counting pulse line 23.

   Half a second after the start of the count, the counter 18 outputs an output pulse to its counter output 21, which is fed via the connecting lines 31 and 32 to the trigger signal input of the laser beam source 8 and via the connecting lines 31 and 40 to the computer 36. With its integrated computer clock set to sidereal time, the computer 36 registers the exact point in time at which this output pulse of the counter 18 arrives via the connecting line 40, which at the same time forms the point in time at which a laser pulse is triggered at the laser beam source 8 and thus the point in time of a measurement,

   and from this registered point in time then calculates the direction of the transmission link pair formed by the transmitter 5 and the receivers 6 and 7 (and, if appropriate, all further transmission link pairs) in space at this time and stores this direction in a memory location, on which, after the measurement, it is then stored the amount of the velocity component of the velocity vector of the absolute earth movement falling in this direction is also stored. In addition, the output pulse of the counter 18 fed to the trigger signal input of the laser beam source 8 via the connecting line 32 triggers the emission of a laser pulse from the laser beam source 8 and thus the implementation of a measurement.

  Half a second after the measurement has been carried out or one second after the start of the count, the counter 18 then outputs an output pulse to its counter output 20, which is fed via the connecting line 33 to the reset input of the bistable multivibrator 16 and causes the bistable multivibrator 16 to be reset to the zero state . As a result, the output signal previously output by the bistable multivibrator 16 to the connecting line 25 is terminated, and thus the switching through of the AND circuit 19 and the supply of counting pulses from the oscillator 17 to the counter 18 are stopped, and also via the connecting lines 25, 29 and 30 also the separate power supplies 48 for the photocells 47 are switched off and thus the receivers 6 and 7 (and possibly all other receivers) are deactivated again.



  The measurement that takes place about half a second before this deactivation of the receiver begins with the emission of a laser pulse from the laser beam source 8. As already mentioned, a giant neodymium pulse laser with a pulse duration of 1 ns and a power during serves as the laser beam source 8 the pulse duration of 10 <9> W, as it has been used for distance measurement according to the radar principle for longer distances up to 30 km.

  The high pulse power of the laser beam source 8 is necessary so that the laser pulse arriving at the photocells 47 all natural light sources such as direct and reflected daylight and also all possible artificial light sources such as e.g. the headlights of cars, etc., far outshine them, thereby making it possible, by means of the threshold value circuit 49, to exclude a response of the receivers to such other light sources and thus to make incorrect measurements impossible. The pulse power of 10 <9> W is however designed for a length a or R of the transmission paths up to 30 km and can be limited if this transmission path length is limited to e.g. 3 km can be significantly reduced.

  In principle, the short pulse duration of only 1 ns can be attributed to the high pulse power, since such high powers of 1 GW cannot, of course, be maintained over a longer period. The short pulse duration of only 1 ns in connection with the high pulse power is of particular advantage for the present measuring method, since the measurement of the time of arrival of the laser pulse in the receiver, as already mentioned, in time units Tz = 0.05439 ns per counter unit of the counter 55 takes place and the rising edge of the incoming laser pulse should therefore be so steep that the relatively high threshold value of the threshold circuit 49 is exceeded within less than 0.1 ns or better still 0.05 ns, because with a pulse duration of only 1 ns Of course, you can expect the duration of the rising edge of the pulse to be less than 0.1 ns,

   and given the very high pulse power, it can also be expected that less than 50% of this rising edge will pass before the threshold value of the threshold value circuit 49 is exceeded. A comparison of FIGS. 9 and 9a to 9i with FIGS. 1 and 1a to 1i clearly shows that in the present measuring method the rising edge of a pulse is to be equated with the wave front of an electromagnetic wave, because such a comparison immediately reveals that the rising edge of a pulse emitted by transmitter S at each of the 9 points in time shown in these figures (t-to) = 0To to (t-to) = 8To at the same point in the area between transmitter S and receiver E as the wavefront of one of Transmitter S emitted electromagnetic wave.

  The same naturally also applies to a laser pulse of 1 ns pulse duration, which is a wave train of several hundred thousand successive electromagnetic waves with frequencies of the order of 10 <-> <1> Is <5> Hz and accordingly also has a real wavefront. In principle, the aforementioned comparison shows that it only depends on the wavefront of an electromagnetic wave emitted by transmitter S or on the rising edge of a pulse emitted by transmitter S, but not whether the transmitter emits the electromagnetic wave until the arrival of the Wavefront maintained at the receiver or not, or whether the pulse width of the pulse emitted by the transmitter is larger, smaller or significantly smaller than the transit time of the rising edge of the pulse from the transmitter to the receiver.

  For this reason, the short pulse duration of the laser pulse emitted by the laser beam source 8 of only 1 ns also has no adverse effects on the present measurement method or the measurement results achievable with it. The high pulse power of the laser pulse of 10 <9> W, on the other hand, makes it advisable to design the conical mirror 10 as a solid metal cone, which is ground and polished to a high gloss on its surface, since the full pulse power of 10 W falls on the conical mirror 10 at the moment of the laser pulse being emitted by the laser beam source 8 without such training there is a risk of damage to the mirror surface.

   The total energy of a laser pulse is 10 <9> W pulse power and 1 ns = 10 <-> <9> s pulse duration is only 1 Ws, but also the energy stored in a metal paper capacitor of 24 mu F charged to 300 V is only approx. 1 Ws, and nevertheless, with a breakdown of the same, the electrode gap of the metal paper capacitor can be 0.1 mm is readily possible to evaporate the entire electrode area in the breakdown area, which is known to be used deliberately in the so-called burnout of metal paper capacitors to eliminate defects in the dielectric. Despite the high pulse power of 10 <9> W, however, is the average power consumption of the laser beam source 8 with a laser pulse every 4 minutes, even with an efficiency of the laser beam source of only 0.1%, only about 4 W and thus negligibly low.



  The laser pulse emitted by the laser beam source 8 strikes at a length a or R of the transmission paths of 3 km (provided that
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  after approx. 10 microseconds for receivers 6 and 7, the time difference between the arrival at one and the other receiver 6 or 7, assuming an assumed speed of absolute earth movement of 5000 km / s, a maximum of approx. 333 ns or about 6129 time units Tz of 0.05439 ns and thus about 6129 counting units of the counters 55 provided in the receivers 6, 7.

  Immediately after the arrival of the laser pulse, the photocell 47, which responds without delay, emits an output pulse which is significantly above the threshold value of the threshold value circuit 49 within a time period of less than 0.1 ns, which depends on the duration of the rising edge of the laser pulse, and which unimpededly triggers the threshold value circuit 49 happens and is supplied via the connecting lines 63, 64 and 65 to the switching inputs of the NAND gate 50 and the bistable multivibrator 60 and the NAND gate 50 in the blocking state and the bistable multivibrator 60 in the 1 state.

  The NAND gate 50, when switched to the off state, interrupts the counting pulse line leading from the atomic clock 52 to the counter 55 within a period of less than 0.05 ns after the time at which the output signal of the photocell 47 exceeds the threshold value of the threshold circuit 49 51 and thus stops the counter 55 which has been running at the same counter reading with the counter 53 up to this point in time with a time delay of less than 0.1 ns after the laser pulse arrives at the photocell 47, so that the counter reading of the counter 55 now at the same time an inaccuracy of a counting unit indicates the time of arrival of the laser pulse at the photocell 47 or the receiver.

  This completes the actual measurement, and the subsequent processes only concern the saving of this measured value, the transmission of the same to the control and evaluation center and the evaluation carried out there, as well as the preparation of the receiver for the next measurement.

  To secure the measured value or to maintain the interruption of the counting pulse line 51 and thus to maintain the count of the stopped counter 55, the bistable multivibrator 60 switched to the 1 state simultaneously with the blocking of the NAND gate 50 delivers within a period of less than 0 , 1 ns after the blocking of the NAND gate 50 and thus still during the arrival of the approximately 1 ns lasting laser pulse at the photocell 47 via the connecting lines 66, 68 and 64, a stop signal to the switching input of the NAND gate 50, which the blocking of the NAND gate 50 is maintained even after the arrival of the laser pulse until the counter reading of the counter 55 has been transferred to the control and evaluation center and the bistable multivibrator 60 is switched back to the zero state by the comparator 59.

  The transfer of the counter reading of the stopped counter 55 to the counter 34 in the control and evaluation center takes place in that the oscillator 57 to the counter 56 via the counting pulse line 61 and the AND circuit 58, which are generated by the bistable multivibrator 60 at the moment of the switchover is switched through to the 1 state via the connecting lines 66 and 67, as long as supplies counting pulses until the counter 56 has reached the same counter reading as the counter 55, and the same counting pulses via the signal line 62 also to the counter 34 in the control and Evaluation center in the transmitter 5 feeds so that the counter 34 is constantly brought to the same counter reading as the counter 56.

  As soon as the counter 56 has reached the same counter reading as the counter 55, the comparator 59 connected to all the count stages of both counters 55 and 56 outputs a coincidence signal on the connecting line 69, which is fed to the bistable multivibrator 60 as a reset pulse and the bistable multivibrator 60 again set back to the zero state and thus the switching signal given by the bistable multivibrator 60 via the connecting lines 66 and 67 to the AND circuit 58 is ended, so that the AND circuit 58 is blocked and thereby the counting pulse line 61 is interrupted and thus the supply of Counting pulses from the oscillator 57 to the two counters 56 and 34 cease upon reaching the same counter reading as that of the counter 55.

  The count of the counter 55 located in the receiver is thus already transferred to the counter 34 located in the control and evaluation center in the transmitter 5. Simultaneously with the blocking of the AND circuit 58 or the termination of the switch-on pulse which until then has been delivered by the bistable multivibrator 60 to the AND circuit 58, that from the bistable multivibrator 60 is also transmitted to the NAND gate via the connecting lines 66, 68 and 64 50 stopped signal and the NAND gate 50 is switched through again so that the count line 51 is no longer interrupted and the counter 55 can therefore be supplied by the atomic clock 52 again via the count line 51 and the counter 55 therefore immediately after the reset of the bistable multivibrator 60 continues to the zero state,

   until, approximately 2 minutes after the arrival of the laser pulse at the photocell 47, at the moment when the counter 53 passes the counter reading 0, by a reset pulse at this point in time from the counter 53 via the connecting lines 71 and 72 to its reset input, also on the is brought to the current counter reading 0 and then again runs with the same counter reading with the counter 53.



  The maximum period of time for the transmission of counting pulses from the oscillator 57 to the counters 56 and 34, at just under one and a half minutes, is somewhat less than the two minutes after which the counter 55 is reset, so that the counter 55 is reset to the counter reading 0 during this transfer is excluded. A possible time shift of the maximum one and a half minute transmission time compared to the 2 minute reset time until an overlap of both times is also excluded because the quartz oscillator 14 in the reduction ratio 1: 512 = 1: 2 <9> runs synchronously with the atomic clock 52 and with the frequency constancy of the quartz oscillator 14 of FIG. 10 <-> <8> such time shifts are limited to fractions of a second per year.

  The time period of the transmission of counting pulses from the oscillator 57 to the counters 56 and 34, which appears to be relatively long, is related to the relatively large number of stages of the counters 56 and 34 of 24 binary stages and the relatively low oscillator frequency of the oscillator 57 of only 200 kHz. The large number of stages of the counters 56 and 34 is necessary, however, because a comparison of the counter readings of two counters by a comparator requires the same number of stages of the two counters and the counter 55 also has 24 binary stages and these 24 binary stages with time units of 0.05439 ns per counter unit are necessary with the present measuring device to determine the upper limit of the measuring range for the speed of the absolute earth movement of 250,000 km / s or
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 to reach.

  By increasing the oscillator frequency of the oscillator 57, however, a corresponding reduction of this one and a half minute counting pulse transmission time would be entirely possible, but with an increase in the oscillator frequency of the oscillator 57 and thus the counting frequency of the counter 56, an increase in the effort for the comparator 59 would also have to be accepted. which is unnecessary given that the one and a half minutes are available.



  The counter readings of the counters 55, which have been transmitted from all receiver pairs of the measuring device to the assigned counter pairs 34, 35 in the control and evaluation center after these one and a half minutes, are now processed by the computer 36. The computer 36 begins processing 90 s after the receipt of the signal indicating the time of the measurement and arriving via the connecting line 40. Before the actual evaluation, the computer 36 can possibly also check the correspondence of the counts of the counters 56 and 34 (or 35) via the line 46 for safety. The means necessary for this are not shown in FIG. 8 to simplify the representation in the measuring device.

  The evaluation begins with the transfer of the counter readings of the counter pairs 34, 35 assigned to the receiver pairs 6, 7 into the computer 36 and the formation of the difference z1-z2 of the counter readings of each counter pair. In order to take into account the possibility that one of the two counter readings of a pair of counters is slightly above the counter reading zero and the other is slightly below the counter reading zero, in the case of one close to the maximum counter reading 2 <2> <4> = 16 777 216 positive difference (z1-z2) subtract the maximum count from the difference and in the case of a negative difference close to the maximum count (z1-z2) add the maximum count to the difference to give the difference correct difference DELTA z = z1-z2.

  The differences ascertained by the computer are then stored in a signed manner on the storage locations already mentioned, on which the assigned directions and the measurement time are already stored. A negative sign of the difference DELTA z means that the speed component of the speed vector of the absolute earth movement corresponding to the difference points in the opposite direction to the stored direction.

  The computer 36 then checks the differences DELTA z determined during this measurement either by designing the measuring device with a multiplicity of receiver pairs (such as, for example, in the exemplary embodiment shown schematically in FIGS. 6 and 7) by comparing the different ones determined during this measurement Differences DELTA z assigned to one another, or if the measuring device is designed with only one pair of receivers, by comparing the correctness of the difference DELTA z determined in this measurement with the differences DELTA z determined in previous measurements (which, for example,

   by converting the DELTA z values into each other using the relationship
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 is possible due to the proportionality of DELTA t APPROX DELTA z) and does not exclude any obviously correct differences that do not fit into the frame by marking them in their assigned storage locations from further processing. In measuring devices with a large number of receiver pairs (as in FIGS. 6 and 7), the amounts are then of the remaining differences DELTA z recognized as at least approximately correct <SEP> DELTA e.g. <SEP> formed from which the difference with the highest amount <SEP> DELTA e.g. <SEP> is selected and saved separately.

  In the case of measuring devices with only one pair of receivers, in which there is only one difference DELTA z for each measurement, not only a difference DELTA z recognized as incorrect, but also the two assigned differences which result 8 and 16 hours later, are excluded from further processing. After marking the differences DELTA z recognized as incorrect, in their storage locations and, if necessary, searching out and separately storing the difference with the highest amount during the current measurement <SEP> DELTA e.g. <SEP>, the computer 36 still sends a reset pulse to the reset inputs of the counters 34, 35 and 56 via the connecting lines 42, 43, 44, 45 and 46, as a result of which these counters are reset to zero and the measuring device is thus set for a new one Measurement is ready.

   The computer 36 can advantageously store the separately stored highest amount <SEP> DELTA e.g. Pass on <SEP> or the speed v resulting from this for preliminary orientation via the connecting line 41 to the display device 37, which displays this speed v if it is greater than the previously displayed speed v.



  In the case of measuring devices with a large number of receiver pairs, a series of measurements, i.e. after 180 measurements, from the separately stored 180 highest difference amounts <SEP> DELTA e.g. <SEP> of the individual measurements the maximum difference in amount <SEP> DELTA e.g. <SEP> max selected and from this for the relationship v APPROX <SEP> DELTA e.g. <SEP> max.

  Tz. c <2> / 2R between the difference <SEP> DELTA e.g. <SEP> max, that of a counting unit of <SEP> DELTA e.g. <SEP> max assigned time period Tz of the counter 55, the propagation speed c of electromagnetic waves and the transmitter-receiver distance R from the computer 36 determines the amount of the speed v of the absolute movement of the earth in space and in the event that a speed v over 30,000 km / s results in a new determination according to the relationship
 
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  made and the speed v determined in this way is displayed in the display device 37. The direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space is determined by the computer 36 by interpolation between which the difference <SEP> DELTA e.g. <SEP> max surrounding DELTA z values and the assigned stored directions determined and also displayed in the display device 37.



  For measuring devices with only one pair of receivers, at the end of a series of measurements, i.e. after 360 measurements, then from the computer 36 from the differences DELTA z stored in the storage locations by combining three differences DELTA z1, DELTA z2, DELTA z3 in succession at an interval of 8 hours according to the relationship
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 a number of difference amounts corresponding to the difference between 120 and the number of marked stored DELTA z values <SEP> DELTA e.g. <SEP> determines from this number of difference amounts <SEP> DELTA e.g. <SEP> then the mean <SEP> DELTA e.g. <SEP> medium formed and from this according to the relationship v APPROX <SEP> DELTA e.g. <SEP> medium.

  Tz. c <2> / 2a between the difference <SEP> DELTA e.g. <SEP> medium, that of a counting unit of <SEP> DELTA e.g. <SEP> by means of the assigned time span Tz of the counter 55, the propagation speed c of electromagnetic waves and the transmitter-receiver distance a determines the amount of the speed v of the absolute movement of the earth in space and in the event that a speed v of over 30,000 km / s results in a new determination according to the relationship
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 made and the speed v determined in this way is displayed in the display device 37.

  In this case, the direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space is determined such that from the number of difference amounts mentioned <SEP> DELTA e.g. <SEP> exactly the mean <SEP> DELTA e.g. <SEP> means the corresponding difference <SEP> DELTA e.g. <SEP> is selected, then from the memory the stored directions of this difference <SEP> DELTA e.g. <SEP> assigned three DELTA z values DELTA z1, DELTA z2 and DELTA z3 and then the direction of the velocity vector of the absolute movement of the earth in space in the form of 3 angles alpha 1 = arccos (DELTA z1 / <SEP> DELTA e.g. <SEP> medium), alpha 2 = arccos (DELTA z2 / <SEP> DELTA e.g. <SEP> medium and alpha 3 = arccos ( <SEP> DELTA z3 / <SEP> DELTA e.g. <SEP> medium) between the speed vector of the absolute earth movement and the ones taken from the memory,

   determine the directions assigned to the three DELTA z values DELTA z1, DELTA z2 and DELTA z3 and can thus be determined by the computer 36. The direction of movement of the absolute earth movement determined in this way is then likewise displayed in the display device 37.



  After completing the series of measurements of 180 measurements in measuring devices with a large number of receiver pairs or 360 measurements in measuring devices with only one pair of receivers and display of the determined amount and direction of the speed vector of the absolute movement of the earth in space in the display device 37, the bistable multivibrator 16 is shown Computer 36 is again continuously supplied with a set signal which holds the bistable multivibrator 16 in the zero state, and the overall measurement comprising 180 or 360 individual measurements is thus ended.



  In summary, it should finally be mentioned that the measuring device described above is designed for a speed range of absolute earth movement from 250 km / s to 250,000 km / s and a range of the transmitter-receiver distance of 1 km to 30 km can achieve a measurement accuracy of 1% within these ranges with the measuring device described above.

   However, since measurements already carried out show that the speed of the absolute movement of our galaxy and with that of our earth in space is in the order of 5000 km / s +/- 50%, the speed measuring range could be significant (e.g. to 2000 km / s up to 20,000 km / s) can be restricted, which means that, with the measurement accuracy remaining the same, the upper limit frequencies of the receiver components can be reduced from 100 GHz to e.g. 10 GHz and thus of course significant simplifications in the construction of the measuring device or a reduction of the minimum required transmitter-receiver distance to e.g. 100 m or partial reductions in both respects.


    
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