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WGUG波导超声陀螺仪是一种力学与超声电子学密切结合的新型陀螺仪。结构上与IFOG干涉型光纤陀螺仪非常相似，区别在于在波导管内传播的是特定的辐射源：超声声波而不是激光，陀螺仪力学理论证明：同样的结构参数，WGUG声学陀螺仪的灵敏度K（标度因数）比IFOG干涉型光纤陀螺仪要高出五个数量级。论据是：这两种陀螺仪的Sagnac萨格纳克效应即空间纯延迟时间都是与波导管内的物源辐射波的传输速度成反比，我们知道光波的速度是每秒三十万公里而声波（包括各种波长的超声波在某气体介质内并保持特定的环境条件）的波速是每秒三百多米，两者之比确有五个数量级。
然而有得必有失，有失必有得，“得”和“失”是会相互转化的，就看我们需要什么，不需要什么，如何去把握。WGUG波导超声陀螺仪与IFOG干涉型光纤陀螺仪相比较，WGUG最宝贵之处是Sagnac萨格纳克延迟变大，测量载体牵连角速度Ω和牵连线速度V的灵敏度K在测量原理的表达式上大大提高了（请注意：牵连线速度V在传统理论中未涉及测量，这在后文将作说明），但WGUG的实时性即频率响应比IFOG差了（不过IFOG中光纤传感部分的实时性较高，但配上二次相位编码线路后，总体指标却低了不少；根据水桶效应，实际中的频率范围高的能达到几KHz，从国外进口的某些样机也就是400Hz而已）；超声波的波长比光波大上千倍，从K的计算公式上看，使标度因数K也损失了近千倍，其实不然，这是为了要折算到相位差ΔΦ上去的一个虚数。波长大一些，更加保证所传播的超声波在波导管内以平面波的形式传输，使传输的超声波相位和幅度更加稳定，从而使声程恒定，就象在IFOG结构中，要千方百计保全互易性结构，保持正反向光程一样稳定一样；为了保证零点漂移及标度因素K的非线性度和稳定度指标，可以采用恒温控制的对称性、互易性好的等声程设计；在电子学方面，WGUG绝对相位的检出，虽然没有现代光学干涉检测技术那样精细，但是却摆脱了A/D 或D/A，仅用普通的高频时序编码线路就可实现多路共用、串--并式转换，用HDL语言自行进行CPLD或FPGA等编程，保持设计者的灵活性和保密性，并可借助当今超声电子学理论和技术的发展，将WGUG固有的本质性缺陷，得到一定程度的补偿；另外比较重要的一
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点是WGUG的材料成本比IFOG低得多，可以把这个课题的研究作为一种业余娱乐和消遣，当然有了初步结果，所购的声学、电子元器件等器材需要讲究一点了。而对于光纤陀螺仪，虽然在理论上向书本和老师们学了一些，但一种元器件和仪器我都买不起，因此只能纸上谈兵，无法亲手动一动，体验一下。在退休前的2002年为所内的研究生编了一本〈光纤陀螺仪及其应用〉内部参考讲义，在此要感谢国内东南大学、北京航空航天大学、武汉理工大学、天津七O七所，杭州七一五所、十院十三所、三十三所、长沙国防科技大学、浙江大学等单位的老师们对我当面教授和指导。
现在WGUG的研究还没有正式起步，也许我们还没了解到相应的信息（可能在国外和国内都属保密范畴），这十年就没一点信息的渠道。以上这些不成熟的看法，还未能得到专业界的确认和评估，我猜想其中可能有一个未发现的致命错误，WGUG的梦想会随时结束。而IFOG和RLG的研究和产业化已有三十多年之久了，特别是本世纪借助了武汉光谷长飞、邮科院等光通讯行业技术和各种器件的发展，相关产品已相当成熟了。而WGUG是惯性专业和超声电子学的结合，以后也有机会借助超声电子学理论、工艺和器件的发展，得到相应的发展和应用。
我们设想的WGUG波导式超声陀螺仪从工作原理上讲，应该可以有测量牵连线速度的长度型和测量牵连角速度的角度型的两种型式，我从学习陀螺专业五十年来，至今未见过有测量线速度的惯性器件，而为什么现在会想设计这种惯性器件呢？这在后面会给出答案。
目前有一项应该走的一个流程：即要向业内专家们咨询和确认WGUG波导超声陀螺仪的工作原理，基本理论和计算公式是否成立？关键技术和关键器件是什么？在哪几个领域需要和可能展开研究和设计工作？最适合的应用的场合和范围什么？需要将何种专业技术融合在一起？市场的需求和应用范围是多种多样的，因此这一百年来，陀螺仪不断地根据市场需求在发展，目前就有各种支承形式的转子式陀螺仪，光导纤维式（FOG），激光式（RLG），MEMS式（速率式）陀螺仪等四大类，而长度式及角度式波导超声陀螺仪（WGUG）能否成为其中新的一员，首先要过第一关，判定工作原理是否成立？
由于笔者缺乏相应的资料，也还未查找到相关的查新渠道，只能先抛砖引
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玉，发表自已的几点拙见，希望老师、专家和工程技术人员批评指正，以共同切磋。
1．从类比性和逻辑上推理，声波在声波导管中传播，与光波一样，同样存在萨格纳克---斐索效应（也称为陀螺效应），可以套用光纤陀螺仪K标度因数计算公式。（根据采用的测量模式，单测头要除以2，双头补偿式，则K的计算公式不变），理由如下：
超声波和光波是位于自然界频谱线的低高两端，其传播都符合波动学说运动方程。声波包括超声波是一种机械振动波，我们这里特指的是其中疏密相间的纵波。不管波长λ是多少，传播速度V1只取决于介质的弹性系数和密度，在恒定的环境条件下在惯性坐标系中视作固定不变的；而这个介质可以是某种气体或混合气体，或者是某种液体或混合液体，也可以是固体，但不同的介质有不同的传输速度。WGUG的要害是物源辐射波速的稳定性，光波是一种电磁波，属横波，有X-Y两个偏振面组成，光波在真空中传播速度c是最快的，而且根据爱因斯坦狭义相对论的观点c是固定不变的。
例如多普勒效应是奥地利数学物理学家多普勒在1842年火车道口发现的声波变化规律，其物理意义是：站在火车道口的人听到迎面而来火车鸣叫声与离背而去的鸣叫声的声调是不一样的。迎面而来的声调高，离背而去的声调低。注意这是站在地面上的人观察运动着的火车上的鸣笛声，也就是说，在绝对坐标中观察有着牵连运动V的载体火车上的鸣笛声物理现象。这是火车的牵连运动V（车速）影响到鸣笛即声波的频率。他于1842年首先提出了这一理论，主要内容为：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高 （蓝移blue shift）；当运动在波源后面时，会产生相反的效应。波长变得较长，频率变得较低 （红移red shift）；波源的速度越高（V/ V1 比值），所产生的效应越大。根据波红（蓝）移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。
物理学认为：所有波动现象都存在多普勒效应。
具有波动性的光也会出现这种效应，它又被称为多普勒-斐索效应.。因为法国物理学家斐索（1819~1896年）于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释，指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.。光波与声波的不同之处
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在于，光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去，则光的谱线就向红光方向移动，称为红移；如果恒星朝向我们运动，光的谱线就向紫光方向移动，称为蓝移。
这是多普勒效应声波与光波的相似性，从科学家发现的次序来说，先有声波（1942年），后有光波（1946年）的多普勒现象理论解释。而多普勒效应与萨格纳克----斐索效应这二种物理现象属于同根同源，既然光纤陀螺仪的萨格纳克效应成立，从逻辑上讲，声波的萨格纳克效应也应该成立。
现在IFOG光纤陀螺仪的工作原理，业界都无疑虑，而且标度因数K的计算公式是经产品多次验证过的。现在在相似的结构中，将光替换成超声波，在逻辑上也应该成立。其实，萨格纳克---斐索效应（视为陀螺效应）在本质上也就是多普勒频差效应，只不过多普勒效应是观察者在绝对坐标系地面上观察到的运动载体上的声波传输到地面上的物理现象，而陀螺效应是观察者在载体坐标系中（运动着的火车）观察到的声波传输的物理现象，它们是同一种振动波与牵连运动V的关系描述。只不过观察者站在不同的坐标系中来观察这个物理现象。在载体坐标系中，观察者观察到：波的传播是因为牵连速度V而使波在载体坐标系中传播速度变慢了。其变慢的时间差Δt与牵连速度V有关。结果可以统一用传播波的波长的相位差来衡量。也就是观察者站在载体坐标系来观察，从发射器到达接收器的时间变长了。ΔΦ= KΩ，这表明只要测出ΔΦ，观察者在载体坐标系这个所谓的“黑屋子”中，只要测到自身的IFOG或WGUG的ΔΦ这个相位差，就能得到所在载体的牵连速度Ω。而不必用雷达、用声呐或GPS ，用光学窗口观察星光位置的方法得到导航的辅助数据，所以其实用意义，特别在武器装备上的应用是很大的。
2．何为惯性？牛顿力学三大定律认为：如果某个物体或系统处于静止或匀速直线状态，只要没有外力的作用，该状态会一直保持下去，这就是所谓的惯性。由此可引伸出，在一个“黑屋子”里，没有另开一个对外联络的天窗（如GPS、声纳、雷达、光学天文等），是无法判断自身是处在静止状态呢，还是匀速直线运动状态？笔者受传统理论的影响，认为惯导系统，只有利用加速度计，首先得到[AX，AY，AZ]三个坐标的线加速度，通过一次积分得到[VX，VY，VZ]直线速度，通过二次积分得到[X，Y，Z]，再加上零点坐标[X0，Y0，Z0] ，从
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而完成运动载体在直角坐标中的位置推算。而按照本文的推算，如果在载体上通过直线式WGUG就能一下子测得[VX，VY，VZ]三个一次量，对载体的实时定位和推算不是更简洁了吗？那为什么至今并无此设计方案出台呢？难道用直线式IFOG（实际上不存在）是无法得到这个检测量吗？
通过本文的论证和演算，笔者认为：IFOG干涉式光纤陀螺仪是一个多圈式的载体角速率测量传感器，也就是一种角度微分陀螺仪，在进行理论论证时，常用一根光纤作为一个微型单元ΔL来演算萨格纳克空间延迟Δt，然后作为环状的一部分，将V=Ω*R，切向线速度与牵连角速度Ω联系起来，如果绕成环状，再叠加成线圈状，只要R相同，所有线段的切向线速度都是一致的，这个萨格纳克空间延迟Δt，是可以叠加成ΣΔt的，由此，灵敏度可以如此Σ上去 。因此有N圈的光纤陀螺仪K是比单圈的IFOG大上N倍，这就为测量微角速度例如地球自转角速度Ω=7.27 *10 -5弧度/秒创造了条件。 而实际上，为了测量某一方向的线速度，在几何学上，除了增加IFOG的敏感长度L之外，是无法象角速度测量一样绕成线圈的形式的，所以在实际使用中，并不会有实用的直线式IFOG装置问世。例如L = 1m ，光纤的萨格纳克延迟Δt=3.33ns = 3.33 *10^-9s ,
在牵连角速度Ω=7.27 *10 ^5弧度/秒,R=0.15m的作用下,L = 1m的光纤 只能产生牵连位移ΔL = 2.4209*10^-14 (m ) = 2.4209 *10^-5 (nm) 该量实在太小了,目前最先进的测量法都无法测出来。如果我们放宽要求：增大被测的线速度V数值，假设牵连线速度V = 1m/s ,理论上 牵连线位移ΔL = 3.33(nm),用光波干涉法也很难测量好,所以工程界还是无法设计和生产出实用的牵连线速度测量仪表。这是笔者的推测，是否事实，可以商讨。
如果我们使用直线式WGUG波导超声陀螺仪，进行推算，推算结果的数据就大不一样了，例如，重复上述参数： L = 1 m ,V = 1m/s，超声波波速V1 = 340m/s , (若αF= 0 )（简单化一点，我想αF一般总是有一点的，查不到资料，但可以设计实验装置对相关物质进行实测，不过这是一项基础性研究）Δt= = 2.941*10^-3(s) , 牵连位移ΔL =Δt* V = 2.941 (mm ),如果波长λ=8.5 mm ,主频采用80MHZ，一个波长可细分成2048个相位码,那么,在V=1m /s 时,WGUG所测得的相位码可为708.37个。这个数字量就有实用的价值了。
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因此，我们可以得到推论：采用直线式WGUG 即管式波导超声波陀螺仪就可以测量一般工程所需要的线速度值。另外提高WGUG转换线路的主频可以提高牵连线速度V测量的分辨率。不过这会受到WGUG传感器精度、噪声、非线性度和稳定度的制约，在实际测量工程中，决定分辨率的电子细分数总是受限制的，只能采用兼顾和中庸的方案。
3．作为一种新型测量装置，其工作原理和计算公式先要请专业内和相关专业的专家、老师进行审核、确认，并按惯例，进行专家鉴定和评估，因为这是一门学科，不是一个赌博，也不能仅是猜想，而是要用实际数据反复得到证明了的客观规律。任何人都要尊重这个自然规律。当然如能走下去，根本的要有一套标准的定性和定量试验仪器及测试标准，最后进行计量认证也必不可少。这就有大量的基础性的计量、定标等等工作要做。因为WGUG波导超声陀螺仪，因为目前还没有国内外的相关参考资料，只能走一步看一步，逐步稳步地推进。正如有的专家和老师所指出的，一个创新产品，要建立一套理论体系和计量标准是很不容易的事。希望有个团队来承担和推进该项工作。
希望能先查清国内外有无这种发明专利，再筹备做一次定性分析试验，而后决定走向，这样比较稳妥。
参考文献
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运动光纤中两个相反方向传播时间差 2013年7月 百度贴吧 12．百度百科 多普勒效应 20130715网上阅读资料
13．程建春 田静 主编 中国声学进展 （创新与和谐）科学出版社 2008年8月 14．李科杰 主编 新编传感器技术手册 国防工业出版社 2002年1月
附件二.
波导超声陀螺仪（WGUG）工作原理 萨格纳克效应及斐索牵引验证实验设计
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WGUG的工作原理涉及到相对论及萨格纳克效应的电磁理论，多普勒效应，麦克斯韦方程等基础数学物理等理论概念，包括狭义相对论和电磁学，旋转系中的电磁学，旋转的环形介质波导中的情形等等，笔者参阅了相关文献还难于理解和说清。现从工程实验的角度设计一套定性到定量的实际实验装置，如果数据基本吻合，则可以证明WGUG工作原理和实际应用的可行性。
1．假定有一个WGUG管，长度L=1m，两端装上超声发射器A，和超声接收器B，中间密封气体，固定弹性系数和密度，温度恒定。假定测得速度V1=340m/s。f = 40KHZ，λ = 8.5mm。现实验设计程序如下：
（1）当WGUG静止时，超声波从发射器发射40KHZ超声波纵波，V1=340m/s波长从发射器像尺子一样度量WGUG管，经过Δt = L/V1 =2.94*10^-3 (s) = 2.94(ms)，到达接收器，该检测时间编码ΔT = 117.6470( * 25μs )
对应发射器到接收器之间的位置编码，Φ= L /λ = 117.6470 即得到117.6470个的数字编码。表示距离是:117.6470 *8.5(mm) =1（m ）； 也可以用超声波测量发射器到接收器的渡越时间
T = L / V1 = 1（m）/ 340（m/s）= 2.9411 (ms) = 117.644(*25μs) 表示内含有117.644个25μs 的时间单位。每个单位相当于波长λ=8.5mm,即L = 1m 有
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117.644个波长λ=8.5mm的长度；
（2）当WGUG管以V= 1m/s 速度顺着超声波发射方向均匀移动时，问：接收器端的编码会不会改变？
A。若不变，说明在载体坐标系中，超声波在管内相对WGUG管的速度还是V1=340m/s ，萨格纳克效应不存在。
B。若此时超声波波速V1变成V1+V （绝对速度等于牵连速度+相对速度），那么Δt = L/（V1+V）= 1（m）/ 341（m/s）= 2.934(ms) 此时检测时间编码ΔT =117.6 (*25μs)
引入斐索牵引概念，V1 = V1 + αF *V αF为斐索系数，应在[0，1]之间 此时表示全牵引，ΔT =117.6 (*25μs) 比静止时少了0.0470 (* 25μs)的时间。 C．若此时超声波波速V1变成V1+αF *V（绝对速度等于有αF系数的牵连速度+相对速度），若αF= 0，表示牵连速度影响不了超声波波速，则Δt = L/V1 = 2.94*10^-3 (s) = 2.94(ms)，超声波渡越L的时间ΔT = 117.6470( * 25μs ) 该情况是不考虑萨格纳克效应存在。
D．考虑萨格纳克效应存在，L = 1m ，V=1m/s V1=V1+αF *V ，αF = 0 时，V1=V1=340m/s，Δt = L/V1 =2.94*10^-3 (s) = 2.94(ms)，到达接收器，该检测时间编码ΔT = 117.6470( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=1m/s的速度又外移了Δt = 2.94(ms)，接收器端面B的位移ΔL=Δt *V= 1*0.00294 = 2.94(mm)，该位移是萨格纳克现象造成的。说明超声波波阵面还未接触到接收器，必须以V1速度继续行进Δt1 = ΔL/ V1 = 2.94(mm)/340(m/s) = 8.647(μs ) , 折算成周期的倍数为：Δt1 = 0.34588(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL1的距离，ΔL1=Δt1 *V = 8.647(μs)*1(m/s) = 8.648(μm)， 近似看作接收到信号。则接收器此时显示值应为： ΣT = ΔT +Δt1 = 117.6470( * 25μs ) +0.34588(* 25μs ) = 117.9929(* 25μs ), 第一项为位置编码值(不考虑斐索牵引的影响),第二项为萨克纳克速引起的相位值变化,若电路将一个波长细分为2^12 = 2048 那么应该比静态位置编码多出708.36个相位数码。
E．考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=1m/s ，V1=V1+αF *V ，αF = 1时 V1=V1+V=341m/s，Δt = L/V1 =2.932*10^-3 (s) = 2.932(ms)，到达接收器，该检
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测时间编码ΔT = 117.28( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=1m/s的速度又外移了Δt = 2.932(ms)，接收器端面B的位移ΔL=Δt *V= 1*0.002932 = 2.932(mm)，该位移是萨格纳克现象造成的。说明此时超声波接收器的B面还未接触波阵面，行波继续按V1=V1+V=341m/s，的速度推进，经过 Δt1 = ΔL/ V1 = 2.932(mm)/341(m/s)= 8.598(μs ) , 折算成周期的倍数为：Δt1 = 0.34392(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL1的距离，ΔL1=Δt1 *V = 8.598(μs)*1(m/s) = 8.598(μm) ，此时近似看作接收到信号。则接收器此时显示值应为：
ΣT = ΔT +Δt1 = 117.28( * 25μs ) +0.34392(* 25μs ) = 117.6239(* 25μs ), 第一项为位置编码值(内含斐索牵引系数αF = 1 的影响)第二项为萨克纳克速引起的相位值变化,若电路将一个波长细分为2^12 = 2048 那么应该比静态位置编码多出704.35个相位数码。
F。考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=1m/s ，V1=V1+αF *V ,αF = 0.5时 V1=V1+V=340.5m/s，Δt = L/V1 =2.937*10^-3 (s) = 2.937(ms)，到达接收器，该检测时间编码ΔT = 117.48( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=1m/s的速度又外移了Δt = 2.937(ms)，接收器端面B的位移ΔL=Δt *V= 1*0.002937 = 2.937(mm)，该位移是萨格纳克现象造成的。说明此时超声波接收器的B面还未接离波阵面，行波继续按V1=V1+V=340.5m/s，的速度推进，经过
Δt1 = ΔL/ V1 = 2.937(mm)/340.5(m/s)= 8.626(μs ) , 折算成周期的倍数为：Δt1 = 0.3450(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL1的距离，ΔL1=Δt1 *V = 8.626(μs)*1(m/s) = 8.626(μm) ，此时近似看作接收到信号。则接收器此时显示值应为：
ΣT = ΔT +Δt1 = 117.48( * 25μs ) +0.3450(* 25μs ) = 117.825(* 25μs ) , 第一项为位置编码值(内含斐索牵连系数αF = 0.5的影响),第二项为萨格纳克效应引起的相位值变化,若电路将一个波长细分为2^12 = 2048 那么应该比静态位置编码多出685.06个相位数码。
结论：比较D。/ E。/ F。三种状况，在V / V1 = 1（m/s）/ 340（m/s）即牵连线速度 / 超声波波速之比为 0.2941%时，斐索牵引系数αF 影响如下。
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αF=0 牵连速度V=1m/s 即+3.6Km/h L=1m 长度和速度编码应为117.9929； αF=0.5 牵连速度V=1m/s 即+3.6Km/h L=1m 长度和速度编码应为117.825； αF=1 牵连速度V=1m/s 即+3.6Km/ /h L=1m 长度和速度编码应为117.6239； 参考值 V=0 m/s L=1m 长度编码为117.6470 验证后对数据进行分析。
G．考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=10m/s ，V1=V1+αF *V ,αF = 0时 V1=V1+V=340m/s，Δt = L/V1 =2.941*10^-3 (s) = 2.9411(ms)，到达接收器，该检测时间编码ΔT = 117.647( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=10m/s的速度又外移了Δt = 2.9411(ms)，接收器端面B的位移ΔL=Δt *V= 10*0.002941 = 29.411(mm)，该位移是萨格纳克现象造成的。说明此时超声波接收器的B面还未接触波阵面，行波继续按V1=V1+V=340.m/s，的速度推进，经过Δt1 = ΔL/ V1 = 29.411(mm)/340.(m/s)= 86.503(μs ) , 折算成周期的倍数为：Δt1 = 3.4601(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL1的距离，ΔL1=Δt1 *V = 86.503(μs)*10(m/s) = 865.03(μm) ，此时还不能看作已接收到信号。需再做一次计算，设超声波按V1继续向前，走完L1= 865.03(μm)，还需要Δt2 = L1/ V1 = 865.03(μm) /340.(m/s)= 2.5442(μs )=0.1018(* 25μs) 则接收器此时显示值应为：
ΣT = ΔT +Δt1+Δt2= 117.6470( * 25μs ) +3.4601(* 25μs ) +0.1018( * 25μs),第一项为位置编码值(不含斐索牵引系数αF = 0的影响),第二项+第三项为萨格纳克效应引起的相位值变化,: ΣT = ΔT+Δt1+Δt2=117.647( * 25μs ) +3.4601(* 25μs ) +0.1018( * 25μs) = 121.2089( * 25μs)，若电路将一个波长细分为2^12 = 2048 那么应该比静态位置编码多出7294.7712个相位数码。 H．考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=10m/s ，V1=V1+αF *V ,αF = 1时 V1=V1+V=350m/s，Δt = L/V1 =2.857*10^-3 (s) = 2.857(ms)，从发射器到达接收器，该检测时间编码ΔT = 114.28( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=10m/s的速度又外移了Δt = 2.857(ms)，接收器端面B的位移ΔL=Δt *V= 10*0.002857 = 28.57(mm)，该位移是萨格纳克现象造成的。说明此时超声波接收器的B面还未接触到波阵面，行波继续按V1=V1+V=350.m/s，的速度推进，经过Δt1 = ΔL/ V1 = 28.57(mm)/350.(m/s)= 81.6285(μs ) , 折算成周期的倍数
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为：Δt1 = 3.2651(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL1的距离，ΔL1=Δt1 *V = 81.6285(μs)*10(m/s) = 816.285(μm) ，此时不能近似看作已接收到信号。还需做一次迭代，设超声波按V1=350m/s继续向前，走完L1= 816.285(μm)，还需要Δt2 = L1/ V1 = 816.285(μm) /350.(m/s)=2.3322(μs) =0.0932(* 25μs) 则接收器此时显示值应为：
ΣT = ΔT +Δt1+Δt2= 114.28( * 25μs ) +3.2651(* 25μs ) +0.0932( * 25μs) = 117.6386( * 25μs )；第一项为位置编码值(内含斐索牵引系数αF = 1的影响),第二项+第三项为萨格纳克效应引起的相位值变化, Δt1+Δt2=3.2651(* 25μs ) +0.0932( * 25μs) = 3.3583( * 25μs)，若电路将一个波长细分为2^12 = 2048 那么应该比静态位置编码多出6877.798个相位数码。
I。考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=10m/s ，V1=V1+αF *V ,αF = 0.5时 V1=V1+V=345m/s，Δt = L/V1 =2.8986*10^-3 (s) = 2.8986(ms)，到达接收器，该检测时间编码ΔT = 115.942( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=10m/s的速度又外移了Δt = 28.986(ms)，接收器端面B的位移ΔL=Δt *V= 10*0.0028986 = 28.986(mm)，该位移是萨格纳克现象造成的。说明此时超声波接收器的B面还未接触波阵面，行波继续按V1=V1+V=345.m/s，的速度推进，经过Δt1 = ΔL/ V1 = 28.986(mm)/345.(m/s)= 84.017(μs ) , 折算成周期的倍数为：Δt1 = 3.3607(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL1的距离，ΔL1=Δt1 *V = 84.017(μs)*10(m/s) = 840.17(μm) ，此时不能近似看作已接收到信号。需做一次迭代计算，设超声波按V1继续向前，走完L1= 840.17(μm)，还需要Δt2 = L1/ V1 = 840.17(μm) /345.(m/s)= 2.4353(μs )=0.0974(* 25μs) 则接收器此时显示值应为：
ΣT = ΔT +Δt1+Δt2= 115.942( * 25μs ) +3.3607 (* 25μs ) +0.0974( * 25μs), = 119.4001( * 25μs ) 第一项为位置编码值(内含斐索牵引αF = 0.5的影响),第二项+第三项为萨格纳克效应,接收器B面在牵连速度V=10m/s引起的相位值变化, Δt1+Δt2=3.3607(* 25μs ) +0.0974( * 25μs) = 3.4581( * 25μs)，若电路将一个波长细分为2^12 = 2048 那么应该比静态位置编码多出7082.19个相位数码。
结论：比较G / H / I 三种状况，在V / V1 = 10（m/s）/ 340（m/s）即牵连线速
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度 / 超声波波速之比为 2.941%时，斐索牵引系数αF 影响如下。
αF=0 牵连速度V=10m/s 即+36Km/h L=1m 长度和速度编码应为121.2098； αF=0.5 牵连速度V=10m/s 即+36Km/h L=1m 长度和速度编码应为119.4001； αF=1 牵连速度V=10m/s 即+36Km/ /h L=1m 长度和速度编码应为117.6386； 参考值 V=0 m/s L=1m 长度编码为117.6470 验证后对数据进行分析。
以下是载体相当于牵连速度V=100m/s，V=360公里高速列车上的实验数据预测。
J．考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=100m/s 2.9411(ms) ，V1=V1+αF *V ,αF = 0时，V=V1 = 340m/s （这将超声波完全比作光，认为在惯性坐标中波速V1=340m/s 是不变的一种假设情况），V/V1= 100/340 = 29.41% 是一个较大的数,必须要多次接近计算法解算。
V1=V1+V=340m/s，Δt = L/V1 =2.941*10^-3 (s) = 2.9411(ms)，到达接收器，该检测时间编码ΔT = 117.647( * 25μs )， 而此时接收器端面B在绝对坐标系中以V=100m/s的速度又外移了ΔL1 =Δt *V = 2.9411(ms)* 100（m/s）
= 294.11(mm) ，该位移是萨格纳克效应造成的。说明此时超声波接收器的B面还未接触波阵面，还相差约 1/3的L，行波继续按V1=V1+V=340.m/s，的速度推进，经过Δt1 = ΔL/ V1 = 294.11(mm)/340.(m/s)= 865.03(μs ) , 折算成周期的倍数为：Δt1 = 34.6012(* 25μs),在Δt1到达时,超声波接收器的B面离波阵面还有ΔL2的距离，设超声波按V1继续向前，走完ΔL2=Δt1/ V1=294.11(mm) /340(m/s)，还需要Δt2= L1/ V1 = 294.11(mm) /340.(m/s)= 86.502(μs )=3.4601(* 25μs) ,渡越了Δt3,B端面又远离了波阵面ΔL4=Δt3 *V = 86.502(μs )*100(m/s) =8.650 (mm) ，还需要Δt4 = ΔL4/ V1 =8.650(mm)/340(m/s) = 25.441(μs ) = 1.01764 (* 25μs)；
ΔL5=Δt4*V = 25.441(μs )*100(m/s) = 2.5441(mm)
Δt5 =ΔL5/V1 = 2.5441(mm) / 340(m/s) = 7.4826(μs ) = 0.2993(* 25μs)； ΔL6=Δt5*V = 7.4826(μs )*100(m/s) = 0.74826(mm)；
Δt6 =ΔL6/V1 = 0.74826(mm) / 340(m/s) = 2.2008(μs )= 0.08803(* 25μs) ； ΔL7=Δt6*V = 2.2008(μs )*100(m/s) = 0.22008(mm)；
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Δt7 =ΔL7/V1 = 0.22008(mm) / 340(m/s) = 0.6473(μs )= 0.02589(* 25μs) ； ΔL8=Δt7*V = 0.6473(μs )*100(m/s) = 0.06472(mm)；
Δt8=ΔL8/V1 = 0.06472(mm) / 340(m/s) = 0.1904(μs )= 0.007616(* 25μs) ； ΔL9=Δt8*V = 0.1904(μs )*100(m/s) = 0.01904(mm)；此刻视作接触上. ΣT = ΔT +Δt1+Δt2+Δt3+Δt4+Δt5+Δt6+Δt7+Δt8 = 117.645 +34.6012 +3.4601+1.0176+0.2993+0.08803+0.02589+0.007616
上述推导和演算表明，当V/V1在同一数量级时，例如牵连速度V=360km/h ，相当于载体为高速列车的状况，与超声波波速V1 = 1000km/h 有可比性时，萨格纳克的空间延迟更加明显，如果站在载体坐标系中观察该事件，WGUG装置在惯性坐标中的牵连速度V可以将超声波传输状态加以压缩，当V大到一定程度，则超声波在A端传输到B端会成为不可能。（证明：在惯性坐标系中，绝对运动应为相对运动与牵连运动的矢量和。V1为超声波波速，与光速一样在惯性坐标中以一定的条件而产生，而牵连运动V为载体的牵连速度，试想当V=V1，那么超声波相对WGUG的A端面和B端面的相对速度为零，即压缩住了，发生音障。
其中第一项为不考虑斐索牵引时位置编码值,后面几项的ΣΔti 表示牵连运动时接收器B端面向外扩张,超声波不断跟踪,最终赶上牵连速度而到达接收器的过程. 最终结果应是牵连速度V的函数。这说明WGUG管中数字相位的检测包含着位置信息和牵连速度信息之综合。如果还有附加装置能确定位置编码，就能分离出独立的牵连速度信息了。 未完待续
K．考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=100m/s 2.9411(ms) ，V1=V1+αF *V ,αF = 1时，V=V1 = 340m/s （这将超声波完全比作光，认为在惯性坐标中波速V1=340m/s 是不变的一种假设情况），V/V1= 100/340 = 29.41% 是一个较大的数,必须要多次接近计算法解算。
补充
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L．考虑萨克纳克效应存在，L = 1 m，V=100m/s 2.9411(ms) ，V1=V1+αF *V ,αF = 0.5时，V=V1 = 340m/s （这将超声波完全比作光，认为在惯性坐标中波速V1=340m/s 是不变的一种假设情况），V/V1= 100/340 = 29.41% 是一个较大的数,必须要多次接近计算法解算。
补充
J．K．L．是牵连速度达到高速列车的测量方案，再高的速度测量根据WGUG理论要改换液体的超声传播模式或固体的传播模式，因为气体内的纵波速为340米/秒，液体内的纵波速为1500米/秒，固体内的波速可达到5000米/秒。总之只要在气体内得到V的解，以后就有路子解决。
2．具体测量装置：分两种，一种是直线式，一种是回转式，理论上回转式容易一些，容易得到精确的数据，测量范也宽一些。见图 。
3．测量方法：先定性，如有现象和初步结果，再定量试验，得到测量曲线，看重复性，改变环境因素，看结果变化，最后得到有用的校正曲线。
WBNXZ编写
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