Для определения скорости тела необходимо определить систему координат. Начало координат должно быть привязано к конкретному объекту в пространстве. Так автоматические станции "Вояджер" движутся с третьей космической скоростью в системе координат, привязанной к Солнцу.
Предположим, космический корабль летит к ближайшей к нам звезде. Расстояние к ней 4 световых года. Сам корабль находится на расстоянии 2 световых года от Солнца.
Как в таких условиях измерить текущую скорость космического корабля?
Как я представляю, систему отчета надо привязать к космическому кораблю и использовать эффект Доплера.
На корабле есть источник и приемник электромагнитного излучения.Расстояние между ними строго фиксировано.
В момент излучения квант света имеет частоту

. Приемник излучения удаляется со скороcтью

, это же и скорость корабля. Частота, с которой квант света попадет в приемник вычисляется по формуле:

, по эффекту Доплера.
Преобразуем к виду

.

изменение частоты.

.
Изменение частоты излучения пропорционально текущей скорости космического корабля.