某 ぼう 个时间系统的时间标准 又 また 称 しょう 时间基 もと 准 じゅん ,是 ぜ 定 てい 义如何 なん 测量时间 的 てき 一 いち 种规范,具体 ぐたい 包括 ほうかつ 测量时间间隔 的 てき 尺度 しゃくど 基 もと 准 じゅん 和 かず 定 じょう 义起始 はじめ 时刻 的 てき 参考 さんこう 基 もと 准 じゅん 。[ 1] 时间基 もと 准 じゅん 的 てき 确定依 よ 赖于某 ぼう 些人工 じんこう 或 ある 自然 しぜん 的 てき 周期 しゅうき 性 せい 现象,这些现象可 か 以是钟、表 ひょう 等 とう 机 つくえ 械的往复运动,或 ある 是 ぜ 地球 ちきゅう 及其他 ほか 天体 てんたい 的 てき 自 じ 转和公 こう 转现象 ぞう ,又 また 或 ある 是 ぜ 由 ゆかり 晶 あきら 体 からだ 、原子 げんし 或 ある 脉冲星 ぼし 发出的 てき 脉冲信号 しんごう 等 とう ,但 ただし 必须满足连续、稳定且可复现的 てき 条件 じょうけん 。[ 2] 其中,能 のう 够通过精确的计时工具 こうぐ 直接 ちょくせつ 测得的 てき 时间标准被 ひ 称 しょう 为原 はら 时或 ある 固有 こゆう 时间,在 ざい 相 あい 对论框 かまち 架 か 下 しも 计算得 とく 的 てき 时间标准则被称 しょう 为類 るい 時 じ 。[ 3]
19世 せい 纪-20世 せい 纪初:世界 せかい 时的形成 けいせい [ 编辑 ]
在 ざい 19世 せい 纪,“世界 せかい 时”一词被用于指称一种与“地方 ちほう 时”相 あい 对的、不随 ふずい 使用 しよう 者 しゃ 的 てき 所在地 しょざいち 而变化 か 的 てき 约定的 てき 时间标准。当 とう 时,确定时间标准的 てき 最 さい 精 せい 确的方法 ほうほう 是 ぜ 通 どおり 过天文 てんもん 观测来 らい 确定某 ぼう 一 いち 天体 てんたい 经过观测者 しゃ 所在 しょざい 位置 いち 的 てき 子 こ 午 うま 线的 てき 时刻。因 よし 此,世界 せかい 时这一概念不可避免地会与标准子 こ 午 うま 线 联系在 ざい 一 いち 起 おこり 。而在当 とう 时,不同 ふどう 海 うみ 图所 ところ 使用 しよう 的 てき 标准子 こ 午 うま 线却并不相 しょう 同 どう :奥 おく 斯陆 、哥本哈根 、那 な 不 ふ 勒斯 、巴 ともえ 黎 はじむ 、斯德哥尔摩 ま 等 とう 城市 じょうし 所在 しょざい 的 てき 子 こ 午 うま 线都曾作为标准 じゅん 子 こ 午 うま 线出现。格 かく 林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线作 さく 为标准 じゅん 子 こ 午 うま 线的历史开始于1767年 ねん ,当 とう 时英国 えいこく 航海 こうかい 天文 てんもん 历将 はた 穿 ほじ 过格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 天文台 てんもんだい 的 てき 经线作 さく 为其星 ぼし 历表中 ちゅう 的 てき 标准子 こ 午 うま 线。1871年 ねん 8月 がつ ,召开于安 やす 特 とく 卫普的 てき 第 だい 一 いち 届 とどけ 国 くに 际地理 ちり 大会 たいかい 建 けん 议将格 かく 林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线作为所有海 あるみ 图的零 れい 度 ど 经线。后 きさき 在 ざい 1875年 ねん ,召开于罗马 的 てき 第 だい 二届国际地理大会继续建议,以英国 えいこく 采 さい 用 よう 米 べい 制 せい 单位为条件 じょうけん ,法 ほう 国 こく 可 か 以考虑使用 しよう 格 かく 林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线作为其标准子 こ 午 うま 线。[ 4]
1876年 ねん ,加 か 拿大工程 こうてい 师斯坦福 ぶく ·佛 ふつ 莱明 发表了 りょう 一篇提议使用世界时的文章。最初 さいしょ ,他 た 将 しょう 这类世界 せかい 时称为“cosmopolitan time”,随 ずい 后 きさき 在 ざい 其陆续发表 ひょう 的 てき 几篇文章 ぶんしょう 中 ちゅう 他 た 对进这一概念行了补充了。他 た 认为,世界 せかい 时应当 とう 是能 これよし 以“共同 きょうどう 的 てき (common)”“普遍 ふへん 的 てき (universal)”“非 ひ 地方 ちほう 的 てき (non-local)”“一致 いっち 的 てき (uniform)”“绝对的 てき (absolute)”“全 ぜん 世界 せかい 的 てき (all world)”“地球 ちきゅう 的 てき (terrestrial)”或 ある “世界 せかい 性 せい 的 てき (cosmopolitan)”来 らい 描述的 てき 时间,“宇宙 うちゅう 时(cosmic time)”一词也曾在他的文章中出现。然 しか 而,弗 どる 莱明并不同意 どうい 将 しょう 格 かく 林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线作为标准 じゅん 子 こ 午 うま 线,原因 げんいん 是 ぜ 这种做法过于政治 せいじ 敏感 びんかん 。最 さい 终,他 た 赞成将 はた 与格 よかく 林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线相隔 へだた 180度 ど 的 てき 经线作 さく 为标准 じゅん 子 こ 午 うま 线,这条子 こ 午 うま 线大致与今 こん 天 てん 的 てき 国 くに 际日期 き 变更线相当 そうとう 。[ 5] [ 6]
1880年 ねん ,英国 えいこく 将 しょう 格 かく 林 はやし 尼 に 治平 じへい 时 (英語 えいご :Greenwich Mean Time ,缩写:GMT)确定为英国 こく 的 てき 法定 ほうてい 时间。随 ずい 后 きさき 在 ざい 1883年 ねん ,美国 びくに 和 かず 加 か 拿大的 てき 铁路 系 けい 统也采 さい 用 よう 了 りょう 以格林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线作为零 れい 时区的 てき 时间系 けい 统。同年 どうねん ,召开于罗马的第 だい 七 なな 届 とどけ 国 くに 际大地 ち 测量大会 たいかい 通 つう 过了相 しょう 关决议:提 つつみ 议将格 かく 林 はやし 尼 に 治子 はるこ 午 うま 线作为本初子 はつね 午 うま 线、将 はた 格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 正午 しょうご 作 さく 为世界 かい 时中一天 いってん 的 てき 起点 きてん 、以从0时到24时的方式 ほうしき 计算世界 せかい 时等等 とう 。1884年 ねん 召开于华盛顿 的 てき 国 くに 际子午 うま 线会议亦 また 通 つう 过了类似的 てき 决议,同 どう 时还确定了 りょう 世界 せかい 时是平太 へいた 阳时 、世界 せかい 时的起算 きさん 时刻是 ぜ 本 ほん 初子 はつね 午 うま 线的平子 ひらこ 夜 よる 等 ひとし 等 ひとし 。[ 4] [ 7]
尽 つき 管 かん 1884年 ねん 召开的 てき 国 こく 际子午 うま 线会议决定 てい 世界 せかい 时中的 てき 一天是从子夜起算,但 ただし 天文学 てんもんがく 家 か 依然 いぜん 沿用着 ぎ 从正午 しょうご 开始量 りょう 测世界 かい 时的习惯,格 かく 林 はやし 尼 に 治平 じへい 时即 そく 为这一从正午起算的时间标准。然 しか 而在1925年 ねん 年初 ねんしょ ,英国 えいこく 航海 こうかい 天文 てんもん 历决定 てい 将 しょう 1924年 ねん 的 てき 12月 がつ 31.5日 にち 作 さく 为1925年 ねん 的 てき 1月 がつ 1.0日 にち ,加入 かにゅう 12小 しょう 时以将 はた 该时间标准 じゅん 的 てき 起算 きさん 时刻从正午 しょうご 改 あらため 为子夜 よる 。对这一新 いっしん 的 てき 时间标准,英国 えいこく 航海 こうかい 天文 てんもん 历沿用 よう 了 りょう 格 かく 林 はやし 尼 に 治平 じへい 时的称呼 しょうこ ,而美国 びくに 星 ほし 历表 则将其称为“格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 民 みん 用 よう 时(英語 えいご :Greenwich Civil Time ,缩写:GCT)”。为避免 めん 混淆 こんこう ,原本 げんぽん 从正午 しょうご 起算 きさん 的 てき 时间标准后 きさき 被 ひ 成 なり 为“格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 天文 てんもん 时(英語 えいご :Greenwich Mean Astronomical Time ,缩写:GMAT)”。
1928年 ねん ,国 くに 际天文 てんもん 联合会 かい (IAU)提 ひさげ 议以“世界 せかい 时(英語 えいご :Universal Time ,缩写:UT)”代替 だいたい 出 で 现在星 ぼし 历表中 ちゅう 的 てき GMT或 ある GCT,这也是 ぜ “世界 せかい 时”第 だい 一 いち 次 じ 出 で 现在“官 かん 方 かた ”场合。在 ざい 1935年 ねん ,IAU决定正式 せいしき 弃用格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 民 みん 用 よう 时,改 あらため 以世界 かい 时作为时间标准 じゅん 。至 いたり 此,世界 せかい 时的维持仍是通 どおり 过天文 てんもん 观测的 てき 手段 しゅだん 进行,这种方式 ほうしき 后 きさき 来 き 被 ひ 电子钟取代 だい 。到 いた 1956年 ねん ,IAU确定了 りょう 三类世界时的标准:UT0、UT1和 わ UT2,三者间存在细微的差别,其中UT2在 ざい 当 とう 时被作 さく 为无线电 时间信号 しんごう 的 てき 标准来 らい 使用 しよう 。[ 4] [ 8]
20世 せい 纪初-20世 せい 纪70年代 ねんだい :广播时间信号 しんごう 与 あずか 协调时间[ 编辑 ]
随 ずい 着 ぎ 电报 在 ざい 19世 せい 纪的普及 ふきゅう ,世界 せかい 上 じょう 首 くび 个规律 りつ 的 てき 广播时间信号 しんごう 在 ざい 1904年 ねん 出 で 现。1919年 ねん ,国 くに 际时间局 (BIH)在 ざい 巴 ともえ 黎 はじむ 成立 せいりつ ,其职责是公布 こうふ 广播无线电信号 ごう 所 ところ 使用 しよう 的 てき 时间与通 どおり 过天文 てんもん 观测维持的 てき 时间标准之 の 间的差 さ 异。但 ただし 在 ざい 20世 せい 纪初,不同 ふどう 国家 こっか 使用 しよう 的 てき 广播时间信号 しんごう 间仍然 しか 存在 そんざい 差 さ 别。1959年 ねん 召开的 てき 世界 せかい 无线电通信 つうしん 大会 たいかい 意 い 识到了 りょう 这一问题,因 いん 此他们决定 てい 让国 くに 际无线电咨询委 い 员会 (CCIR)对其进行研究 けんきゅう 。同年 どうねん ,格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 天文台 てんもんだい 、英国 えいこく 国家 こっか 物理 ぶつり 实验室 しつ 与 あずか 美国 びくに 海 かい 军天文台 てんもんだい 达成了 りょう 建立 こんりゅう 一 いち 种统一 いち 的 てき 、基 もと 于UT2和 わ 原子 げんし 时的时间与频率传送基 もと 准 じゅん 的 てき 协议,并自1960年 ねん 1月 がつ 1日 にち 开始使用 しよう 。该时间基准 じゅん 也被非 ひ 正式 せいしき 地 ち 称 しょう 为“协调世界 せかい 时”。随 ずい 后 きさき ,其他国家 こっか 的 てき 时间实验室 しつ 也逐渐参与 さんよ 到 いた 这一项目中 ちゅう 。到 いた 1961年 ねん ,国 くに 际时间局开始接 せっ 管 かん 这一工作 こうさく 。
1963年 ねん ,CCIR在 ざい 其发布 ぬの 的 てき 第 だい 374号 ごう 建 けん 议案中 ちゅう 给出了 りょう 首 くび 个对协调世界 せかい 时作出 で 定 てい 义的国 こく 际规范,国 くに 际时间局则在1965年 ねん 开始以当时的原子 げんし 时A3(国 くに 际原子 げんし 时的前身 ぜんしん )来 らい 计量UTC。但 ただし 由 よし 于UTC与原 よはら 子 こ 时存在 そんざい 的 てき 频偏问题以及其时间单位 い 与 あずか 国 くに 际单位 い 制 せい 下 した 的 てき 秒 びょう 长的不一致 ふいっち 性 せい ,其后几年UTC经历了 りょう 多 た 次 つぎ 的 てき 调整。直 ちょく 到 いた 1970年 ねん ,CCIR发布了 りょう 第 だい 460号 ごう 建 けん 议案,对上述 じょうじゅつ 两个问题进行了 りょう 修正 しゅうせい ,且要求 ようきゅう 加入 かにゅう 跳 とべ 秒 びょう 机 つくえ 制 せい 使 し UTC与原 よはら 有 ゆう 世界 せかい 时的偏 へん 移 うつ 被 ひ 控 ひかえ 制 せい 在 ざい 1秒 びょう 以内 いない ,UTC的 てき 定 てい 义才得 とく 以稳定 じょう 下 か 来 らい 。这一新 いっしん 的 てき UTC系 けい 统自1972年 ねん 的 てき 1月 がつ 1日 にち 零 れい 时开始 はじめ 使用 しよう ,并沿用 よう 至 いたり 今 いま 。[ 4] [ 9] [ 10]
以黄线(测站的 てき 地方 ちほう 子 こ 午 うま 圈 けん ),其与平 ひら 春分 しゅんぶん 点 てん (灰色 はいいろ 箭 や 头)之 の 间的夹角即 そく 为地方 ちほう 平 ひら 恒星 こうせい 时(LMST);类似地 ち ,红线(格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 天文台 てんもんだい 的 てき 地方 ちほう 子 こ 午 うま 圈 けん )与平 よへい 春分 しゅんぶん 点 てん 的 てき 夹角为格林 はやし 尼 に 治平 じへい 恒星 こうせい 时(GMST)
恒星 こうせい 时是根 ね 据 すえ 恒星 こうせい 的 てき 周 しゅう 日 にち 視 し 運動 うんどう 而建立 こんりゅう 的 てき 时间基 もと 准 じゅん 。在 ざい 这一时间基 もと 准 じゅん 中 ちゅう ,春分 しゅんぶん 点 てん 连续两次经过某 ぼう 地 ち 上 うえ 子 こ 午 うま 圈 けん 的 てき 时间间隔被 ひ 称 しょう 为一个恒星 こうせい 日 び ,长度约为23时54分 ふん 04秒 びょう ,其他的 てき 时间单位(如时、分 ぶん 、秒 びょう 等 とう )再 さい 由 よし 恒星 こうせい 日 び 划分而得。[ 11] 其中,根 ね 据 すえ 真 ま 春分 しゅんぶん 点 てん 的 てき 运动定 てい 义的恒星 こうせい 时被称 しょう 为真恒星 こうせい 时(又 また 称 たたえ 视恒星 ぼし 时,英語 えいご :Apparent Sidereal Time ,缩写:AST)。但 ただし 受到地球 ちきゅう 章 あきら 动的 てき 影 かげ 响,真 ま 春分 しゅんぶん 点 てん 的 てき 运动速 そく 率 りつ 存在 そんざい 变化,由 ゆかり 此定义出的 てき 真 ま 恒星 こうせい 时并非 ひ 稳定的 てき 时间系 けい 统。因 よし 此,可 か 以取真 ま 春分 しゅんぶん 点 てん 的 てき 平均 へいきん 运动状 じょう 态定义出匀速运动的 てき 平 ひら 春分 しゅんぶん 点 てん ,并由平 ひら 春分 しゅんぶん 点 てん 定 てい 义出平 ひら 恒星 こうせい 时(英語 えいご :Mean Sidereal Time ,缩写:MST)。真 ま 恒星 こうせい 时和平 わへい 恒星 こうせい 时的差 さ 别在0.8-1.2秒 びょう 之 の 间。[ 12]
在 ざい 天文 てんもん 观测中 ちゅう ,恒星 こうせい 时在数 すう 值上与 あずか 春分 しゅんぶん 点 てん 相 しょう 对于本 ほん 地子 じし 午 うま 圈 けん 的 てき 时角 相等 そうとう 。对于不同 ふどう 位置 いち 的 てき 测站,其观测到的 てき 恒星 こうせい 时也并非相等 そうとう 。以格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 天文台 てんもんだい 观测到的 てき 恒星 こうせい 时,即 そく 格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 恒星 こうせい 时(英語 えいご :Greenwich Sideral Time ,缩写:GST)为基准 なぞらえ ,其他测站观测到的 てき 地方 ちほう 恒星 こうせい 时(英語 えいご :Local Sidereal Time ,缩写:LST)与格 よかく 林 はやし 尼 に 治 ち 恒星 こうせい 时之间的差 さ 异即为测站的天文 てんもん 经度
λ らむだ
{\displaystyle \lambda }
:
LST
−
GST
=
λ らむだ
{\displaystyle {\text{LST}}-{\text{GST}}=\lambda }
由 よし 于对恒星 こうせい 的 てき 测量较对太 ふとし 阳的测量精度 せいど 更 さら 高 だか ,在 ざい 天文 てんもん 观测中 ちゅう 亦 また 常 つね 以恒星 ぼし 时作为时间标准 じゅん 。[ 13] [ 14]
均 ひとし 时差的 てき 周期 しゅうき 性 せい 变化,横 よこ 轴为年 とし 积日
与 あずか 恒星 こうせい 时类似 に ,太 ふとし 阳时是 ぜ 根 ね 据 すえ 太 ぶと 阳的周 しゅう 日 にち 視 し 運動 うんどう 而建立 こんりゅう 的 てき 时间基 もと 准 なぞらえ ,一个太阳日被定义为太阳连续两次经过某地上 うえ 子 こ 午 うま 圈 けん 的 てき 时间间隔。类似地 ち ,根 ね 据 すえ 真 ま 太 ふとし 阳的运动定 てい 义的太 ふとし 阳时被 ひ 称 しょう 为真太 ふとし 阳时,其速率 りつ 受到地球 ちきゅう 公 こう 转速度 そくど 的 てき 不 ふ 均 ひとし 匀性以及黄道 こうどう 面 めん 与 あずか 赤道 せきどう 面 めん 的 てき 偏差 へんさ 的 てき 影 かげ 响。因 よし 此,亦 また 可 か 取 と 一个在赤道面上运动,且运动速率 りつ 等 とう 于真太 ふとし 阳在赤道 せきどう 上 じょう 的 てき 运动速 そく 率 りつ 分量 ぶんりょう 的 てき 平均 へいきん 值的理想 りそう 模型 もけい 作 さく 为“平太 へいた 阳”,并根据 すえ 平太 へいた 阳的运动定 てい 义出平太 へいた 阳时。真 ま 太 ふとし 阳时与平 よへい 太 ふとし 阳时之 の 间的偏差 へんさ 又 また 被 ひ 称 しょう 为均 ひとし 時差 じさ ,其数值在-14分 ふん 24秒 びょう 至 いたり +16分 ふん 21秒 びょう 间变化 か ,变化的 てき 周期 しゅうき 为一 いち 年 ねん 。[ 15]
民 みん 用 よう 時 じ 亦 また 是 ぜ 根 ね 据 すえ 平太 へいた 阳时建立 こんりゅう 的 てき 时间基 もと 准 なぞらえ ,最早 もはや 由 ゆかり 英国 えいこく 航海 こうかい 天文 てんもん 历自 じ 1925年 ねん 起 おこり 使用 しよう 。这一时间基准在平太阳时的基础上后移了12小 しょう 时,使 つかい 其参考 さんこう 时刻由 ゆかり 正午 しょうご 移 うつり 至 いたり 子 こ 夜 よる ,更 さら 符合 ふごう 民 みん 用 よう 习惯。有 ゆう 时也直接 ちょくせつ 将 はた 该民用 よう 时直接 ちょくせつ 称 しょう 为平太 ふとし 阳时。[ 16]
世界 せかい 时是 これ 本初 ほんしょ 子午線 しごせん 上 うえ 观测到的 てき 民 みん 用 よう 时,也称格 かく 林 はやし 尼 に 治 ち 標準時 ひょうじゅんじ 間 あいだ 。[ 12] 现有的 てき 世界 せかい 时有UT0、UT1和 わ UT2三 さん 种。其中,UT0是 ぜ 通 どおり 过天文 てんもん 观测得 え 到 いた 的 てき 、未 み 经改正 かいせい 的 てき 世界 せかい 时,包含 ほうがん 了 りょう 極 ごく 移 うつ 现象给测站位置 いち 的 てき 变化带来的 てき 影 かげ 响。将 はた 测站位置 いち 归算到 いた 以协议地球 ちきゅう 极 为极点 てん 的 てき 协议地球 ちきゅう 坐 すわ 标系 中 なか ,即 そく 在 ざい UT0上 じょう 加 か 以极移 うつり 改正 かいせい
Δ でるた
Λ らむだ
{\displaystyle \Delta \Lambda }
之 これ 后 きさき ,得 とく 到 いた 的 てき 世界 せかい 时被称 しょう 为为UT1。UT2则是在 ざい UT1的 てき 基 もと 础上再 さい 增加 ぞうか 了 りょう 地球 ちきゅう 自 じ 转速度 そくど 的 てき 季 き 节性改正 かいせい
Δ でるた
T
{\displaystyle \Delta T}
:[ 17]
UT1
=
UT0
+
Δ でるた
Λ らむだ
{\displaystyle {\text{UT1}}={\text{UT0}}+\Delta \Lambda }
UT2
=
UT1
+
Δ でるた
T
{\displaystyle {\text{UT2}}={\text{UT1}}+\Delta T}
UT1是 ぜ 以协议地球 ちきゅう 坐 すわ 标系在 ざい 空 そら 间中的 てき 运动为基础建立 こんりゅう 的 てき ,反映 はんえい 了 りょう 协议地球 ちきゅう 坐 すわ 标系真 ま 实的自 じ 转状态。因 よし 此,UT1在 ざい 大地 だいち 测量学 がく 中 ちゅう 是 ぜ 基 もと 础的时间基 もと 准 なぞらえ ,且是地球 ちきゅう 坐 すわ 标系与 あずか 天球 てんきゅう 坐 すわ 标系的 てき 转换参 さん 数 すう 。[ 18]
与 あずか 天体 てんたい 运动相 しょう 关的时间标准[ 编辑 ]
历书时(英語 えいご :Ephemeris Time ,缩写:ET)是 ぜ 建立 こんりゅう 在 ざい 牛 うし 顿力学 がく 上 うえ 的 てき 均 ひとし 匀的时间基 もと 准 なぞらえ ,亦 また 称 たたえ 为牛顿时(英語 えいご :Newtonian Time ),是 ぜ 力学 りきがく 时的一 いち 种。[ 19] 1948年 ねん ,美国 びくに 天文学 てんもんがく 家 か 杰拉德 とく ·莫里斯·克 かつ 莱门斯 提出 ていしゅつ 建立 こんりゅう 历书时以避免世界 せかい 时中因 いん 日 にち 长变化 か 造成 ぞうせい 的 てき 不 ふ 均 ひとし 匀性,更 さら 准 じゅん 确地描述天体 てんたい 的 てき 运动。[ 20] 历书时在1952年 ねん -1976年 ねん 间被国 くに 际天文 てんもん 联合会 かい 采 さい 用 よう 为天文 てんもん 计算中 ちゅう 的 てき 时间标准,并在1956年 ねん -1967年 ねん 间同时作为国 くに 际单位 い 制 せい 中 なか 的 てき 时间标准。[ 21] 历书时的时间间隔以秒为基本 きほん 单位,一秒被定义为1900年 ねん 1月 がつ 0.5日 にち 所 しょ 对应的 てき 回 かい 归年 长度的 てき 1/31 556 925.9747;其起始 はじめ 时刻则被定 てい 义为世界 せかい 时中的 てき 1900年 ねん 1月 がつ 0日 にち 12时。在 ざい 历书时中,秒 びょう 长的定 てい 义不随 ふずい 时间而变化 か ,因 いん 此历书时的 てき 时间长度是 ぜ 严格一致 いっち 的 てき 。[ 4]
历书时的维持方式 ほうしき 是 ぜ 将 はた 观测得 え 到 いた 的 てき 天体 てんたい 位置 いち 与 あずか 历书时计算 さん 得 え 到 いた 的 てき 星 ほし 历表 进行比 ひ 较,实际中 ちゅう 的 てき 观测对象则是月 つき 球 だま 的 てき 运动。由 よし 于计算 さん 中 ちゅう 使用 しよう 的 てき 月 がつ 球 だま 星 ほし 历的改 あらため 动,根 ね 据 すえ 这些星 ぼし 历求得 とく 的 てき 历书时被分 ぶん 为ET1、ET2和 わ ET3三 さん 个版本 はんぽん ,这就使 し 得 とく 不同 ふどう 版本 はんぽん 的 てき 历书时出现了不 ふ 连续的 てき 问题。在 ざい 1967年 ねん ,国 くに 际单位 い 制 せい 采 さい 用 よう 的 てき 时间标准由 よし 历书时变为原子 げんし 时。后 きさき 在 ざい 1976年 ねん ,国 くに 际天文 てんもん 联合会 かい 也决定 てい 自 じ 1984年 ねん 起 おこり 以力学 がく 时取代 だい 历书时。[ 3] [ 18]
质心坐 すわ 标时(TCB)、地 ち 心 こころ 坐 すわ 标时(TCG)、质心力学 りきがく 时(TDB)、地球 ちきゅう 时(TT)与国 よこく 际原子 げんし 时(TAI)之 の 间的关系
地球 ちきゅう 力学 りきがく 时与质心力学 りきがく 时[ 编辑 ]
地球 ちきゅう 力學 りきがく 時 じ (法語 ほうご :Temps Dynamigue Terretre ,缩写:TDT)建立 こんりゅう 在 ざい 国 くに 际原子 げんし 时的 てき 基 もと 础上,其秒长与国 こく 际原子 げんし 时的秒 びょう 长相等 とう ,起 おこり 始 はじめ 时刻则被定 てい 义在历书时的1977年 ねん 1月 がつ 1日 にち 0时(JD 2443144.5 ),以保证力学 がく 时系统和历书时系统的连续性 せい 。地球 ちきゅう 力学 りきがく 时的提出 ていしゅつ 是 ぜ 为了弥 わたる 补牛 うし 顿力学 がく 框 かまち 架 か 下 か 定 てい 义的时间基 もと 准 じゅん 的 てき 不足 ふそく 。从定义上看 み ,地球 ちきゅう 力学 りきがく 时也可 か 被 ひ 视作是 ぜ 在 ざい 大地 だいち 水 すい 准 じゅん 面 めん 上 うえ 实现的 てき 、与 あずか 国 くに 际单位 い 制 せい 的 てき 秒 びょう 长相一致 いっち 的 てき 理想 りそう 原子 げんし 时。在 ざい 1991年 ねん 召开的 てき 第 だい 21届 とどけ 国 こく 际天文 てんもん 联合会 かい 大会 たいかい 上 じょう ,地球 ちきゅう 力学 りきがく 时被重 おも 新 しん 命名 めいめい 为地球 ちきゅう 时(英語 えいご :Terrestrial Time ,缩写:TT)。地球 ちきゅう 时继承了 りょう 起 おこり 始 はじめ 时刻历书时与国 こく 际原子 げんし 时的不一致 ふいっち 性 せい ,其与国 こく 际原子 げんし 时的转换关系如下:
TT
−
TAI
=
32.184
s
{\displaystyle {\text{TT}}-{\text{TAI}}=32.184\,{\text{s}}}
质心力学 りきがく 时 (法語 ほうご :Temps Dynamigue Barycentrigue ,缩写:TDB)的 てき 定 てい 义与地球 ちきゅう 力学 りきがく 时类似 に ,所 しょ 不同 ふどう 的 てき 是 ぜ 质心力学 りきがく 时是在 ざい 解 かい 算 ざん 太 ふとし 阳系质心坐 すわ 标系统中的 てき 运动方 かた 程 ほど 时被使用 しよう 。在 ざい 定 てい 义质心 こころ 力学 りきがく 时的时候,为了使 し 质心力学 りきがく 时和地球 ちきゅう 时之间不出 で 现较大 だい 的 てき 差 さ 异,国 くに 际天文 てんもん 联合会 かい 要求 ようきゅう 两个时间系 けい 统的只 ただ 存在 そんざい 周期 しゅうき 项而非 ひ 长期项的差 さ 别,具体 ぐたい 的 てき 定 てい 义公式 しき 如下:
TDB
−
TT
=
ρ ろー
+
V
e
(
X
−
X
0
)
c
2
{\displaystyle {\text{TDB}}-{\text{TT}}=\rho +{\frac {\mathbf {V} _{e}(\mathbf {X} -\mathbf {X} _{0})}{c^{2}}}}
上 うえ 式 しき 中 ちゅう 的 てき
ρ ろー
=
0.001
658
s
⋅
sin
M
+
0.000
014
s
⋅
sin
2
M
{\displaystyle \rho =0.001\,658\,{\text{s}}\cdot \sin {M}+0.000\,014\,{\text{s}}\cdot \sin {2M}}
为与地球 ちきゅう 在 ざい 公 おおやけ 转轨道上 どうじょう 的 てき 平 ひらた 近 きん 点 てん 角 かく
M
{\displaystyle M}
相 あい 关的周期 しゅうき 项,
V
e
{\displaystyle \mathbf {V} _{e}}
为地球 ちきゅう 在 ざい 太 ふとし 阳系质心坐 すわ 标系中 ちゅう 的 てき 公 おおやけ 转速度 そくど ,
X
{\displaystyle \mathbf {X} }
和 わ
X
0
{\displaystyle {\textbf {X}}_{0}}
则分别是测站和 わ 地球 ちきゅう 在 ざい 太 ふとし 阳系质心坐 すわ 标系中 ちゅう 的 てき 位置 いち ,
c
{\displaystyle c}
为光速 こうそく 。[ 3] [ 22]
地 ち 心 こころ 坐 すわ 标时 (法語 ほうご :Temps Coordinate Geocentrigue ,缩写:TCG)是 ぜ 与 あずか 地球 ちきゅう 质心处在相 しょう 同 どう 时空框 かまち 架 か 下 か 的 てき 时间基 もと 准 なぞらえ ,与 あずか 地球 ちきゅう 重力 じゅうりょく 场所 ところ 产生的 てき 相 しょう 对论效 こう 应无关,在 ざい 对地球 ちきゅう 的 てき 岁差 和 わ 章 あきら 动 、人造 じんぞう 卫星与 あずか 月 つき 球 だま 轨道的 てき 计算中 ちゅう 作 さく 为独立 どくりつ 变量出 で 现。通俗 つうぞく 地 ち 说,地 ち 心 こころ 坐 すわ 标时是 ぜ 摆放在 ざい 地球 ちきゅう 质心的 てき 时钟所 しょ 标示的 てき 时间。地 ち 心 こころ 坐 すわ 标时与地球 ちきゅう 时的转换关系如下,其中比例 ひれい 系 けい 数 すう
L
G
=
6.969
290
134
×
10
−
10
{\displaystyle L_{G}=6.969\,290\,134\times 10^{-10}}
:
TCG
−
TT
=
L
G
⋅
Δ でるた
t
{\displaystyle {\text{TCG}}-{\text{TT}}=L_{G}\cdot \Delta t}
质心坐 すわ 标时 (法語 ほうご :Temps Coordinate Barycentrigue ,缩写:TCB)的 てき 定 てい 义与地 ち 心 こころ 坐 すわ 标时类似,不同 ふどう 的 てき 是 ぜ 质心坐 すわ 标时所 しょ 处的时空框 かまち 架 か 位 い 于太阳系的 てき 质心。质心坐 すわ 标时进一 いち 步 ほ 消 けし 除 じょ 了 りょう 太 ふとし 阳和其他行 たぎょう 星 ぼし 的 てき 引力 いんりょく 场带来 らい 的 てき 相 しょう 对论效 こう 应以及地球 ちきゅう 的 てき 公 おおやけ 转运动 带来的 てき 相 しょう 对论效 こう 应,在 ざい 编制行 ぎょう 星 ほし 星 ぼし 历时作 さく 为独立 どくりつ 变量出 で 现。日 にち 心 しん 坐 すわ 标时与地球 ちきゅう 时的转换关系如下,其中比例 ひれい 系 けい 数 すう
L
B
=
1.550
519
767
72
×
10
−
8
{\displaystyle L_{B}=1.550\,519\,767\,72\times 10^{-8}}
:
TCB
−
TT
=
L
B
⋅
Δ でるた
t
+
ρ ろー
+
V
e
(
X
−
X
0
)
c
2
{\displaystyle {\text{TCB}}-{\text{TT}}=L_{B}\cdot \Delta t+\rho +{\frac {\mathbf {V} _{e}(\mathbf {X} -\mathbf {X} _{0})}{c^{2}}}}
上 うえ 式 しき 中 ちゅう 的 てき
Δ でるた
t
{\displaystyle \Delta t}
为当前 ぜん 时刻与 あずか 1977年 ねん 1月 がつ 1日 にち 0时(JD 2443144.5 )的 てき 时间差 さ 。[ 3] [ 23] [ 24]
原子 げんし 时(英語 えいご :Atomic Time ,缩写:AT)是 ぜ 以原子 げんし 的 てき 能 のう 级跃迁 为基础建立 こんりゅう 的 てき 时间基 もと 准 じゅん 。由 よし 于原子 げんし 的 てき 能 のう 级跃迁发出 で 的 てき 电磁波 は 频率稳定且容易 ようい 复现,因 いん 此较通 どおり 过地球 ちきゅう 自 じ 转和行 ぎょう 星 ほし 公 こう 转建立 こんりゅう 的 てき 时间基 もと 准 じゅん 更 さら 为准确和稳定。现今原子 げんし 时的具体 ぐたい 标准在 ざい 1967年 ねん 由 よし 第 だい 十 じゅう 三届国际计量大会确定,原子 げんし 时中的 てき 秒 びょう 长被定 てい 义为高度 こうど 在 ざい 海 うみ 平面 へいめん 上 うえ 、处于零 れい 磁场 的 てき 铯-133 在 ざい 原子 はらこ 基 はじめ 态下 しも 两个超 ちょう 精 せい 细能级之 これ 间跃迁辐射 い 9,192,631,770周 しゅう 所持 しょじ 续的时间,而起点 てん 则被定 てい 义为UT2的 てき 1958年 ねん 1月 がつ 1日 にち 0时。[ 25] 但 ただし 事 こと 后 きさき 比 ひ 对发现,原子 げんし 时在起 おこり 始 はじめ 时刻与 あずか UT2实际相差 おうさつ 了 りょう 0.0039秒 びょう ,即 そく
(
AT
−
UT2
)
1958.0
=
−
0.0039
s
{\displaystyle {({\text{AT}}-{\text{UT2}})}_{1958.0}=-0.0039\,{\text{s}}}
采 さい 用 よう 其他类型的 てき 原子 げんし 钟(如铷 原子 げんし 钟或氢 原子 げんし 钟)亦 また 可 か 定 てい 义出不同 ふどう 的 てき 原子 げんし 时标准 なぞらえ ,广义的 てき 原子 げんし 时也可 か 指 ゆび 这类以原子 げんし 跃迁的 てき 稳定频率为时间基准 じゅん 的 てき 时间系 けい 统。[ 3]
国 くに 际原子 げんし 时 (法語 ほうご :Temps Atomique International ,缩写:TAI)的 てき 提出 ていしゅつ 是 ぜ 为了消 しょう 除 じょ 通 どおり 过不同 ふどう 原子 げんし 钟定 てい 义的原子 げんし 时的不一致 ふいっち 性 せい ,最初 さいしょ 由 ゆかり 国 くに 际时间局在 ざい 1971年 ねん 建立 こんりゅう 。1987年 ねん 国 こく 际时间局被 ひ 裁 たっ 撤后,TAI被 ひ 交由国 くに 际计量 りょう 局 きょく 维持。国 くに 际计量 りょう 局 きょく 每 ごと 个月收集 しゅうしゅう 一次分布于全球约240台 だい 原子 げんし 钟所给出的 てき 时间偏差 へんさ ,根 ね 据 すえ 各 かく 原子 げんし 钟的性能 せいのう 对其进行加 か 权平均 へいきん ,经统一处理后得出高稳定度的时间尺度。[ 3]
协调世界 せかい 时 (英語 えいご :Coordinated Universal Time ,法語 ほうご :Temps Universel Coordonne ,缩写:UTC)是 ぜ 一类世界统一的时间与频率传输标准。现行的 てき UTC由 ゆかり 国 くに 际电信 しん 联盟在 ざい 2002年 ねん 定 じょう 义,并由国 こく 际计量 りょう 局 きょく 和 わ 国 くに 际地球 ちきゅう 自 じ 转服务共同 きょうどう 维护。在 ざい 该定义下,UTC与国 よこく 际原子 げんし 时的速 そく 率 りつ 相 しょう 同 どう 且数值上相差 おうさつ 整数 せいすう 秒 びょう ,与 あずか UT1的 てき 偏差 へんさ 则通过闰秒 机 つくえ 制 せい 被 ひ 控 ひかえ 在 ざい 0.9秒 びょう 以内 いない 。
卫星导航系 けい 统使用 しよう 的 てき 原子 げんし 时[ 编辑 ]
卫星导航系 けい 统 使用 しよう 的 てき 时间标准通常 つうじょう 是 ぜ 由 よし 地面 じめん 控 ひかえ 制 せい 系 けい 统和卫星 中 なか 的 てき 原子 げんし 钟共同 どう 维护的 てき 一类原子时,如GPS 使用 しよう 的 てき GPS时等。这类时间标准的 てき 初 はつ 始 はじめ 时刻被 ひ 定 てい 义为UTC下 か 的 てき 某 ぼう 一 いち 时刻,频率则与UTC、TAI及国际单位 い 制 せい 下 か 的 てき 秒 びょう 长相同 どう 。然 しか 而,由 ゆかり 于维护TAI所 しょ 使用 しよう 的 てき 原子 げんし 钟与卫星导航系 けい 统并不一致 ふいっち ,实际上 じょう 卫星导航系 けい 统使用 しよう 的 てき 原子 げんし 时的频率与 あずか UTC会 かい 存在 そんざい 微小 びしょう 的 てき 差 さ 别。另外,卫星导航系 けい 统使用 しよう 的 てき 原子 げんし 时通常 つうじょう 不 ふ 含闰秒 びょう ,因 いん 此其与UTC的 てき 偏差 へんさ 会 かい 随 ずい 着 ぎ 时间的 てき 推移 すいい 逐渐增大 ぞうだい 。现行的 てき 各 かく 类卫星 ぼし 导航系 けい 统所使用 しよう 的 てき 原子 げんし 时及其初始 はじめ 时刻如下:[ 26]
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