II. Системы астрономического времени.

Системы астрономического времени основаны на суточном вращении Земли. Эталоном для построения шкал астрономического времени служат солнечные или звёздные сутки, в зависимости от точки небесной сферы, по которой производится измерение времени.

Истинным звёздным временем s называется часовой угол истинной точки весеннего равноденствия. Это время можно определить наблюдая некоторую звезду в момент её кульминации, то есть при прохождении через меридиан места. Для верхней кульминации часовой угол равен нулю, тогда звёздное время равно её истинному прямому восхождению.

Часовым углом t называется двугранный угол между плоскостями небесного меридиана и круга склонений. Часовые углы отсчитываются в сторону суточного вращения небесной сферы, то есть к западу от небесного экватора.

Прямым восхождением светиланазывается дуга небесного экватора от точки весеннего равноденствия до круга склонений или угол между направлением на точку весеннего равноденствия и плоскостью круга склонения светила. Прямые восхождения отсчитываются в сторону, противоположную вращению небесной сферы, в пределах от нуля до 360˚.

Звёздное время каждой обсерватории определяющей время подобным образом приводится к меридиану Гринвича:

гдеастрономическая долгота обсерватории в момент наблюдения, а Гринвичское истинное звёздное время. Как время s так и долгота связаны с небесным эфемеридным полюсом.

В истинное Гринвичское время S (GAST) вводится поправка за нутацию по прямому восхождению, называемая уравнением равноденствия, и получается Гринвичское среднее звёздное время

Среднее звёздное время переводится в среднее солнечное время меридиана Гринвича, называемого всемирным временем, полученным из наблюдений и обозначаемым как UT0:

где коэффициент перехода от звёздного времени к солнечному равный 0,0027304336, Гринвичское среднее звёздное время в полночь по всемирному времени (на момент UT1=0^h)

гдечисло суток от эпохи 2000 г., январь 1, 12^h UT1

После исключения из UT0 влияния движения полюса Земли на долготу обсерватории, имеющей астрономические координаты и , получается всемирное время UT1:

Это время является средним солнечным временем меридиана Гринвича (GMT). Его можно интерпретировать как угол между начальным (опорным) меридианом счёта долгот и средним экваториальным Солнцем – фиктивной точкой, равномерно движущейся по экватору. Именно это Солнце задаёт ориентировку Земли в пространстве.

Время UT0 и UT1 определяют на обсерваториях МСВЗ по результатам лазерной локации Луны и геодезических спутников, наблюдениям спутников навигационной системы NAVSTAR (GPS) и наблюдениям внегалактических радиоисточников на радиоинтерферометрах со сверхдлинными базами. Полученное из наблюдений время UT1 сравнивают со всемирным координированным временем UTС, что даёт значение одного из параметров вращения Земли

UT1 – UTС.

III. Системы атомного времени.

Международное атомное время TAI было введено в 1955 г. в качестве основного временного стандарта. До атомного времени наилучшим приближением к постоянному времени было эфемеридное время ЕТ, которое использовало наилучшую теорию вращения Земли для удаления всех известных изменений в скорости вращения. Использование эфемеридного времени продолжалось до 1984 г.

Атомная секунда определяется как 9192631770 колебаний невозмущённых переходов между двумя энергетическими уровнями цезия 133. Это число было выбрано для того, чтобы приблизить величину фундаментальной единицы времени в Международной системе научных единиц SI к средней секунде астрономического времени. Время TAI вычисляется их группы более чем 50 лабораторий научных центров разных стран. Шкала времени TAI была совмещена со шкалой времени UT1 1 января 1958 г.

Связь между атомным временем TAI и всемирным временем UT1 производится через разность UT1 – TAI, либо через всемирное координированное время UTС, для которого также сообщается разность шкал UT1 – UTС.

Время UTС по своей природе является атомным. Оно используется для передачи сигналов точного времени. Но величина разности UT1 – UTС по определению времени UTС не должна быть больше 0,9 с. В случае приближении её к этому значению шкалу UTС корректируют на 1 секунду. Поэтому шкала UTС является ступенчато-равномерной.

Коррекция шкалы времени UTС на величину ±1 секунду производится Международным бюро мер и весов по рекомендации МСВЗ. Производится это, как правило, с периодичностью один раз в год в конце одного из кварталов и осуществляется одновременно всеми пользователями, воспроизводящими или использующими шкалу UTС. Предупреждение о моменте и величине коррекции UTС заблаговременно ( не менее чем за три месяца) сообщается пользователям.

Следует различать шкалы атомного и всемирного времени поддерживаемые МСВЗ (TAI UTC), , Государственной службой времени и частоты России TA(SU) и Морской обсерваторией США TA(US).

Разности некоторых шкал времени

§ TAI – TA(SU) = 2.8272 c,

§ TA(SU) – UTC = 26.1728 c (c 1.07.94),

§ TAI – UTS = 29.0000 c (c 1.07.94),