时间——做为一个基本参考，在描述自然现象的绝大多数方程中是不可缺少的一个变量，随着人们对自然和宇宙的深入研究， 时间的重要性越发显示出来，人们的生活也越来越依靠于精确的时间。精密时间是现代高科技发展的必要条件，时间和频率的测量，几乎对所有科学和工程技术的实验工作都是不可缺少和非常重要的。从基础研究领域到工程技术领域的各个方面，每个系统内部运作或者不同系统之间的协调，都需要有统一的时间系统。从测量的领域来看，大地测量研究的对象是随时间变化的，观测量与时间密切相关，在卫星定位与导航中的时间系统，也是描述卫星位置的重要基准。
目前，度量时间主要有gbom3种方式：世界时(UI)、原子时(TAI)和协调世界时(UTC)，本文主要对这三种时间系统的基本概念、特点和实际应用进行简要介绍，进一步阐述不同时间系统包括GPS时间系统之间的关系，最后对目前时间系统存在的问题和影响进行了讨论。 一． 时间系统简介
1.世界时
平太阳连续两次经过同一子午圈的时间间隔，称为一个平太阳日，分为24个平太阳小时。以格林尼治子夜起算的平太阳时称为世界时（UT），即格林威治时间。未经任何改正的世界时表示为UT0，经过极移改正的世界时表示为UT1，进一步经过地球自转速度的季节性改正后的世界时表示为UT2。 世界时最初来自天文观测，是由地球自转周期得来的，是基于地球自转的一种时间计量系统，反映了地球在空间的位置。第一个真正意义上世界公认的时间单位标准，是 1960 年规定的地球绕太阳公转的周期（一太阳年）为三千一百五十多万秒，它具有十分重要的天文价值，和地球上的人类生活息息相关。
2．原子时
原子时（TAI），指的是以原子频标为基础建立的时间标准。公共自行车服务系统1967年第十三届国际计量大会确定了以铯原子辐射为基础的秒长定义，即铯133原子基态的两个超精细能级间在海平面零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间为原子时秒，并把它规定为国际单位制中的时间单位。原子时的时间起点定义在1958年1月1日0时0分0秒(UT2)，即规定在这一瞬间，原子时和世界时重合。TAI可适应最高要求的应用，主要体现在连续性、可靠性、可用
性、频率稳定度和频率准确度等方面。
为了平衡各地的利益，TAI并不是一台原子钟的时间，而是国际权度局(BIPM)用分布在世界各地的这些实验室的总共25O个左右自由运转的原子钟的数据，采用ALGOS算法计算得到自由原子时EAL。TAI则是参照基准频标，对自由原子时EAL经过频率修正后导出的。原子时是基于原子物理技术的一种更加均匀的时间系统，对于测量时间间隔非常重要。它的稳定性比天文秒高10万倍，能满足精密科学研究、导航、通信等部门的广泛需要。
3．协调世界时
世界时，是基于地球自转根据天文学观察得出的时间系统，但是地球自转速度受长期变化、季节变化和不规则变化等三个因素影响，总体使其趋慢，所以根据这个得出的时间当然也会相应不准确，总体上会越来越慢，使UT1与TAI的差值越来越大。相比而言，国际原原子时的准确度为每日数纳秒，而世界时的准确度为每日数毫秒。由于两种时间尺度速率上的差异，一般来说1～2年会差1秒。 因此日常生活所用的时间采用一种折衷的时间尺度——协调世界时（UTC），它用原子时的速率，而在时刻上逼近世界时，所用方法就是“闰秒”，当协调世界时和世界时之差即将超过±0.9秒时，就对协调世界时作一整秒的调整。所
以UTC的秒是很精确的，并且与UT1之间只会出现整秒的差异。用公式表示如下：
UTC(t)一TAI(t)=Ns(N为整数)，| UTC(t)一UT1(t)| <xs(<1)
我们普通使用的时间是从世界协调时得来的，我国采用的北京时间(BST)就是在世界协调时的基础上算上时区，两个时间只会相差整数个小时(八小时)。中国科学院国家授时中心(NTSC) 负责我国标准时间的产生、保持和发播，为我国各个领域的时间应用提供直接或间接的时间基准。
二． 时间系统之间的关系
1． UTC和世界影视博览TAI与PTCC INUI的关系
相对于以地球自转为基础的世界时来说，原子时是均匀的计量系统，时间尺度精度明显优于世界时，这对于测量时间间隔非常重要。但世界时反映了地球在空间与太阳的相对位置，对应于春夏秋冬、白天黑夜的周期，是我们熟悉且在日常生活中必不可少的时间，同时在大地测量、天文导航等领域也有广泛的应用。为兼顾这两种需要，引入了协调世界时(UTC)，UTC在本质上还是一种原子时，因为它的秒长规定和原子时秒长相等，只是在时
刻上，通过人工干预（闰秒），尽量靠近世界时。
通过对协调世界时作一整秒的调整（增加1秒或去掉1秒），使UTC和世界时的时刻之差保持在±0.9秒以内，增加1秒称为正闰秒（或正跳秒）；去掉1秒称为负闰秒（或负跳秒）。到目前为止，由于地球转速越来越慢，都是拨慢1秒，负闰秒还没发生过是否闰秒，由国际地球自转服务组织（IERS）决定。闰秒的首选日期是每年的12月31日和6月30日，或者是3月31日和9月30日。如果是正闰秒，则在闰秒当天的23时59分59秒后插入1秒，插入后的时序是：…58秒，59秒，60秒，0秒，…，这表示地球自转慢了，这一天不是86400秒，而是86401秒；如果是负闰秒，则把闰秒当天23时59分中的第59秒去掉，去掉后的时序是：…57秒，58秒，0秒，…，这一天是86399秒。
最近的一次闰秒是在2008年底实施的。2008年12月8日，国际地球自转服务组织（IERS）发布公报，协调世界时（UTC）将在2008年底实施一个正闰秒，即增加1秒。届时，所有的时钟将拨慢1秒。至2009年，UTC—TAI=一34秒。
跳秒始于1972年1月1日，在此之前UTC相对于TAI的调整调整采用调偏频率的方法。值得注意的是原子时与世界时分别来自于两个互不相干的系统，虽然协调时基本上解决了两者
之间的协调问题，但是由于地球自转速度越来越慢加之不均匀，闰秒时间间隔也不均匀。
2．GPST和TAI与UTC的关系
再现辉煌GPS中学生心理学系统时间（GPST）的起点，定义在1980年1月6日0时（UTC），采用原子时秒长为单位，其系统时间和频率同步于美国海军实验室(USNO)主钟发布的UTC (USN0 MC)。在当时，GPST—TAI=一19s，与UTC是一致的，之后随着UTC闰秒的增加，二者的差距逐渐增大。GPS由于没有跳秒，因此直到目前，GPS时间仍然非常接近于TAI减去19s。GPST目前与UTC的差异为UTC—GPST=一15 s+C0，C0是GPS时间与UTC在秒小数上的差异。GPS系统主钟一直在进行定期的调整，以便在非整秒的时间尺度上与UTC (USNO MC)保持一致，目前二者的非整秒误差控制在40ns秒以内。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议