时间系统及其化算王若璞测绘学院测量与导航工程系实用天文学目的及要求u掌握恒星时、真太阳时和平太阳时系统之间的异同u明确地方时与地理经度的关系u了解时间的系统和区时、日界线u了解目前常用的时间系统u掌握恒星时与平时之间的换算主要内容u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算本节的重点u恒星时、真太阳时和平太阳时系统之间的异同u明确地方时与地理经度的关系u恒星时与平时之间的换算时间的概念u时间的含义u时刻表示事物在运动过程中的某一瞬间。 u时间段表示事物在运动过程中的一段时间。 u二者之间的关系时刻说明事件发生的先后，反映出时间的 早晚；时间段说明事件从开始到结束经历了多少 时间，反映出时间的长短。时间的概念u度量时间单位的基本原则u连续性必须是连续的周期性运动。u稳定性（均匀性）运动的周期必须具有足够的稳定性。 u可测性这种周期性运动必须是可以测定和复制的。时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算恒星时系统u恒星时以地球自转运动的周期为基准建立的一种时间系统。选春分点作为参考点，用它的周日视运动周期所确定的时间计量系统，称为恒星时，简称恒时，常用s表示。恒星时系统u恒星 日春分点连续两次通 过测站上中天所经历的 时间段。恒星日是恒星时系统的基本单位。1恒星日24恒时1恒时60恒时分1恒时分60恒时秒ZQEWPSNQZPO恒星日起点恒星时系统u恒时与春分点时角的关 系ZQEWPSNQZPOKKtstT恒星日起点恒星时系统u恒时与春分点时角的关 系ZQEWPSNQZPOKKtstT恒星日起点时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算真太阳时系统u真太阳时以地球自转运动的周期为基准建立的一种时间系统。选取真太阳（太阳视面中心）为参考点，以它的周日视运动周期为基准所建立的一种时间计量系统，称为真太阳时，简称真时，用T表示。真太阳时系统u真太阳日真太阳连续两次通过测站上中天所经历 的时间段，称为一个真太阳日。真太阳日是真太阳 时系统的基本单位。以真太阳上中天瞬间为一日的开始，这 个瞬间称为真午正（T0）。1真太阳日24真太阳时小时1真太阳时小时60真太阳时分1真太阳时分60真太阳时秒 真太阳时系统u真太阳时的不均 匀性1.真太阳日的长度 不等于地球自转周期2.太阳周年视运动 的不均匀性真太阳时不能作为度量时间的标准时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算平太阳时系统u平太阳设立一个“假太阳”，它是在赤道上对 恒星作均匀运动的一个假想的点。它有以下特点：（1）周年视运动的轨道在赤道上，而不是在黄道上；（2）周年视运动的速度是均匀的，等于 真太阳一年中视运动速度的平均值；（3）赤经尽可能接近于真太阳的平黄经 。平太阳时系统u平太 阳P 69QQ 是从J2000.0格林尼治平子正起算的儒 略世纪数。平太阳时系统u平太阳时选取平太阳为参考点，以它的周日视运动周期为基准所建立的一种时间计量系统，称为平太阳时，简称平时，用T表示。u平太阳日和平太阳时 平太阳时系统u平太阳日平太阳连续两次通过测站下中天所经历的时间段，称为一个平太阳日。平太阳日是平太阳时系统的基本单位。以平太阳下中天瞬间为一日的开始，这个瞬间称为平子正（T0）。1平太阳日24平太阳小时，时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算天球坐标与天文坐标间的重要关系地面A、B 两地同时观测 同一天体的时 角之差，等于 A、B两地的经 差。ZGQGPQGPOppqZB ZATB AQBQA地方时与地理经度的关系u两地在同一瞬间同一类地方时之差，等于两地经差。u任一测站与格林尼治天文台在同一瞬间的同类时之差，等于测站的经度。地方时与地理经度的关系u两地在同一瞬间同一类地方时之差，等于两地经差 。选择春分点地方时与地理经度的关系u任一测站与格林尼治天文台在同一瞬间的同类时之差，等于测站的经度。时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算1884年起人们决定在太平洋中，也即在东经180度经线附近划 一条线，规定当各种交通工具自东向西越过此线后，日期增加1天 ，而由西向东越过此线后，日期减少1天。这条线就称为“日界线 ”或“国际日期变更线”。同时为了考虑到行政管理上的便利， 日界线并不严格地指东经180度的经线。而是由北极沿东经180度 经线，折向白令海峡，绕过阿留申群岛西边，经萨摩亚、斐济， 汤加等群岛之间，由新西兰东边再沿180度经线直到南极。时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算常用时间系统世界时UT（Universal Time） 历书时ET（Ephemeris Time） 原子时AT（Atomic Time） 协调时UTC（Coordinated UT） 世界时系统u世界时（UT）格林尼治平时T（0时区的区时）称为世界时。世界时是以地球自转周期为基准测定的。u世界时的不均匀性（1）长期变化（2）季节性变化（3）不规则变化世界时系统u世界时（UT）的系统（1）UT0系统：包含地球自转不均匀和极移的影响（2）UT1系统：加入极移改正，消除极移的影响UT1UT0+ （3）UT2系统：加入自转速度季节性变化改正TsUT2UT1 TsUT0 Ts历书时系统u历书时（ET）历书时（ET）是从公历1900年初附近，太阳几何平黄经为2794148“.04的瞬间间起算的，这这一瞬间间的历书时历书时 取为为1900年1月0日12时时正。历书时历书时 的基本单单位采用国际际度量衡委员员会所定义义的秒长长，即历书时历书时 1秒的长长度等与历书历书时时1900年1月0日12时时瞬间间的回归归年长长度的131556925.9747 。原子时（AT）u原子时（AT）是用原子跃迁所产生的振荡频率为基准而建立起来的一种均匀的计时系统。原子时直接定义秒长，属物理时。原子时（AT）u原子时的秒长1967年第十三届国际计量委员会决定：秒是相当于铯原子133在两个基态的超精细结构的能级跃迁辐射的电磁振荡9192631770周所经历的时间。u原子时的起点规定：1958年1月0日世界时（UT2）0h0m0s作为原子时的起点0h0m0s，但事后发现在这一瞬间原子 时与世界时相差0.0039秒。 协调世界时（UTC）u协调世界时（UTC）是介于原子时与世界时之间的一种均匀时。它以原子时为基准，即以原子时的秒长作为计量时间的基本单位，在时刻上进行调整，使其与世界时UT1时刻之差不超过0.9s，这样这样 确定的一种时间时间 系统统，称为协调为协调 世界时时，简简称协调时协调时 ，用UTC表示。UTC是目前国际际上发发播标标准时间时间 和标标准频频率的基本形式。 协调世界时（UTC）u跳秒规定u如有必要，每年进行一次或两次调整，每次调整一整秒；u引进闰秒进行调整的时刻一般规定在6月30日最后1秒或12月31日最后1秒，也可在3月31日或9月30日最后1秒，必要时可在每月末的最后1秒进行调整，具体由国际地球自转服务组织决定 。u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，；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，。 2005年7月4日，国际地球自转服务组织（IERS）发布C公报，协调世界时（UTC）将在2005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。具体实施步骤如下： UTC协调世界时：23时59分59秒（2005年12月31日） 23时59分60秒（2005年12月31日） 00时00分00秒（2006年1月1日）相应地，北京时间：7时59分59秒（2006年1月1日） 7时59分60秒（2006年1月1日） 8时00分00秒（2006年1月1日） 时间系统及其化算u恒星时系统u真太阳时系统u平太阳时系统u地方时与地理经度的关系u区时、日界线u目前常用的时间系统u恒星时与平时之间的换算恒时与平时的单位(时间段)换算QPQPOppqAT1T2KKSB1回归年365.2422平太阳日恒时与平时的单位(时间段)换算由上式可知，恒星时单位的长度比平时单位短一些。那么，量度同一时间段，用恒星时单位量度出来的数值比用平时单位量度出来的数值大些。恒时与平时的单位(时间段)换算现设同一时间段，用恒时单位量得的恒时单位数值为 ，用平时单位量得的平时单位数值为 ，按上面的关系可得：即设则恒时时段化为平时时段的换算式恒时与平时的单位(时间段)换算同理可得：即设则平时时段化为恒时时段的换算式恒时与平时的单位(时间段)换算例1：由郑州到上海的火车走了 平时，问走 了恒时多少时间？解：由得所以说，火车走了恒时时间为 。恒时与平时的单位（时间段）换算例2：天文台在晚上从恒时 开始观测，直到恒时 结束。问共观测了多少平时时间？解：由得所以说，共观测了平时时间为 。恒时与平时的时刻换算任一瞬间的时刻，既可用恒时时刻来确定， 也可用平时时刻来确定。但它们都是从各自的0时 开始累计。所谓某一时刻就是从每日0时瞬间开始直到这一时刻之间的一段时间。因此，进行时刻换算必须考虑各时刻的起算 点，即必须知道当天平时0时瞬间所相应的恒时， 或这一天恒时0时所相应的平时。恒时与平时的时刻换算ABD日（平时起点）平时恒时（恒时起点）格林尼治的时刻换算u已知格林尼治某日恒时S，求相应的格林尼 治平时（世界时）To。AB平时恒时格林尼治的时刻换算例3：已知1980年12月4日格林尼治恒时 ， 求相应的世界时To。解：查表可知世界时0时对应的恒星时为：由得格林尼治的时刻换算u已知某日格林尼治平时（世界时）To，求相 应的格林尼治恒时S。AB平时恒时格林尼治的时刻换算解：由得例4：已知1980年12月10日世界时 ，求 相应这瞬间的格林尼治恒时S。查表可知地方恒时与地方平时的时刻换算u已知某地方（E）的平时为T ，求相应这瞬间的地方恒时s。（世界时）平时恒时（地方平时）地方恒时与地方平时的时刻换算u已知某地方（E）的平时为T ，求相应这瞬间的地方恒时s。（1）将本地平时T化为相应瞬间的世界时： ；（2）求出To所相应的格林尼治恒时： ；（3）将格林尼治恒时S化算为本地的恒时s。即地方恒时与地方平时的时刻换算解：由得例5：已知1980年10月1日在郑州（ ）观测天狼星的时刻为郑州平时 ，相应观测瞬间的郑州恒时S。查表可知地方恒时与地方平时的时刻换算u已知某地方（E）的恒时为s ，求相应这瞬间的地方平时T。（格恒时）平时恒时（地方恒时）地方恒时与地方平时的时刻换算u已知某地方（E）的恒时为s，求相应这瞬