2、时间系统.ppt

4.世界时 在UT2中含有地球自转速度的长周期的变化项和不规则的变化项，所以它仍不是一个严格的均匀的时间系统。由于世界时与太阳时保持密切的联系，因而在天文学和人们的日常生活中被广泛采用。但是这种时间系统在很多高科技高精度的应用领域无法使用。 定义 为了避免世界时的不均匀性，1960年起引入了一种以地球绕日公转周期为基础的均匀时间系统，称为历书时。历书时是一种以牛顿天体力学定律来确定的均匀时间，并成为牛顿时。 历书时的秒长 为1980年1月0.5日所对应的回归年长度的19747(地球绕日公转时两次通过春分点的时间间隔为1回归年)。 历书时的起点定义 以1900年初太阳的平黄经为的瞬间即1900年1月0日世界时12h作为历书时1900年1月0日12h。 历书时的测量 将观测得到的天体位置与用历书时计算得到的天体历表比较，就能内插出观测瞬间的历书时。 缺陷 太阳、月球、行星历表中的位置与一些天文常数有关。若修改这些天文常数进行，将导致历书时的不连续； 由于月球的视面积很大，边缘又很不规则，很难精确找准其中心的位置，所以求得的历书时比理论精度要差的多； 要经过较长时间的观测和数据处理才能得到准确的时间； 由于星表本身的误差，同一瞬间观测月球与观测行星得出的历书时ET可能不相同。 现状 1967年国际计量会议决定用原子时的秒长作为时间计量的基本单位； 1976年国际天文协会又决定从1984年起在计算天体位置，编制星历时用力学时取代历书时。 3.协调世界时(UTC：Universal Time Coordinated) 稳定性和复现性都很好的原子时能满足高精确度时间间隔测量的要求，但有不少领域，如天文导航、大地天文学等又与地球自转有密切关系，离不开世界时。 为同时兼顾上述用户的要求，国际无线电科学协会于20世纪60年代建立了协调世界时UTC。协调世界时的秒长严格等于原子时的秒长，而协调世界时与世界时UT间的时刻差规定需要保持在0.9秒以内，否则将采取闰秒的方式进行调整。 5.GLONASS时 GLONASS为满足导航和定位的需要也建立了自己的时间系统。我们将其称为GLONASS时。 GLONASS时也存在跳秒，且与UTC保持一致。它们之间有下列关系： 全球的时间中心和时间实验室都可用自己的原子钟来建立和维持一个“局部”UTC。如由美国海军天文台USNO所建立的和维持的UTC记为UTC(USNO)。而由BIPM建立和维持的全球统一的UTC则无需括号说明。 2.应用型原子钟 1）守时型原子钟 守时型原子钟是一种在实验室环境下运行的、能长期连续运行的稳定可靠的频标，用于时间记录和保持。 2）星载原子钟 目前星载原子钟的数量已达400多台。 1.铯原子喷泉钟 2.离子阱原子钟 3.光钟 2007年巴黎天文台和美国的JILA的锶光钟的准确度也达到了(2~3) ×10-15。虽然目前的精度仍比不上高精度的铯原子喷泉钟，但改进的空间还很大，预计其稳定度会比喷泉钟要好。 有源比对 在电视信号的空白段插入时间信号编码。用户接收信号并经译码和比对后即可确定本地钟的钟差。 20世纪80年代，NTSC和中国计量科学研究院共同制定了有源电视比对的法规。在电视垂直消隐期间的空行中插入时频信号，并在中央1、2、4套节目中发播。 时间比对方法： 独立定时法：授时精度约为0.1ms； 共视法：用户在UTC时间0h或12h进行卫星电视时刻比对后，再根据“时间频率公报”上提供的数据进行改正，精度为0.1μs 无源比对 直接采用电视信号中的某一行同步脉冲来进行时间比对。 由于该行信号是直接由电视台提供的，精度较差，故时间服务部门还需对该行信号进行监测，求得其误差改正数并提供给用户进行修正。 我国选用第6行的同步脉冲来进行时间比对。经多次取平均后，无源比对的精度可达1μs。 1.卫星中继法 卫星上无需配备原子钟，只转发来自地面站的时间信号。 单向中继法 通过电视直播卫星来传递时间信号的。其原理与电视无源比对法相同。由于受到用户和卫星的坐标误差，大气传播误差及中继时间延迟等因素的影响，故精度不是很高，一般为± 20μs左右。 2.利用卫星导航定位系统进行精密授时和时间比对 20世纪50年代后，各种卫星导航定位系统相继建立，如Transit、GPS、GLONASS等。 单向观测法 授时精度受各种误差的影响。以GPS为例，在无SA的情况下，授时精度一般只能达到10~40 ns左右; 共视法 由于卫星星历误差和卫星钟差可得以消除，大气传播误差也能大幅消弱，因而精度可大幅提高。 以GPS为例，比对时其精度可达几个ns或更好。 激光测卫法进行星钟检测的精度可达±100 ps，进行远距离时间比对的精度可达±20 ps，比其它方法的精度要高1~2个