Введение в современные спутниковые радионавигационные системы. Часть 1: общие принципы, современное состояние, перспективы развития. Насыров И.А. - 16 стр.

UptoLike

Составители: 

31
получается истинное звездное время. Местное звездное время, измеренное на
Гринвичском меридиане, называется обычно гринвичским звездным временем S.
Истинные солнечные сутки Т
и
отсчитывают по нижним кульминациям центра
видимого диска Солнцаистинного Солнца»). Из-за неравномерности движения
Земли по орбите и непараллельности осей ее суточного и годичного вращения Т
и
непостоянно, поэтому в повседневной жизни за основную единицу времени
принимают средние солнечные сутки Т
ср
, которые отсчитываются по нижним
кульминациям «среднего Солнца» - гипотетической точки, рассчитанной в
предположении ее равномерного движения по орбите. «Среднее Солнце» совершает
один полный оборот по небесному экватору за такое же время, как и настоящее
Солнце по эклиптике, и проходит точку весеннего равноденствия одновременно с
Солнцем. Интервал времени от момента нижней кульминации «
среднего Солнца»,
выраженный в долях Т
ср
, называется средним солнечным временем или средним
временем. Местное среднее время измеряется часовым углом «среднего Солнца»
относительно местного меридиана, увеличенным на 12 ч. Местное среднее время,
измеренное на Гринвичском меридиане, называют гринвичским средним временем
GMT (
Greenwich Mean Time). Значение Т
ср
соответствует среднему значению Т
и
за
год.
Подсчитано, что 24 ч звездного времени равны примерно 23 ч 56 мин 4,091 с
среднего времени, т.е. Т
з
86 164,091 с среднего времени.
Из-за неравномерности суточного вращения Земли звездные и солнечные
сутки незначительно изменяются. Для точных расчетов введено равномерно текущее
времяэфемеридное (перевычисленное) время ЕТ, где единица меры времени
эфемеридная секунда, рассчитанная как 1/86400 доля средней продолжительности
времени в определенный день 1900 г.
Создание сверхстабильных атомных эталонов частоты (времени) позволило
перейти к неастрономическому способу измерения времени и ввести искусственную
единицу меры времени, не зависящую от особенностей вращения Земли, - атомную
секунду, близкую к эфемеридной. Атомная секунда принята в качестве единицы
измерения времени на XIII Генеральной конференции по мерам и весам в 1967 г.
Атомная секунда равна интервалу времени, в течение которого совершается
9192631770 колебаний,
соответствующих резонансной частоте энергетического
перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-
133 при отсутствии внешних воздействий.
Атомная секунда является основой шкалы атомного времени АТ и принята в
настоящее время за единицу времени в системе СИ (вместо эфемеридной секунды).
Осреднение показаний различных атомных эталонов времени позволило создать
шкалу международного атомного
времени TAI.
4.2. Системы отсчета времени
Всемирное время UT (Universal Time)
. Это время содержит год, месяц, число, час,
минуту и секунду. Первые три величины отсчитывают по общепринятому
(Григорианскому) календарю, остальныепо местному среднему времени на
Гринвичском меридиане t
UT
. Эта система отсчета введена в 1928 г. III Генеральной
ассамблеей Международного астрономического союза.
Всемирное время t
UT
измеряется часовым углом «среднего Солнца»
относительно Гринвичского меридиана, увеличенным на 12 ч. Так как движение
полюсов Земли обуславливает изменение положения меридианов, то по степени учета
возмущающих факторов различают следующие разновидности всемирного времени:
32
UT0всемирное время, получаемое в результате текущих астрономических
измерений относительно неучтенного поправками Гринвичского меридиана; UT1
всемирное время среднего
Гринвичского меридиана, рассчитанное с учетом
движения полюсов. Оно является основой для измерения времени в повседневной
жизни; UT2отличается от UT1 сезонными поправками; UT1Rотличается от UT2
поправками на приливы.
Заметим, что UT равно местному среднему времени минус географическая
долгота места наблюдателя L; S
гр
(гринвичское звездное время) равно местному
звездному времени S минус L, при этом восточная долгота положительная, западная
отрицательная.
Всемирное координированное время UTC. Его обычно используют в повседневной
жизни, измеряется по атомным часам, показания которых периодически (с периодом
0,5 ... 2,5 года) корректируются на 1 сек так, чтобы разность (UT-UTC) не превышала
0,9 сек. Сигналы UTC передаются по радиовещательным сетям. Разность TAI – UTC
составляла +25 сек на 1 января 1990 г. Достоинства UTCсравнительно высокая
равномерность шкалы, присущая атомному времени; привязка к
естественным
природным процессам (восход, заход), что характерно для солнечного времени.
Поясное время ZT. Это время содержит год, месяц, и число, которые отсчитываются
аналогично всемирному времени UT, часы минуты и секундыкак местное среднее
время основного (центрального) географического меридиана рассматриваемого
часового пояса t
n
по формуле ZT = UTC +
n, где
nномер часового пояса. Поясное
время введено в большинстве стран с 1884 г., в Россиис 1919 г. При этом
поверхность Земли была разделена на 24 часовых пояса, центральные меридианы
которых отличаются по долготе на 15
о
(1 ч). Для Москвы
n = 2 ч. Достоинство
поясного времениудобство использования в повседневной жизни, так как не
требует уточнения времени при соответствующих перемещениях вдоль параллели.
Местное декретное время. Это время отличается от поясного времени ZT на
декретную добавку
t
ДКР
, устанавливаемую для каждой местности законодательно. В
СССР это время существовало до 1981 г. В настоящее время в России действует
система летнего времени.
Летнее время. Это время t
Л
= ZT + 2 ч. Обычно летнее время действует ежегодно с 2
ч ночи последнего воскресения марта до 3 ч ночи последнего воскресения сентября,
когда вводится зимнее время t
ЗИМ
. Оно соответствует существовавшему ранее
декретному времени с добавкой
t
ДКР
= 1 ч, т.е. t
ЗИМ
= ZT + 1 ч. Декретное (летнее)
время часового пояса с
n = 2 ч называют московским летним временем. Очевидно,
что, например, в ноябре московское время равно UTC + 2 ч + 1 ч, в маеUTC + 2 ч +
2 ч.
Система отсчета времени, используемая в ГЛОНАСС – UTC(GL), отличается от
UTC. Во-первых, системное время ГЛОНАСС, как и UTC(SU), смещено относительно
UTC на +3 целых часа. Во-вторых, оно также отличается от UTC положением
временной (секундной) метки: например, к концу ноября 1996 года разность
|UTC(SU) - UTC| равнялась примерно 8 микросекундам.
Потребитель системы ГЛОНАСС, принимая сигналы спутников, может
сверить собственные часы с системным
временем ГЛОНАСС. Системное время
формируется на основе шкалы Центрального синхронизатора ГЛОНАСС и привязано
к UTC(SU) - шкале времени Государственного эталона частоты и времени России.
                                                                              31   32
получается истинное звездное время. Местное звездное время, измеренное на            UT0 – всемирное время, получаемое в результате текущих астрономических
Гринвичском меридиане, называется обычно гринвичским звездным временем S.          измерений относительно неучтенного поправками Гринвичского меридиана; UT1 –
       Истинные солнечные сутки Ти отсчитывают по нижним кульминациям центра       всемирное время среднего Гринвичского меридиана, рассчитанное с учетом
видимого диска Солнца («истинного Солнца»). Из-за неравномерности движения         движения полюсов. Оно является основой для измерения времени в повседневной
Земли по орбите и непараллельности осей ее суточного и годичного вращения Ти       жизни; UT2 – отличается от UT1 сезонными поправками; UT1R – отличается от UT2
непостоянно, поэтому в повседневной жизни за основную единицу времени              поправками на приливы.
принимают средние солнечные сутки Тср, которые отсчитываются по нижним                    Заметим, что UT равно местному среднему времени минус географическая
кульминациям «среднего Солнца» - гипотетической точки, рассчитанной в              долгота места наблюдателя L; Sгр (гринвичское звездное время) равно местному
предположении ее равномерного движения по орбите. «Среднее Солнце» совершает       звездному времени S минус L, при этом восточная долгота положительная, западная –
один полный оборот по небесному экватору за такое же время, как и настоящее        отрицательная.
Солнце по эклиптике, и проходит точку весеннего равноденствия одновременно с
Солнцем. Интервал времени от момента нижней кульминации «среднего Солнца»,         Всемирное координированное время UTC. Его обычно используют в повседневной
выраженный в долях Тср, называется средним солнечным временем или средним          жизни, измеряется по атомным часам, показания которых периодически (с периодом
временем. Местное среднее время измеряется часовым углом «среднего Солнца»         0,5 ... 2,5 года) корректируются на 1 сек так, чтобы разность (UT-UTC) не превышала
относительно местного меридиана, увеличенным на 12 ч. Местное среднее время,       0,9 сек. Сигналы UTC передаются по радиовещательным сетям. Разность TAI – UTC
измеренное на Гринвичском меридиане, называют гринвичским средним временем         составляла +25 сек на 1 января 1990 г. Достоинства UTC – сравнительно высокая
GMT (Greenwich Mean Time). Значение Тср соответствует среднему значению Ти за      равномерность шкалы, присущая атомному времени; привязка к естественным
год.                                                                               природным процессам (восход, заход), что характерно для солнечного времени.
       Подсчитано, что 24 ч звездного времени равны примерно 23 ч 56 мин 4,091 с   Поясное время ZT. Это время содержит год, месяц, и число, которые отсчитываются
среднего времени, т.е. Тз ≈ 86 164,091 с среднего времени.                         аналогично всемирному времени UT, часы минуты и секунды – как местное среднее
       Из-за неравномерности суточного вращения Земли звездные и солнечные         время основного (центрального) географического меридиана рассматриваемого
сутки незначительно изменяются. Для точных расчетов введено равномерно текущее     часового пояса tn по формуле ZT = UTC + ∆n, где ∆n – номер часового пояса. Поясное
время – эфемеридное (перевычисленное) время ЕТ, где единица меры времени –         время введено в большинстве стран с 1884 г., в России – с 1919 г. При этом
эфемеридная секунда, рассчитанная как 1/86400 доля средней продолжительности       поверхность Земли была разделена на 24 часовых пояса, центральные меридианы
времени в определенный день 1900 г.                                                которых отличаются по долготе на 15о (1 ч). Для Москвы ∆n = 2 ч. Достоинство
       Создание сверхстабильных атомных эталонов частоты (времени) позволило       поясного времени – удобство использования в повседневной жизни, так как не
перейти к неастрономическому способу измерения времени и ввести искусственную      требует уточнения времени при соответствующих перемещениях вдоль параллели.
единицу меры времени, не зависящую от особенностей вращения Земли, - атомную
секунду, близкую к эфемеридной. Атомная секунда принята в качестве единицы         Местное декретное время. Это время отличается от поясного времени ZT на
измерения времени на XIII Генеральной конференции по мерам и весам в 1967 г.       декретную добавку ∆tДКР, устанавливаемую для каждой местности законодательно. В
Атомная секунда равна интервалу времени, в течение которого совершается            СССР это время существовало до 1981 г. В настоящее время в России действует
9192631770 колебаний, соответствующих резонансной частоте энергетического          система летнего времени.
перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-
                                                                                   Летнее время. Это время tЛ = ZT + 2 ч. Обычно летнее время действует ежегодно с 2
133 при отсутствии внешних воздействий.
                                                                                   ч ночи последнего воскресения марта до 3 ч ночи последнего воскресения сентября,
       Атомная секунда является основой шкалы атомного времени АТ и принята в
                                                                                   когда вводится зимнее время tЗИМ. Оно соответствует существовавшему ранее
настоящее время за единицу времени в системе СИ (вместо эфемеридной секунды).
                                                                                   декретному времени с добавкой ∆tДКР = 1 ч, т.е. tЗИМ= ZT + 1 ч. Декретное (летнее)
Осреднение показаний различных атомных эталонов времени позволило создать
шкалу международного атомного времени TAI.                                         время часового пояса с ∆n = 2 ч называют московским летним временем. Очевидно,
                                                                                   что, например, в ноябре московское время равно UTC + 2 ч + 1 ч, в мае – UTC + 2 ч +
                                                                                   2 ч.
4.2. Системы отсчета времени
Всемирное время UT (Universal Time). Это время содержит год, месяц, число, час,    Система отсчета времени, используемая в ГЛОНАСС – UTC(GL), отличается от
минуту и секунду. Первые три величины отсчитывают по общепринятому                 UTC. Во-первых, системное время ГЛОНАСС, как и UTC(SU), смещено относительно
(Григорианскому) календарю, остальные – по местному среднему времени на            UTC на +3 целых часа. Во-вторых, оно также отличается от UTC положением
Гринвичском меридиане tUT. Эта система отсчета введена в 1928 г. III Генеральной   временной (секундной) метки: например, к концу ноября 1996 года разность
ассамблеей Международного астрономического союза.                                  |UTC(SU) - UTC| равнялась примерно 8 микросекундам.
       Всемирное время tUT     измеряется часовым углом «среднего Солнца»                 Потребитель системы ГЛОНАСС, принимая сигналы спутников, может
относительно Гринвичского меридиана, увеличенным на 12 ч. Так как движение         сверить собственные часы с системным временем ГЛОНАСС. Системное время
полюсов Земли обуславливает изменение положения меридианов, то по степени учета    формируется на основе шкалы Центрального синхронизатора ГЛОНАСС и привязано
возмущающих факторов различают следующие разновидности всемирного времени:         к UTC(SU) - шкале времени Государственного эталона частоты и времени России.