航海学天文定位第四篇第4章(1)

1、第四章 时间 第一节 时间系统概述 时间均应同时满足两个要求： 第一，周期运动的稳定性(均匀性)； 第二，周期运动的复现性(重复性)。 1建立在地球自转基础上的世界时系统； 2建立在地球公转基础上由力学定律所确定的历书时系统； 3建立在原子能级跃迁频率基础上的原子时系统。 一、世界时系统 世界时系统(universaltimesystem)是建立在地球自转运动基础上的时间系统。也就是说，以地球自转周期作为时间的计量单位。 以春分点为参考点得到：恒星时(sidereal time)； 以 太 阳 为 参 考 点 得 到 ： 视 时(apparenttime)； 以平太阳为参考点得到：平时(mea

2、n time)或世界时(universal time，UT，GMT)。 1955年国际天文学联合会决定自1956年起，对直接观测到的世界时作两项改正。因此，世界时UT又可分为以下三种： UT0：直接由天文观测得到的世界时。由于极移的影响，使世界各地的天文台测得的 UT0有微小的差别； UTl：UT0经极移改正后得出的世界时，这是真正反映地球自转的统一时间。也是天文航海所需要的世界时； UT2：UTl经过季节改正后得出的世界时。 UT2是1972年以前国际上公认的时间标准。但是，它仍然还受地球自转速率的长期变 化和不规则变化的影响，所以UT2还是不均匀的。 二、原子时系统 (atomictime

3、system) 原子时系统是建立在原子能级跃迁频率基础上的时间系统。 1原子时(atomic time，AT)：以铯(Cs)133原子基态超精细能级跃迁的电磁振荡9 192 63l 770周所经历的时间间隔定义为原子时ls的长度。 原子时的起始历元为1958年1月1日0时(世界时UT2)。 2协调世界时(coordinateduniversaltime，UTC)： 以原子时秒为时间计量单位，在时刻上与世界时UTl保持在0s.9之内。 协调世界时满足上述条件是通过“跳秒”来实现的。 调整的时刻是在12月31日或6月30日最后一秒。对原子时增加ls称正跳秒，减少ls称负跳秒。 具体跳秒时间和方法可

4、查阅英版无线电信号表第二卷或英版航海通告第VI部分。 第二节 恒星时 恒星时(sidereal time)是建立在地球自转运动基础上的时间系统，以春分点为参考点，以其周日视运动的周期作为时间的计量单位。 一、恒星日 在周日视运动中，春分点连续两次经过某地午圈所经历的时间间隔称为1恒星日(siderealday)，即： l恒星日天球旋转(360)所经历的时间间隔。 时间与角度之间存在着如下时、度换算的关系： 24h=360； 1h=15； lm=15； l=4m； ls=15=0.25； 1=4s 二、恒星时 1地方恒星时(local sidereal time，LST)：在周日视运动中，春分点

5、由某地午圈起，向西运行所经历的时间间隔称为地方恒星时。 2格林恒星时(Greenwich sidereal time，GST)： 在周日视运动中，春分点由格林午圈起，向西运行所经历的时间间隔称为格林恒星时。显然，它是地方恒星时的一个特例。LSTGST EW第三节视时 视时(apparenttime)是建立在地球自转基础上的时间系统，它是以太阳为参考点，以其周日视运动的周期作为时间的计量单位。 一、视太阳日 在周日视运动中，太阳中心连续两次经过某地子圈所经历的时间间隔称为l视太阳日。 时、度换算的关系同上 二、视时 视时(local apparent time，LAT)是太阳中心经过某地子圈时起

6、算的，而子圈随着测者的经度不同而不同，因此，视时具有地方性。在周日视运动中，太阳中心由某地子圈起，向西运行所经历的时间间隔称为视时LAT。 视时与地方时角的关系： LAT=LHA 180180180LHALHA 三、视太阳日作为时间计量单位的缺陷 1视太阳日=天球旋转(360+d(RA)所经历的时间 由于在一年中，太阳赤经日变化量d(RA)最大约66.6，最小约53.8，所以最长和最短的视太阳日相差约51s，并且在逐日变化。作为时间计量单位，长短必须固定，所以视太阳日不宜作为时间的计量单位。图1图2图3第四节 平 时 平时(meantime)是建立在地球自转运动基础上的时间系统，它是以平太阳为

7、参考点，以其周日视运动的周期作为时间的计量单位。 一、平太阳 平太阳(mean sun)是一个假想的天体，它在天赤道上向东作匀速的周年视运动，其速度等于视太阳在黄道上运行的平均速度。 二、平太阳日 在周日视运动中，平太阳连续两次经过某地子圈所经历的时间间隔称为l平太阳日(meansolarday)。 时、度换算关系 平太阳在天赤道上向东作等速的周年视运动，其速度等于太阳在黄道上运行的平均速度。太阳在黄道上连续两次经过春分点的时间间隔为l回归年，等于365.2422平太阳日(该值每百年减少约0s.5)，这期间太阳赤经变化了360，则即平太阳赤经日变化量： 14.952422.365360RAd5

8、6.5632422.36524smhRAd 这是由于平太阳在向西作周日视运动的同时，又沿天赤道向东作周年视运动而移动了一段弧距d(RA)。因此： l平太阳日=天球旋转(360+d(RA)所经历的时间 =天球旋转(360+59.14)所经历的时间 =l恒星日+3m56s.56 图1图2图3 三、平时 1地方平时(local mean time，LMT)： 在周日视运动中，平太阳由某地子圈起，向西运行所经历的时间间隔称为地方平时LMT。同时须注明日期。 同一时刻，地方平时LMT与平太阳圆周地方时角LHA相差180 (12h)，即： 180180180LHALHALHALMT 由于平时具有地方性，因

9、此，在同一时刻，不同经度上的地方平时之间同样存在“东大西小”的关系，即： DLMTLMT1212D 例：已知经度12205.0E的地方平时LMTl09h53m04s(5月10日)，求经度12000.0E的地方平时LMT2？ 解： 求两地经差，并将其化为时间单位； 求 12000.0 (+) LMTl 09-53-04 105 -) 12205.0 (+) - 08-20 205.0 (-) LMT2 09-44-44 105 8m20s (-) DLMTLMT12E2E1DWDWD 例：已知经度8417.0W的地方平时LMTAl6h21m26s(7月16日)，求经度l3841.0E的地方平时L

10、MTB? 解： l3841.0 (+) LMTA 16-21-26 167 -） 8417.0 (-) +14-51-52 22258.0 (+) LMTB 31-13-18 167 14h5lm52s (+) LMTB 07-13-18 177 EBWADEDED 2世界时(universal time，UT)又称格林平时(Greenwich mean time，GMT)： 在周日视运动中，平太阳由格林子圈起，向西运行所经历的时间间隔称为世界时，同时须注明日期。 在同一时刻，任意经度上的地方平时LMT与世界时GMT存在如下“东大西小”的关系，即： EWGMTLMT 例：已知世界时GMT=02

11、h07m04s(8月10日)，求经度11628.0W的地方平时LMT? 解：将经度化为时间单位 =11628.0=07h45m52s 求 GMT 02-07-04 108 07-45-52 LMT 18-21-12 98 WWGMTLMTW第五节 区时 (zonetime) 一、区时制(zonetimesystem) 1时区划分：全球按经度划分为24个时区，如图所示。以0经线为基准，向东、西各取经度730，共计经度15划为一个时区，称零时区，0经线是该时区的中央经度线，又称时区中线。 2区号(zonedescription，ZD)：时区的顺序号。零时区的区号为“0”，以此为基准，东时区的区号依

12、次为1，2，12，西时区的区号依次为+l，+2，+12。从上可见，东时区的区号为“”，西时区的区号为“+”。 由于相邻两时区的时区中线经度相差15=1h，时区中线经度在数值上正好等于该时区区号的小时数，即： 时区中线经度 15 ZDEW 已知时区中线经度可求得该时区的区号。就是所在时区的区号，商如果余数大于号，商就是所在时区的区如果余数小于测者经度103703715 例：求大连(12139E)和北京(11628E)所在时区的区号ZD? 解： 8余139730， ZD= -(7+1)= -8，北京位于东八区 15931211582116 二、区时ZT 1区时(zonetime，ZT)：时区中线的

13、地方平时作为该时区的区时。区时通常要注明区号和日期。 相邻两时区的中线经度相差15=1h，则相邻两时区的区时相差1小时，区时同样存在“东大西小”的关系。 不同时区区时的换算，即： DZTZT1212mmD 在船上，日常的工作、生活是根据“船钟”指示的时间（称船时）（shipsmeantime，SMT）来安排的。船钟一般指示船舶所在时区的区时（特殊情况除外）。由于船时通常用准确到分钟的4位数表示，所以由船钟读取的船时SMT是近似区时ZT。 2区时ZT与世界时GMT的关系 同一时刻区时ZT与世界时GMT正好相差与区号相同的小时数，即： GMTZT+ZD 东时区ZD为“”，西时区ZD为“+”。 3区时ZT与地方平时LMT的关系 由于区时是时区中线的地方平时，已知区时求地方平时，即： 例：已知经度 12223.0E的地方平时LMT 21h04m36s(3月6日)，求该经度所属时区的区时ZT。 DZTLMTmD 三、拨钟 船舶向东航行进入相邻时区，应将船钟拨快l小时； 船舶向西航行进人相邻时区，应将船钟拨慢1小时。 四、日界线 日界线(dateline)又称国际日期变更线。由于区时制的建立而产生了日界线。 日界线原则上是180经线，考虑到行政区域而有若干曲折。 同一时刻东、西十二时区的区时相同，但是日期却相差一天。为了不使日期搞乱，当船舶穿过日