第四章  时间与天体位置 第一节  时间系统概述  时间和空间是物质存在的基本属性。任何物质运动都在时间和空间内发生。人类的一切活动都离不开时间和空间，所以说，时间在科学上和日常生活中均是必不可少的。  时间的含义有两个：  时间间隔：时间间隔是指客观物质运动过程所经历的时间历程  时 刻：时刻是指客观物质运动某一状态发生的瞬间  人们通过科学实践，相继选用了各种周期性变化过程作为时间的测量标准，即时间的计量单位。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）。 这就是说，只能用一种均匀的、具有连续重复周期的现象作为时间的计量单位。 迄今为止时间计量标准基本可分为三类：  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（universal time system )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( apparent time )；  以平太阳为参考点得到：平时( mean time )或世界时 (universal time ,GMT)。  从实测中证实地球自转的速率是不均匀的，并具有相当复杂的表现形式，  其中包含周期性变化、长周期性变化、短周期性变化和不规则变化等等各种因素。从而导致以地球的自转周期作为时间的计量单位也是不均匀的。  另外，地球在自转的过程中还存在“扭动”现象，从而使地极产生移动，简称极移。  极移使地球上各点的经纬度发生变化，导致世界各地天文台测得的世界时之间存在微小的差别。  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。     ? UT1：UT0经极移改正后得出的世界时，是天文航海所需要的世界时；     ? UT2：UT1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。   二、原子时系统（atomic time 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 ）原子超精细能级跃迁的电磁振荡9,192 ,631 ,770周所经历的时间间隔定义为原子时1秒的长度。   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（coordinated universal time，UTC）：以原子时秒为时间计量单位，在时刻上与世界时UT1保持在0.S9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1S称正跳秒，减少1S称负跳秒   通  常：23h59m59s之后是次日的00h00m00s 。 正跳秒：23h59m60s之后是次日的00h00m00s。   负跳秒：23h59m58s之后是次日的00h00m00s。 具体跳秒时间和方法可查阅英版《无线电信号表》第二卷或英版《航海通告》第VI部分。  协调世界时UTC从1972年1月1日世界时00h开始实施。  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（sidereal day）。   1恒星日＝天球旋转（360°）所经历的时间间隔。  1恒 星 日＝24恒星小时（24h）；  1恒星小时＝60恒星分钟（60m）；  1恒星分钟＝60恒星秒钟（60s）。  时间与角度之间存在着如下时、度换算的关系：  24h＝360°；   1h＝15°；   1m＝15′；                1?＝4m；   1s＝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?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。  在同一时刻，不同经度上的地方恒星时：  LST2 ＝LST1＋Dλ  Dλ＝λ2－λ1  上式中：  LST1是测者1的经度λ1所对应的地方恒星时；  LST2是测者2的经度λ2所对应的地方恒星时； 经差Dλ计算时:        东经?E为“＋”值，                                   西经?W为“－”值， 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。  在同一时刻，任意经度上的地方恒星时LST与格林恒星时GST同样存在如下“东大西小”的关系：   三、恒星时与春分点时角的关系  在同一时刻，任意经度上的春分点时角在数值上等于该时刻的恒星时，即  LST＝LHA?   或  GST＝GHA?     恒星时的时刻与昼夜的关系不固定。然而，人们的日常生活工作一般是根据“昼夜”来安排的，所以恒星时不宜用于日常生活之中。  第三节 视时  视时（apparent time）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1视太阳日。  1视太阳日可分为：  1视太 阳 日＝24视太阳小时（24h）；  1视太阳小时＝60视太阳分钟（60m）；   1视太阳分钟＝60视太阳秒钟（60s）。  在一个视太阳日中，太阳在同一子圈上连续两次下中天，这期间太阳正好完成一整周360°的周日视运动。 所以视时与角度之间同样存在着时、度换算的关系，只是视时的时、分和秒的长短与恒星时的有所不同。 二、视时 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 (Local apparent time) 。  太阳上中天时LAT＝12h，下中天时LAT＝00h。  同一时刻视时LAT与太阳圆周地方时角LHA⊙相差180?（12h）,即   三、视太阳日作为时间计量单位的缺陷  太阳日＝天球旋转（360?＋DRA?）所经历的时间  太阳赤经日变化量DRA?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。  第四节 平时   平时（mean time）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1平太阳日（mean solar da

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