各种时间概念的详细解释 恒星时世界时 协调世界时

时间系统：

一个时间系统有两个要素构成：时间基准和时间步长，时间基准是衡量时间流逝的起点，时间步长是衡量时间变化的单位，时间基准理论上可以任意选取，时间步长的选择必须满足一定的条件：精确和均匀，即衡量时间流逝的步长应该即精确又均匀，这样我们知道步长数量就可以准确的推算时间流逝的长短。一般都是以测量物体的运动为参考来确定时间步长：例如太阳连续两次经过头顶的时间、原子低能级的跃迁周期等。

对于航天器来说，对时间系统的要求极为苛刻：

1.时间的准确性：航天器运行速度快，差之毫厘失之千里；

2.时间的均匀性：航天器在轨运行时间长，小错积累成大错；

3.时间的同步：航天器需与地面测控系统保持时间同步。

下面详述几个时间概念：

恒星时（ST）

是以地球自转为基础的时间系统，时间基准：以春分点在该地上中天的瞬间作为这个计量系统的起点，即恒星时为零时；时间步长：从春分点对应的白羊座恒星升起开始到这一恒星再次升起(23时56分4秒)的间隔，定义为一个恒星日。恒星时通过与春分点的角度来度量（即你所在子午面与春分点所在子午面之间的二面角），一般称为恒星时角。

因为地球自转不均匀，所以上述恒星时步长也不均匀，我们将通过直接测量子午线与实际的春分点（恒星位置处）之间的时角获得的恒星时称为真恒星时，将假设地球均匀转动的恒星时称为平恒星时，真恒星时和平恒星时最大差0.4s。

太阳时



太阳时是一种特殊的恒星时，它是将参考恒星选为太阳的恒星时系统，我们将太阳连续两次经过上中天的时间间隔称为一个太阳日，由于地球在绕太阳以椭圆轨道公转，所以太阳时是不均匀的，也分为真太阳时和平太阳时。

下面解释两个概念：天赤道和黄赤道。

天赤道位于地球赤道的正上方，是天球上的一个大圈；黄赤道是地球公转面在天球的位置；天赤道和黄赤道夹角为23.5°。地球是运行在黄道面上绕着太阳公转，若以地球为参考点，则太阳是在黄道面上绕着地球转，我们定义平天阳时假设：假定一个太阳（平太阳）在天赤道上（而不是在黄赤道上）作等速运行，其速度等于运行在黄赤道上真太阳的平均速度，这个假想的太阳连续两次上中天的时间间隔，叫做一个平天阳日。这也相当于把一年中真太阳日的平均称为平太阳日，[b]并且把1/24平太阳日取为1平太阳时。[/b]

[b]简单理解就是：一年里真太阳时的平均就是平太阳时。[/b]

应该注意的是，平太阳时也是不均匀的，因为它规定了平太阳，只是将恒星（太阳）设置为均匀参考，但是地球自转依然是不均匀的，所以平太阳时也是不均匀的。



[b]世界时（UT）[/b]



理解了上面的平太阳时，那么世界时就容易理解了，世界时指的是格林尼治平太阳时，就是格林尼治天文台这个地方的平太阳时。根据上述对平太阳时不均匀性的解释可知，世界时也是不均匀的。



[b]原子时（IAT）[/b]



时间基准：1958年1月1日世界时0时；

时间步长即秒长，定义为铯 -133
原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间。

这是一种均匀的时间计量系统。

[b]原子时的秒长规定为国际单位制的时间单位，作为三大物理量的基本单位之一。[/b]



[b]协调世界时（UTC时间）[/b]



协调世界时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。可以这么理解：UTC时间与UT的时间基准相同，时间步长不同，UTC时间的时间步长是原子秒，UT时间的时间步长是平天阳时秒。

因此，在应用UTC场景中，经常会遇到一个概念：闰秒。

闰秒是指：是指为保持协调世界时（UTC）接近于世界时（UT）时刻，由国际计量局统一规定在年底或年中（也可能在季末）对协调世界时（UTC）增加或减少1秒的调整。

【使用UTC时间时要闰秒】。