Астрономическое время, его связь с атомным временем

Точность перехода от небесной системы координат к земной системе зависит от точности параметров вращения Земли (ПВЗ). С вращением Земли связано астрономическое время. Период суточного вращения Земли является эталоном при измерении астрономического времени. Существует Всемирное Солнечное Время - Universal Time (UT) и Звездное (Сферическое) Время. В свою очередь, существуют три системы Всемирного Времени. UT0 – это Всемирное Время, полученное непосредственно из наблюдений звезд. При этом используют фиксированное численное соотношение между солнечными и звездными сутками: продолжительность первых больше на 3 минуты 56,555 секунды. UT0 течет неравномерно. В первую очередь неравномерность суточного вращения Земли вызвана движениями полюса. UT1 – это UF0, исправленное за движения полюса. Скорость суточного вращения Земли подвержена сезонным вариациям. UT2 - это UT1, исправленное за сезонные вариации. Шкала UT2 также неравномерна. Скорость суточного вращения Земли из года в год уменьшается и солнечные сутки удлипняются примерно на одну секунду в год.

Национальные службы времени, объединенные во всемирную службу, поддерживают показания своих часов, работающих на основе цезиевых стандартов, близкими к UT1. Чтобы согласовать показания равномерно идущих атомных часов с неравномерно текущим астрономическим временем в показания этих часов время от времени вводят секундный скачок. Делают это одновременно во всех национальных службах времени тогда, когда разница между Атомным и Всемирным Временем превысит 0,5 секунды. Полученное таким образом время, текущее со скоростью TAI, называют Всемирным Координированным Временем – Universal Time Coordinated (UTC). Национальные службы времени практически реализуют UTC. Работу национальных служб и показания национальных стандартов частоты координирует расположенное во Франции Международное Бюро Времени (МБВ) - Bureau International de ГНеиге(ВШ).

Время, реализуемое спутниковой системой

Время GPS – GPS Time (GPST) – это время, весьма близкое к TAI. Оно непрерывно и не подвергается как UTC секундным скачкам. Время системы задается цезиевыми стандартами Главной Станции Управления и Контроля GPS - GPS Master Control Station, расположенной в Объединенном Космическом Центре - Consolidated Space Operations Center - (CSOS). Колорадо Спринте, штат Колорадо, США. GPST было установлено по UТС в 0 часов 6 января 1980 года. С тех пор оно периодически синхронизируется с UTC с учетом того, что разница между ними составляет некоторое целое число секунд. GPST и TAI связаны соотношением: GPCT = TAI -19 с.

В практической реализации времени системы участвуют также часы спутника и часы приемника. Хотя эти часы весьма точны, их показания в один и тот же момент времени не совпадают между собой и отличаются от GPST. Поэтому на момент наблюдений необходимо знать поправки этих часов относительно GPST. Параметры хода часов спутника относительно GPST определяют из обработки результатов наблюдений этого спутника станциями слежения системы. Эти параметры закладывают в память бортового компьютера и транслируют в составе навигационного спутникового сообщения. Поправку часов приемника относительно GPST на момент измерении включают наряду с координатами пунктов в число определяемых параметров и получают ее из обработки результатов наблюдений. Помимо поправок часов определяют их ход и при необходимости, разности более высокого порядка. В совокупности поправку и эти разности называют параметрами синхронизации часов.