1. Звездное время. Истинное солнечное время. Среднее солнечное время.(2 вар.)

В качестве начала отсчета суток может быть выбрана кульминация не только конкретного светила, но и кульминация некоторой точки. Если в качестве такой точки выбрана точка весеннего равноденствия  , то шкала времени, основанная на измерении часовых углов точки  , называется звездной. Звездное время есть часовой угол точки весеннего равноденствия. Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия называется звездными сутками. За начало звездных суток принимают момент верхней кульминации точки  . На рис. 5.7 показана плоскость небесного экватора, видимая с северного полюса мира  , а также небесный меридиан наблюдателя, зенитом которого является точка  .

Рис. 5.7. К выводу уравнения:  .

Согласно определению, звездное время   на меридиане   равно часовому углу  , то есть

(5.14)

Если   - звезда с прямым восхождением   и часовым углом  , то на основании рис. 5.7 сразу получим

(5.15)

Теорема. Звездное время равно сумме прямого восхождения и часового угла звезды.

Определение 5.2.3   Звездное время на Гринвичском меридиане называется звездным гринвичским временем (GST - Greenwich Sidereal Time).

Аналогично местному среднему солнечному времени   определяется местное звездное время  :

Когда звезда наблюдается в верхней кульминации, т.е.  , получим

(5.16)

Для момента нижней кульминации справедливо уравнение:

(5.17)

Уравнения (5.16) и (5.17) используются в астрометрии как для определения прямых восхождений звезд, так и для определения звездного времени. Звездное время, также как и UT, зависит от вращения Земли, и, следовательно, шкала звездного времени является неравномерной. В основе шкалы истинного солнечного времени лежат наблюдения Солнца. Местное истинное солнечное время   равно геоцентрическому часовому углу центра видимого диска Солнца  , отсчитываемому относительно мгновенного меридиана места наблюдения, плюс  :

(5.1)

Момент верхней (нижней кульминации) центра видимого диска Солнца на данном меридиане называется истинным полднем(истинной полночью).

Определение 5.1.1   Промежуток времени между последовательными одноименными кульминациями центра Солнца называется истинными солнечными сутками.

За начало солнечных суток принимают истинную полночь. Истинное солнечное время неравномерно, так как часовой угол  нелинейным образом зависит от угла поворота Земли вокруг оси. В результате наклона эклиптики и неравномерности движения Солнца по эклиптике его часовой угол  , отсчитываемый по экватору, изменяется неравномерно в течение года.

Рис. 5.1. Среднее и истинное Солнце

Из-за неравномерности истинного солнечного времени оно малопригодно для практического применения. Вместо него используется среднее солнечное время.Определение 5.1.2   За среднее экваториальное Солнце принимается фиктивная точка, равномерно движущаяся по экватору в ту же сторону, что и истинное Солнце.Если   - среднее движение,   - средняя долгота Солнца на определенный момент времени  , то средняя долгота на момент  равна:

За центр среднего экваториального Солнца принимается точка, движущаяся по небесному экватору так, что ее прямое восхождение   равняется средней долготе:

(5.2)

Полный оборот по экватору среднее экваториальное Солнце делает за тот же промежуток времени, что и истинное Солнце по эклиптике. Аналогично истинным суткам определяются Определение 5.1.3   средние солнечные сутки, которые равны промежутку времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего экваториального Солнца. За начало средних солнечных суток принимается средняя полночь (то есть момент нижнейкульминации). Среднее солнечное время   на данном меридиане равно часовому углу   среднего экваториального Солнца плюс  :

(5.3)

Среднее экваториальное Солнце - это фиктивная точка, прямое восхождение которой вычисляется по формуле (5.2), координаты же истинного Солнца определяются на основе теории движения Земли и планет. Разность   прямых восхождений (или часовых углов) истинного и среднего экваториального Солнца называется уравнением времени:

(5.4)

 - прямое восхождение центра истинного Солнца. Значения  , исправленные на  , на начало каждых суток публикуются в "Астрономическом Ежегоднике. Уравнение времени показано на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Уравнение времени

Приближенно уравнение времени складывается из двух основных синусоид с годичным и полугодичным периодами. Так как значения   изменяются от года к году, то ровно через год уравнение времени не повторяется^5.1. Зная уравнение времени, можно перейти от среднего солнечного времени к истинному времени и обратно:

Определение 5.1.4   Общепринятым названием среднего солнечного времени Гринвичского меридиана является Всемирное время UT (Universal Time).

Средние солнечные сутки равны 24 часам, в одном часе содержится 60 минут, в одной минуте - 60 секунд.