2.6. Календарь

Календарь – система счисления длительных промежутков времени. Необходимость в таком счислении произошла очень давно: люди хотели научиться предвидеть циклические явления погоды, планировать посевы, перегон скота, и тому подобное.

Сложная зависимость между естественными периодами: сутки, месяц, год – привела к чрезвычайно запутанной ситуации в счислении календарных дат. В основу солнечного календаря положен тропический год (см. п. 2.3.3.), продолжительность которого равна 365 суток 5 часов 48 минут 46 секунд. (365,2422 средних солнечных суток). Из приращений (0,2422) к целому числу суток практически невозможно составить полные суки (24 часа). Поэтому в течение продолжительного времени эти приращения компенсировались в различных методах счислений.

2.6.1. Краткая историческая справка о календаре

До 46 г. до н.э. существовал римский календарь, который состоял из четырех годового цикла: 355, 355, 377 (355+22) и 378 (355+23) суток. В этом цикле два года с дополнительными сутками 22 и 23, о которых сообщалось через глашатаев верховным жрецом. Поэтому название "календарь" произошло от латинского слова "вызывать". Такая система вносила большую путаницу в учет времени. Недаром Вольтер писал: "Римские полководцы всегда побеждали, но они не знали, в какой день одерживали победу".

В 46 году до н.э. Александрийский астроном Созиген разработал, а римский диктатор Юлий Цезарь ввел в обращение – юлианский календарь с циклом 365+365+365+366 суток, при этом каждый 4-й в цикле год, числовое значение которого делится на 4, – високосный. Таким образом, продолжительность года в среднем равнялась 365,25 средних суток. Счисление по юлианскому календарю превышает тропический год на 0,0078 суток (365,2422 – 365,25). Эта разница в сумме за 128 лет составляет 1 сутки, а за 400 лет 3 суток.

Исторически сложилось, что главные христианские праздники были рассчитаны по юлианскому календарю в 325 году новой эры. Например, начало Пасхи по первой весенней полной Луне; начало весны 21 марта, когда продолжительность дня равна продолжительности ночи, и тому подобное. Но эти природные явления совпадали с христианскими праздниками в 321–325 годах, а дальше в связи с тем, что фактическая продолжительность тропического года меньше продолжительности юлианского календаря, то все фиксированные церковью даты стали опаздывать. Так, на конец XVI столетия начало астрономической (природной весны, условно фиксированной 21.03) переместилось по юлианскому календарю на 11.03, то есть на 10 суток. Это привело к новой реформе, проведенной в 1582 году папой Григорием XIII-м. В григорианском календаре своя система отсчета високосного года (год, что делится на 4). В этой системе високосными годами столетий считаются только те годы, в которых число сотен делится на 4 (например, 1600, 2000, 2400 – високосные, а 1700, 1800, 1900 – номера в целом делятся на 4, но их сотни – нет, поэтому они не учитываются в календаре как високосные). Таким образом, григорианский год на 0,0003 средних солнечных суток длиннее от тропического и накапливает ошибку в 1 сутки за 3333 года.

Григорианский календарь хорошо корректирует фиксированные человечеством даты к природным явлениям, но его условное начало отсчета намного "младше" от юлианского календаря. В особенности это важно учитывая продолжительность цикла прецессии земной оси (26000 лет).

Поэтому в основу автоматического расчета системного времени в космических навигационных системах положена юлианская дата (JD). Она означает количество средних солнечных дней, которые истекли после эпохи – январь 1,5d 4713 г. до н.э. С целью преобразований юлианской даты к гражданской в современных спутниковых навигационных системах используются сложные математические соотношения.