Глава III Измерение времени

§3.1. Основы измерения времени

Вращение Земли вокруг оси происходит почти равномерно, с периодом, равным периоду вращения небесного свода, который достаточно точно может быть определен из наблюдений. Поэтому по углу поворота Земли от некоторого начального положения можно судить о протекшем времени. За начальное положение Земли принимается момент прохождения плоскости земного меридиана места наблюдателя через избранную точку на небосклоне, т.е. момент верхней или нижней кульминации этой точки на данном меридиане.

Основной единицей измерения времени являются сутки. Продолжительность суток зависит от избранной точки на небосклоне. В астрономии за такие точки принимаются:

• точка весеннего равноденствия;

• центр видимого диска Солнца (истинное Солнце);

• «среднее Солнце» – гипотетическая точка небесной сферы, положение которой может быть вычислено теоретически для любого момента времени.

Определяемые этими точками три различные единицы времени называются соответственно

• звездными сутками;

• истинными солнечными сутками;

• средними солнечными сутками,

а время, ими измеряемое, –

• звездными временем;

• истинным солнечным временем;

• средним солнечным временем.

Сутки и их доли (часы, минуты, секунды) используются при измерении коротких промежутков времени.

Для измерения больших промежутков времени служит единица времени, основанная на движении Земли вокруг Солнца, – тропический год. Тропическим годом называется промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия.

§3.2. Звездные сутки. Звездное время. Основная формула времени

Для решения задач мореходной астрономии связанных с наблюдениями звезд используют звездное время.

Звездные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки Овна. За начало звездных суток принимается момент верхней кульминации точки Овна. Следовательно, звездное время – промежуток времени за который небесная сфера повернулась на некоторый угол от момента верхней кульминации точки Овна. Звездное время – западный часовой угол точки Овна.

Если в данный момент времени известны часовой угол t и прямое восхождение  какого-либо светила С, то звездное время S, из рис. 3.1, будет выражаться следующей формулой

.

Полученное соотношение называется основной формулой времени: звездное время в любой момент равно круговому часовому углу светила плюс прямое восхождение этого же светила.

Если светило будет находится в восточной половине небесной сферы, его круговой часовой угол будет больше часового угла точки Овна то основная формула времени примет следующий вид

,

где 360 – период часового угла, как точки Овна, так и светила.

Основная формула времени связывает звездное время в любой момент с часовым углом светила через прямое восхождение светила – координату независимую от места положения наблюдателя на Земле.

§3.3. Истинные сутки. Истинное время. Средние сутки. Среднее время

За единицу времени с древних времен были приняты истинные или солнечные сутки. Истинные сутки – промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями Солнца.

За начало истинных суток принимался момент верхней кульминации Солнца. Истинное время измеряется круговым часовым углом Солнца. Момент верхней кульминации Солнца называется истинным полуднем.

Однако изменение прямого восхождения Солнца неодинаково в течение года, следовательно, и продолжительность истинных суток тоже не одинакова. Разность между самыми длинными и самыми короткими сутками составляет 51 секунду. Применять за единицу счета точного времени переменную величину нельзя.

Чтобы получить постоянную единицу времени, необходимо заменить Солнце, которое неравномерно движется по эклиптике, точкой имеющей равномерное годовое движение. Такая точка получила название среднее Солнце.

Среднее Солнце – гипо­тетическая точка небесной сферы, совершающая равномерное движение по небесному экватору.

Средние сутки – промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего Солнца. Так как за начало суток применяется момент нижней кульминации среднего Солнца то можно дать следующее определение среднему времени: среднее время измеряется часовым углом среднего Солнца, измененным на 12 часов (рис. 3.2)

.

Среднее время выражается в часовой мере от 0 до 24 часов, причем моменты среднего времени должны сопровождаться указанием календарной даты, так как календарный счет дней ведется в средних сутках.

Так как за 24 часа часовой угол среднего Солнца изменяется на 360º, можно установить следующее соотношение между выражением углов во временной и градусной (дуговой) мерах:

24h …………. 360º
1h ………….…. 15º	1º ……………. 4m
1m .…………… 15	1 ……………. 4s
1s ………….…. 15	0,25 ……...…. 1s

Так же для перевода углов из временной меры в дуговую меру и наоборот применяют таблицу 32 МТ-75 или же приложение 4 в «Астрономическом ежегоднике».