Общепринятые единицы мер времени

Рассмотрение принципов построения и функционирования спут­ никовых навигационных систем невозможно без предварительного ознакомления с основными понятиями, относящимися к единицам мер времени. Эти единицы применяются для определения пространственного положения НКА, привязки сигналов НКА к единой шкале времени и т.д.

Принято различать две группы единиц отсчета времени:

• астрономические;

• неастрономические.

Основной астрономической единицей отсчета являются сутки, разбитые на 86400 с и равные интервалу времени, за который Земля делает один полный оборот вокруг своей оси относительно некой фиксированной точки отсчета на небесной сфере, для неподвижного наблюдателя, находящегося на поверхности Земли. Характерной особенностью астрономических суток является то, что в зависимости от выбранной точки отсчета (центр видимого диска Солнца, точка весеннего равноденствия и т.д.), сутки имеют разную длительность и различаются по названию.

Звездные сутки. Интервал времени, отмеренный между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия, называется звездными сутками Т3, или, иначе, звездным периодом обращения Земли. Время, измеренное на определенном меридиане, называется местным временем данного меридиана. Поэтому, в случае со звездными сутками, говорят о местном звездном времени меридиана. Рассмотрим рис. 2.1, представляющий собой вид сверху на северное полушарие небесной сферы, где PN - Северный полюс.

Рис. 2.1. Местное звездное время

Местное звездное время измеряется часовым углом t положения точки весеннего равноденствия у относительно небесного меридиана L. Под небесным меридианом подразумевается проекция земного меридиана на условную поверхность небесной сферы, поэтому часовой угол аналогичен географической долготе, отсчитывается от часового меридиана наблюдателя по часовой стрелке и измеряется в часах, минутах и секундах. Очевидно, что за один звездный час Земля поворачивается на 15°, и звездное время может быть выражено в угловых значениях.

Известно, что ось вращения Земли совершает медленные перио­ дические движения, состоящие из движения по конусу - прецессии, и небольших колебаний - нутаций. Прецессия и нутации вносят по­ грешность в определение звездного времени, поскольку из-за них перемещается точка весеннего равноденствия. Если при расчетах учитывают только прецессию, то получают среднее звездное время. Когда совместно с прецессией учтена и нутация, то получается ис­ тинное звездное время. Звездное время, измеренное на Гринвичском меридиане, называется гринвичским звездным временем.

Солнечные сутки. Интервал времени, отсчитанный по нижним кульминациям центра видимого диска Солнца (истинного Солнца) называют истинными солнечными сутками Ти. Поскольку в течение года продолжительность Ти непостоянна, в повседневной жизни за основную единицу времени принимают средние солнечные сутки Тср которые отмеряются по нижним кульминациям " среднего Солнца" - воображаемой точки, рассчитанной в предположении ее равномерного движения по орбите. Предполагается, что воображаемое " среднее Солнце" совершает один полный оборот по экватору за такое же время, как и настоящее Солнце по эклиптике и проходит точку весеннего равноденствия одновременно с Солнцем. Значение Тср соответствует значению Ти. усредненному за год.

Среднее солнечное время (или среднее время) отмеряется от момента нижней кульминации " среднего Солнца" и выражается в долях Тср

Местное среднее время измеряется часовым углом направления на «среднее Солнце» относительно местного меридиана, плюс 12 ч.

Между звездным и средним временем существует следующее соотношение: 24 ч звездного времени приблизительно равны 2З ч 56 мин 4, 091 с среднего времени.

Эфемеридное (предвычисленное) время. Из-за упомянутой выше неравномерности суточного вращения Земли продолжительность звездных и солнечных суток незначительно меняется. Для реализации точных расчетов было введено равномерно текущее время - эфемеридное время ЕТ, где единицей измерения времени является эфемеридная секунда, рассчитываемая, как 1/86400 доля средней продолжительности суток в определенный день 1900 г.