第三章 天文观测时间系统

基础天文学,第一篇 天文观测的基础知识

第三章 天文时间与历法

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Time

时间和时间的本质

时间是建立在物质运动和变化的基础上的，时间和空 间都是物质存在的基本形式，物质的运动与变化永远是 在时间和空间中进行的。 宇宙万物都是在时间的长河中发生、发展与变化着。 斗转星移，日月盈亏，寒来暑往，潮涨潮落……总是一 件事接着一件事，一个过程跟着另一个过程，绵延不断， 反映出时间是无始无终的，时间又是连续的。这种物质 运动变化的序列和持续的性质，就是时间的本质。 时间的本原：时间的本原就是事物的存在过程。时间 是所有事物皆具有的天然属性，时间是存在的表征，是 过程的记录，是人们描述事物存在过程及其片段的参数。

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时间的计量1. 建立时间系统的目的 判别和排列事件发生的先后顺序和运 动的快慢。

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2. 时间计量包含时间有 “间隔”、“时刻”两个含义时刻：事物运动中，某一状态发生的瞬间。 间隔：事物某一运动过程所经历的时间。

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3. 基本原则选择某一运动规律已掌握， 运动状态可观测到的具体 事物。 选取该事物的某一运动过 程为时间的基本单位。 选取该事物的某一运动状 态为时间计量的起算点。古人日出而作，日入而息！ 太阳是天然的钟表。

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§3.1 时间计量系统一、恒星时S定义：以春分点的周日视运动为依据建立的时间系统。

时间单位：恒星日—春分点连续两次上中天的时间间隔。 起始点：上中天

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二、真太阳时 m⊙定义：以太阳视圆面中心的周日视运动为依据建立的时 间系统。 时间单位：真太阳日—真太阳连续两次下中天的时间间 隔。 起始点：下中天

真太阳时以真太阳的 时角度量： m⊙ = t⊙+12h

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1.真太阳时比恒星时每日约长4分钟太阳在周日视运动的同时，又以逆时针方 向做周年视运动，每日在黄道上自西向东约运 行1度，因此真太阳时比恒星时约长4分钟。 m⊙ ≈ S +3m56s

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2. 真太阳时的缺陷(1)太阳在黄道上的运动不均匀。(地球公转轨 道为椭圆) (2)即使太阳在黄道上运动均匀，由于黄赤交角 的存在，投影在赤道上的太阳时角变化也不均匀。

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三、平太阳时m1.平太阳m 引入的一个假想参考点。 第一个辅助点建立在黄道上： 在黄道上均匀运动，其速度等于真太阳的平均 速度，并与真太阳同时过近日点和远日点。 第二个辅助点建立在赤道上： 在赤道上匀速运动，其速度等于真太阳的平均 速度，与第一辅助点同时过春分点和秋分点。 第三个辅助点为在赤道上做匀速运动的平太阳。

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2. 平太阳时定义：以平太阳的周日视运动为依据建立的时 间系统; 时间单位：平太阳日—

平太阳连续两次上中天 的时间间隔; 起始点：下中天 平太阳时以平太阳的时角度量 m = tm + 12h春分点 赤道 黄道

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四、 时差真太阳的时角与平太阳 的时角之差。 时差： η= t⊙–tm 时差的零点与极大值： 一年中η四次为零， 四次为极大值日期 η 4.16 0 6.15 0 9.1 0 12.24 0 2.12 -14m24s 5.15 +3m48s 7.26 -6m18s 11.3 +16m24s

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§3.2 地方时、世界时、区时计量系统的地方性

恒星时、真太阳时、平太阳时是以春分点、 真太阳、平太阳为参考点，以过当地子午圈 的时刻为起算点，以时角来度量的。

对于观测者，只要位于不同的地理经圈， 就对应不同的天子午圈，因此，参考点过的 天子午圈不同，所得时刻也不同。即计时系 统具有地方性。

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一、地方时定义： 以本地子午面为起算平面，根据任意量时天体所确 定的时间。如量时天体分别为春分点、真太阳、平太 阳所测量的地方时分别为：地方恒星时、地方视时、 地方平时。(s、m⊙、m)

地方时与地方经度的关系： 在同一计时系统内，任意两地同一瞬间测得的地 方时之差，在数值上等于这两地的地方经度之差。SA-SB =(λA-λB)×1恒星时/15° m⊙A-m⊙B=(λA-λB)×1视太阳时/15° mA-mB =(λA-λB)×1平太阳时/15°

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二、世界时与区时世界时(UT):(S、M⊙、M) 以本初子午线为标准的地方时为世界时(λ= 0h )1675年，英国建立格林尼治天文台。 从18世纪后半叶开始，格林尼治时间 已被一些国家在编制为航海服务的天 文历书时作为通用的标准时。 1884年，在美国华盛顿召开的国际 子午线(经线)会议把当时格林尼治 天文台子午仪镜头上十字丝交点在地 面上的垂点所在的经度定为0°经线 (本初子午线),作为经度和时间计 量的标准参考线。这样格林尼治时间 就成为世界时了。 世界时简写为UT,就是世界通用的 时间，也是换算地方时和区时的标准， 它是0°经线的地方时。

本初子午线

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区时(Th)为平时系统 ( λN = N150)把全球分成24个时区， 每区跨经度150,各区 把中央经线的地方时 作为本区统一使用的 标准时。这样的区域 称为时区；这样的时 间称为区时。中国地域辽阔，横跨五个 时区。为有利于国家建设、 促进民族交往，新中国成 立后全国各地均使用东8区 的区时，又称“北京时间” (东经1200的地方时)