Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Международное атомное время ( TAI , от французского названия Temps Atomique международного [1] ) является высокоточной атомными координатами стандартного времени на основе смыслового прохождения надлежащего времени на Землю «s геоида . [2] Это основная реализация Земного Времени (с фиксированным смещением эпох ). Это также основа для всемирного координированного времени (UTC), которое используется для гражданского хронометража на всей поверхности Земли. С 1 января 2017 г. , когда была добавлена еще одна дополнительная секунда , [3]TAI опережает UTC ровно на 37 секунд. 37 секунд являются результатом начальной разницы в 10 секунд в начале 1972 года плюс 27 дополнительных секунд по всемирному координированному времени с 1972 года.

TAI может сообщаться с использованием традиционных средств определения дней, заимствованных из неоднородных стандартов времени, основанных на вращении Земли. В частности, используются как юлианские дни, так и григорианский календарь . TAI в этой форме был синхронизирован с Всемирным временем в начале 1958 года, и с тех пор они разошлись из-за меняющегося движения Земли.

Операция [ править ]

TAI - это средневзвешенное значение времени, которое хранится более чем 400 атомными часами [4] в более чем 50 национальных лабораториях по всему миру. [5] Большинство используемых часов - это цезиевые часы ; Определение секунды в Международной системе единиц (СИ) основано на цезии . [6] Часы сравниваются с использованием сигналов GPS и двусторонней спутниковой передачи времени и частоты . [7] Благодаря усреднению сигнала TAI на порядок стабильнее, чем его лучшие составляющие часы.

Каждое участвующее учреждение транслирует в реальном времени частотный сигнал с временными кодами , что является их оценкой TAI. Временные коды обычно публикуются в формате UTC, который отличается от TAI известным целым числом секунд. Эти временные шкалы обозначаются в формате UTC (NPL) в формате UTC, где NPL в данном случае обозначает Национальную физическую лабораторию Великобритании . Форма TAI может быть обозначена как TAI (NPL) . Последнее не следует путать с TA (NPL) , что означает независимую атомную шкалу времени, не синхронизированную с TAI или чем-либо еще.

Часы в разных учреждениях регулярно сравнивают друг с другом. Международное бюро мер и весов (МБМВ, Франция), сочетает в себе эти измерения в ретроспективно вычислить среднее взвешенное , что формы наиболее стабильной шкалы времени возможно. [5] Эта комбинированная шкала времени публикуется ежемесячно в «Циркуляре T» [7] и является каноническим TAI. Эта шкала времени выражается в виде таблиц разностей UTC - UTC ( k ) (эквивалент TAI - TAI ( k )) для каждого участвующего учреждения k . В том же проспекте также приведены таблицы TAI - TA ( k ) для различных несинхронизированных атомных шкал времени.

Ошибки в публикации могут быть исправлены путем выпуска исправления ошибочного Циркуляра T или исправлений в последующем Циркуляре T. Помимо этого, после публикации в Циркуляре T шкала TAI не пересматривается. Оглядываясь назад, можно обнаружить ошибки в TAI и сделать более точные оценки истинной собственной шкалы времени. Поскольку опубликованные проспекты являются окончательными, более точные оценки не создают еще одной версии TAI; вместо этого считается, что он создает лучшую реализацию Земного Времени (TT).

История [ править ]

Ранние атомные шкалы времени состояли из кварцевых часов с частотами, откалиброванными с помощью одиночных атомных часов; атомные часы не работали непрерывно. Экспериментальные услуги по измерению времени были начаты в 1955 году с использованием первых атомных часов с цезием в Национальной физической лаборатории Великобритании (NPL) . Он был использован в качестве основы для калибровки кварцевых часов в Королевской Гринвичской обсерватории и для установления шкалы времени, названной Гринвичской атомной (GA). Морская обсерватория США начала шкалу A.1 13 сентября 1956 года, с использованием Atomichron коммерческих атомные часов, а затем по шкале NBS-А в Национальном бюро стандартов , Боулдер, Колорадо9 октября 1957 г. [8]

Международное бюро времени (BIH) начало временную шкалу, T м или AM, в июле 1955 года, с использованием как локальные часов цезия и сравнения с удаленными часами с использованием фазы С радиосигналов. Шкала BIH, A.1, и NBS-A были определены эпохой в начале 1958 г. [a] Процедуры, используемые BIH, эволюционировали, и название шкалы времени изменилось: «A3» в 1964 г. [10] и "TA (BIH)" в 1969 году. [11]

Секунда СИ была определена в терминах атома цезия в 1967 году. С 1971 по 1975 годы Генеральная конференция по мерам и весам и Международный комитет по весам и мерам приняли ряд решений, в соответствии с которыми шкала времени BIPM была определена как Международное атомное время (TAI). . [12]

В 1970-х годах стало ясно, что часы, участвующие в TAI, тикают с разной скоростью из-за гравитационного замедления времени , и поэтому комбинированная шкала TAI соответствует среднему значению высоты различных часов. Начиная с юлианской даты 2443144.5 (1 января 1977 г., 00:00:00), к выходным сигналам всех участвующих часов были применены поправки, чтобы TAI соответствовал собственному времени на геоиде ( среднему уровню моря ). Поскольку часы в среднем находились значительно выше уровня моря, это означало, что TAI замедлился примерно на одну триллионную часть. Прежняя нескорректированная шкала времени продолжает публиковаться под названием EAL ( Echelle Atomique Libre , что означает свободная атомная шкала).). [13]

Момент начала применения гравитационной поправки служит эпохой для барицентрического координатного времени (TCB), геоцентрического координатного времени (TCG) и земного времени (TT), которые представляют три основных временных шкалы в Солнечной системе. [14] Все три из этих временных шкал были определены так, чтобы читать JD 2443144.5003725 (1 января 1977 г. 00: 00: 32.184) именно в этот момент. [b] TAI отныне является реализацией TT с уравнением TT (TAI) = TAI + 32,184 с. [15]

Продолжающееся существование TAI было поставлено под сомнение в письме 2007 года от BIPM в ITU-R, в котором говорилось: «В случае переопределения UTC без дополнительных секунд CCTF рассмотрит возможность обсуждения возможности подавления TAI, поскольку он останется параллельно непрерывному всемирному координированному времени ". [16]

Отношение к UTC [ править ]

UTC - это прерывистая шкала времени. Время от времени его корректируют с помощью дополнительных секунд. Между этими корректировками он состоит из сегментов, привязанных к атомному времени. С начала в 1961 году по декабрь 1971 года корректировки производились регулярно в долях дополнительных секунд, так что UTC приближалось к UT2 . Впоследствии эти корректировки производились только за целые секунды, чтобы приблизиться к UT1 . Это был компромиссный вариант, позволяющий установить шкалу времени для публичного вещания; менее частые корректировки на целую секунду означали, что шкала времени будет более стабильной и ее легче синхронизировать на международном уровне. Тот факт, что он продолжает приближаться к UT1, означает, что такие задачи, как навигациякоторые требуют источника всемирного времени, по-прежнему хорошо обслуживаются общедоступной трансляцией UTC. [17]

См. Также [ править ]

  • Синхронизация часов
  • Сетевой протокол времени
  • Протокол точного времени
  • Перенос времени и частоты

Заметки [ править ]

  1. ^ Они были созданы для чтения Julian Дата 2436204.5 (1 января 1958 00:00:00) в соответствующей UT2 момент. Однако каждая обсерватория использовала свое значение UT2. [9]
  2. ^ Смещение 32,184 секунды предназначено для обеспечения преемственности со старым эфемеридным временем .

Ссылки [ править ]

  • «История TAI-UTC» . Департамент службы времени, Военно-морская обсерватория США. 2009. Архивировано из оригинального 19 июля 2011 года . Проверено 4 января 2010 года .
  • «Международное атомное время» . Международное бюро мер и весов . Архивировано 10 января 2011 года . Проверено 24 января 2020 года .

Сноски [ править ]

  1. ^ Temps atomique 1975 [ требуется дальнейшее объяснение ]
  2. ^ Guinot, B. (1986). «Международное атомное время TAI - это время координатное или собственное?». Небесная механика . 38 (2): 155–161. Bibcode : 1986CeMec..38..155G . DOI : 10.1007 / BF01230427 .
  3. ^ Бизуа, Кристиан (6 июля 2016). «Бюллетень С 52» . Париж: IERS . Проверено 31 декабря 2016 года .
  4. ^ «Международное бюро Poids et Mesures (BIPM) Time Department» (PDF) . Отчет Международной геодезической ассоциации 2011-2013 гг . Проверено 11 апреля 2017 года .
  5. ^ а б «Время» . Международное бюро мер и весов . Проверено 22 мая 2013 года .
  6. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 207, 214.
  7. ^ a b Циркуляр T , Международное бюро мер и весов , получено 5 сентября 2017 г.
  8. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 199-200.
  9. ^ Guinot 2000 , стр. 181.
  10. ^ Аллен, Стив. «Эпоха ТАИ - 1961-01-01T20: 00: 00 UT2» . UCO / Обсерватория Лика. К 1964 году BIH осознал, что одни атомные хронометры намного лучше других, и построили A3 на основе трех лучших.
  11. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 200-201.
  12. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 203-204.
  13. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 215.
  14. ^ Брумберг, Вирджиния; Копейкин С.М. (март 1990 г.). «Релятивистские шкалы времени в Солнечной системе». Небесная механика и динамическая астрономия . 48 (1): 23–44. Bibcode : 1990CeMDA..48 ... 23В . DOI : 10.1007 / BF00050674 . ISSN 0923-2958 . 
  15. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 218–219.
  16. ^ "CCTF 09-27" (PDF) . Международное бюро мер и весов. 3 сентября 2007 года архивации (PDF) с оригинала на 16 марта 2012 года . Проверено 24 сентября 2016 года .
  17. ^ McCarthy & Seidelmann 2009 , стр. 227–229.

Библиография [ править ]

  • Гино, В (2000). "История Международного бюро de l'Heure". Полярное движение: исторические и научные проблемы . Серия конференций ASP, Vol. 208. Bibcode : 2000pmhs.conf..175G . ISBN 1-58381-039-0.
  • Маккарти, Деннис Д .; Зайдельманн, Кеннет П. (2009). Время: от вращения Земли к атомной физике . Вайнхайм: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA . ISBN 978-3-527-40780-4.

Внешние ссылки [ править ]

  • Bureau International des Poids et Mesures: TAI
  • Секция времени и частоты - Национальная физическая лаборатория, Великобритания
  • Сайт IERS
  • Часто задаваемые вопросы о веб-часах NIST
  • История шкал времени
  • Атомные часы с цезиевым фонтаном NIST-F1
  • «Оптическая частотная гребенка для метрологии и хронометража» . Архивировано из оригинального 25 января 2009 года.
  • Японский проект стандартного времени, NICT, Япония
  • Услуги по распространению информации о времени (PDF) , Bureau International des Poids et Mesures
  • Стандарт определения времени: UTC, GPS, LORAN и TAI