Системы счисления времени

Система счисления времени.

За основные единицы счисления времени приняты астрономический год на широте тропиков (тропический год) и астрономические сутки.

Тропический год - промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра истинного Солнца через точку весеннего равноденствия.

Тропический год равен 365 сут. 5 ч 48 мин 46 с. Для удобства летоисчисления используется календарный год равный 365 суткам

и каждый четвертый год, високосный - 366 суток.

Сутки - промежуток времени, в течение которого Земля совершает полный оборот вокруг своей оси относительно какой-нибудь точки на небесной сфере.

В качестве таких точек принимают: точку весеннего равноденствия, центр истинного Солнца или центр среднего Солнца и различают соответственно: звездное, истинное солнечное и среднее солнечное время.

Звездные сутки - промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же меридиане.

Однако в повседневной жизни пользоваться звездным временем неудобно потому, что начало звездных и солнечных суток не совпадает.

Это объясняется движением Земли по орбите, которое приводит к тому, что точка весеннего равноденствия обгоняет видимое положение солнца на небесной сфере на 3 мин 56 с в сутки, а за год на 24 ч.

Истинные солнечные сутки - промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями центра истинного Солнца на одном и том же меридиане.

За начало истинных суток из практических соображений условились считать момент нижней кульминации центра истинного Солнца, т.е. момент средней полуночи. Однако, пользоваться истинным солнечным временем так же неудобно, как и звездным потому, что продолжительность истинных солнечных суток в разное время года различна. Это объясняется неравномерностью движения Солнца по эклиптике и наклоном эклиптики по отношению к небесному экватору.

Чтобы получить сутки одинаковой продолжительности, условились измерять время относительно среднего Солнца.

Среднее Солнце - условная точка на небесной сфере, которая движется равномерно по небесному экватору в том же направлении, в котором истинное Солнце движется по эклиптике, и совершает годичный оборот за то же время, что и истинное Солнце.

Средние солнечные сутки - промежуток времени между двумя последовательными нижними кульминациями среднего Солнца на одном и том же меридиане.

Продолжительность средних солнечных суток постоянна и равна средней продолжительности истинных солнечных суток за год. Началом средних солнечных суток принято считать полночь.

Среднее солнечное время положено в основу измерения времени в повседневной жизни.

Системы счисления времени

В практике применяется несколько систем (видов) счисления времени. Это: местное, поясное и универсальное время.

Кроме того, приняты еще системы счисления декретного и летнего времени.

Местное время (Тм) - время на данном географическом меридиане. Каждый меридиан имеет свое собственное местное время. Из рис. 4.1 видно, что во всех точках, «лежащих» на одном меридиане, в один и тот же момент местное время одинаково.

Рис.4.1. Связь между временем и долготой

На восток от любого меридиана оно увеличивается, а на запад- уменьшается.

Местное время рассчитывается по следующей формуле:

Тм = Тгр ± l,

где Тгр - гринвичское время; l- долгота пункта

Зависимость между долготой и временем.

Эта зависимость позволяет долготу места выражать во времени и, наоборот, время выражать в угловых величинах, что необходимо при решении задач, связанных с расчетом времени.

Принимая во внимание то, что Земля совершает полный оборот в 360° за 24 ч, можно установит следующую зависимость между долготой и временем:

15° = 1 ч; 1° = 4 мин; 15' = 1 мин; 1¢ = 4 с; 15" = 1 с; 1" = 1/15 с.

Пример. Гринвичское время Тгр = 4 ч 20 мин; долгота пункта lв = 90°.

Решение: 1. Переведем долготу пункта в единицы время: lt = 90 : 15 = 6 ч.

2. Определим местное время: Тм = Тгр + lв = 4 ч 20 мин + 6 ч = 10 ч 20 мин.

Поясное время (Тп) - местное среднее солнечное время среднего меридиана данного часового пояса.

В 1884 г. по международному соглашению была введена система счисления поясного времени. Сущность поясного времени состоит в том, что вся поверхность Земли разделена на 24 часовых пояса, от нулевого по 23-й включительно. Каждый пояс занимает по долготе 15°.

За средний меридиан нулевого пояса принят Гринвичский, от которого ведется отсчет долгот. Средние меридианы соседних поясов отстоят друг от друга на 15°, что соответствует 1 ч времени. Счет поясов ведут к востоку. В каждом часовом поясе единое для всего часового пояса время, которое соответствует местному среднему солнечному времени среднего меридиана данного пояса.

Номер часового пояса равен долготе его среднего меридиана, выраженной во времени, и показывает, на сколько часов время данного пояса опережает гринвичское. На всех средних меридианах поясов поясное время совпадает с местным временем, а на границах поясов поясное и гринвичское время различаются на 30 мин. Поясное время можно рассчитать по следующей формуле:

Тп = Тгр + N, где N - номер часового пояса.

Границы часовых поясов проводят с учетом государственных и административных границ таким образом, чтобы население отдельной страны, края или области вело единое счисление времени.

Для определения часового пояса того или иного населенного пункта используют карту часовых поясов, которая имеется в Авиационном астрономическом ежегоднике (ААЕ) для всего земного шара.

Чтобы определить, в каком часовом поясе находится заданный пункт, необходимо найти его на карте часовых поясов. Если этого пункта на карте нет, его наносят на карту по широте и долготе, указанным на рамке карты, затем по его положению определяют, к каком часовом поясе он находится.

Гринвичское (всемирное) время (Тгр) - среднее солнечное время на меридиане Гринвича с началом отсчета от полуночи. Гринвичское время базируется на вращении Земли вокруг своей оси.

Время вращения Земли может быть определено с помощью астрономических наблюдений или рассчитано по звездному времени. Однако, гринвичское время, определенное по астрономическим наблюдениям с течением времени, будет не соответствовать значению всемирного времени, которое рассчитывается по звездному времени. По этой причине Международное бюро времени (МБВ) в качестве международного стандарта времени ввело новый термин

Всемирное координированное время (UTC)- атомное время, откорректированное в целях максимального его приближения к среднему солнечному времени Гринвичского меридиана.

Атомное время равномерно, начало его отсчета совмещают со шкалой всемирного времени. По рекомендации МБВ атомное время корректируют с таким расчетом, чтобы расхождение всемирного координированного времени со средним солнечным гринвичским временем не превышало 0.5 с.

По всемирному координированному времени согласовывают свою работу международные средства транспорта и связи, включая гражданскую авиацию.

В практике решения задач, связанных с расчетом времени, приходится по местному времени данного пункта определять гринвичское время и наоборот:

Тгр= Тм ± l ,

где Тм ^_ местное время; l - долгота пункта восточная или западная.

Пример. Тм = 10 ч 20 мин; долгота пункта l в = 90°. Определить гринвичское время.

Решение: 1. Переведем долготу пункта во время: l t = 6 ч.

2. Определим время : Тгр = Тм - lв = 10 ч 20 мин - 6 ч = 4 ч 20 мин.

Декретное время (Тд) - время часового пояса, измененное относительно поясного времени решением полномочного органа государства: Тд = Тп ± nчас.

Декретное время используется с целью более полного использования населением дневного света из соображений экономии электроэнергии, идущей на освещение предприятий и жилых помещений.

Летнее время (Тл)– измененное, решением полномочного государственного органа декретное время, в соответствии с которым ежегодно, на летний период стрелки часов вперед, а с началом зимнего периода - назад.

Введение летнего времени позволяет дополнительно экономить электроэнергию, потребляемую на освещение. Летнее время применяют во многих странах, например, в Англии, Франции, США.

Московское время (Тмск) - декретное время Москвы, или поясное время четвертого часового пояса.

Следовательно, московское время в период действия декретного времени идет впереди гринвичского на 4 ч. В практике приходится по московскому

времени определять поясное и декретное время в заданном пункте:

Зависимость между временами.

Переход из одной системы измерения времени к другой выполняется по формулам:

Тм = Тгр ± l; Тд = Тп + nч;

Тгр = Тм ± l; Тп = Тд – nч;

Тгр = Тп - N;

Тп = Тгр + N

Тм = Тп – N ± l; Тгр = Тмск.д – 4ч;

Тп = Тм ± l +N;

где N - номер часового пояса, в котором расположен данный пункт.

В аэронавигации принято показания бортовых часов обозначать

буквой Т. Перевод бортовых часов в местное время и наоборот,

удобнее производить по следующим формулам:

где N - номер часового пояса, по времени которого идут часы.

Рис.4.2. Зависимость между системами измерения времени

Линия смены дат (демаркационная линия). Для исключения ошибок в счете суток по международному соглашению установлена линия смены дат (демаркационная линия времени). Она проходит в основном по меридиану 180°. Линия смены дат идет от Северного полюса через Берингов пролив, обходя многочисленные острова в Тихом океане, и заканчивается на Южном полюсе.

На западной стороне этой линии каждый раз в полночь начинается новая календарная дата.

При пересечении линии смены дат в направлении с

востока на запад необходимо изменить дату на сутки вперед,

а при пересечении линии с запада на восток - на сутки назад.