天文观测时间系统PPT课件
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• 感兴趣的同学还可以 类似的计算金星上的 ”一天”是多长? 注意 金星是逆向自转的噢
水星上崭新的“一天”开始了， 你能算出它的长度么？
恒星时与平太阳时时间间隔换算
一个回归年（地球公转周期）中太阳日比恒星日少一天，
而一个回归年里有365.2422平太阳日，即：
1平太阳日=366.2422恒星日=（1+ 1 ）恒星日
地分上点中的天时的角瞬来时计作量为恒恒星星时时：的S 起 算t 点，即以春
即地方恒星时在数值上等于春分点的时角
• 易为证：，S恒星时与t 任一天体的赤经和其时角关系
天体上中天时，t=0，故 S=
S = +t
天体上中天
S=
S
恒星时与真太阳时的关系
注：夸张表示
课后练习1
• 水星的公转周期为87.969地球日,自转的物 理周期(恒星日)为58.646地球日. 其公转与自 转方向均与地球相同. 请问, 水星上的一昼 夜(太阳日)是多长呢? 水星上的”一天”与”一 年”哪个长?
一、时间的内涵
“上下四方曰宇，往古来今曰宙”
——《淮南子》
牛顿的“绝对时空观”：时间除了均匀流逝性之外，没有 其它属性。均匀的、有方向的、没有起点和终点、永恒存 在，即使物质消失，空间和时间仍然存在。
爱因斯坦的“相对论性时空观”：时间与空间都是物质 的存在形式！物体运动的性质决定于时空，时空的性质 也决定于物体及其运动本身。
• 真太阳时与平太阳时的关系通过时差来联
系： 时 差 ： =t⊙ tm
即 真 太 阳 时 角 t⊙与 平 太 阳 时 角 tm 之 差 。
3.2.2 恒星时（ST）
• 恒星时(Sidereal Time)是以春分点的周日视运 动为依据建立的。规定，春分点连续两次上中 天的时间间隔为一个恒星日，并以春分点在当
• 为了克服上述缺陷，19世纪末美国天文学 家纽康引入了一个假想参考点 — 平太阳
• 假想：1）一点在黄道上匀速运动，其视运 动速度等于真太阳运动速度的平均值，并 与真太阳同时经过近地与远地点；2）另一 点（平太阳）在天赤道上匀速运动，与前 一点速度相同且两者同时通过春分和秋分 点。
• 此假想的平太阳连续两次下中天（起算点） 的时间间隔定为一个平太阳日。平日的 1/24h称为平太阳时, 也称为平时。
365.2422
365.2422
引入符号：
=365.12422d=a2y.=7337m95069.51505-34s,
24h
=
3m56.5554
(平Biblioteka Baidu单位)
即，恒星日比平太阳日短约4分钟。
恒星每天早升起4分钟，每月早升起2小时！
恒星时与平时时刻的换算
地方恒 星时
S = m + S0 + (m-)
= 2.73790910-3
λA -λB = mA –mB = tA – tB SA – SB = tA – tB = λA -λB
世界时（UT）
• 世界时是国际上统一规定的全球标准时， 以英国格林尼治天文台原址（地理经度为 0h）所对应的地方平时为世界时。则世界 时与经度为 处的平时m之间的关系为：
mUT
(东经取正，西经取负)
• 恒星时 S = S0
本初子午线
区时
• 1884年国际子午线会议规定，全球统一实行分区计 时制。各时区以其中央经线的地方平时作为区时。
• 全球分为24个时区，其中零时区以格林尼治子午线 为中线，两侧各7.5度为其范围。零时区采用世界时。
区时=UT+N，向东为正，向西为负。“北京时间”
• 东十二时区与西十二时区重合，共用180度经线， 其附近为国际日期变更线（日界线）。
二、如何计时？
“时间的延绵只能通过周期运动的 动作单位测量”—洛克
时间计量的两个方面：1、间 隔（单位）；2、时刻
时间有 “间隔”、“时刻”两个含义
间隔：事物某一运动过程所经历的时间。 时刻：事物运动中，某一状态发生的瞬间。
2000
2001
2002
2003
2004
时间计量三要素：
一、选择某一运动规律已掌握， 运动状态可观测到的具体事物。 二、选取该事物的某一运动过程 为时间的基本单位。 三、选取该事物的某一运动状态 为时间计量的起算点。
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。即上
述时刻有地方性，称为地方时。
地方时（LT）
定义：
以本地子午面为起算平面，
根据任意量时天体（恒星或太阳）所确定的时 间。(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。
平时
世界时 0h的格 林尼治 恒星时
地理经度
查《中国天文年历》得到
(若上式计算结果24h, 则减去24h)
简单估算法：每年春分,夏至,秋分,冬至时的S0值分 别为11h53m, 18h0m, 0h7m, 6h0m，之后S0每隔一天加 4m，每隔一月加2h，忽略第3项
3.2.3 地方时和世界时
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 过当地天子午圈的时刻（上下中天）为 起算点，以时角度量的。
本章主要内容
§3.1 时间是什么？ §3.2 时间系统及其转换
3.2.1 太阳时 3.2.2 恒星时 3.2.3 世界时 3.2.4 原子时 3.2.5 协调世界时
§3.3 现代时间计量服务 §3.4 历法与节气
§3.1 时间是什么？
回答“时间的本质是什么？”这个问题很不容易！ 古人感觉事件发生的先后、物体运动的进程，产 生了直觉原始的时间观念。 时间是“人们主观对客观存在的一种感受”？ （康德），还是客观世界物质运动的一种表现形式？ （唯物主义）
➢ 第N时S 区 的S 0 区 时( T T与h 地N 方h) ( 恒1 星1 时/3 S6 的5 . 换2 4 算2 ：2 )
S0为当日世界时零时的格林尼治恒星时，λ为地理 经度。
先民“日出而作，日 落而息”，太阳是天
然的钟表。
§3.2 时间系统及其转换
3.2.1 太阳时 – I.
• 真太阳视圆面的中心连续两次下中天（起 算点）的时间间隔为一个真太阳日。但由于
地球公转速度不均匀故其不断变化。
• 真太阳日中最长与最短的一天相差达51s !
运行 速度慢
运行 速度快
3.2.1 太阳时 – II.
水星上崭新的“一天”开始了， 你能算出它的长度么？
恒星时与平太阳时时间间隔换算
一个回归年（地球公转周期）中太阳日比恒星日少一天，
而一个回归年里有365.2422平太阳日，即：
1平太阳日=366.2422恒星日=（1+ 1 ）恒星日
地分上点中的天时的角瞬来时计作量为恒恒星星时时：的S 起 算t 点，即以春
即地方恒星时在数值上等于春分点的时角
• 易为证：，S恒星时与t 任一天体的赤经和其时角关系
天体上中天时，t=0，故 S=
S = +t
天体上中天
S=
S
恒星时与真太阳时的关系
注：夸张表示
课后练习1
• 水星的公转周期为87.969地球日,自转的物 理周期(恒星日)为58.646地球日. 其公转与自 转方向均与地球相同. 请问, 水星上的一昼 夜(太阳日)是多长呢? 水星上的”一天”与”一 年”哪个长?
一、时间的内涵
“上下四方曰宇，往古来今曰宙”
——《淮南子》
牛顿的“绝对时空观”：时间除了均匀流逝性之外，没有 其它属性。均匀的、有方向的、没有起点和终点、永恒存 在，即使物质消失，空间和时间仍然存在。
爱因斯坦的“相对论性时空观”：时间与空间都是物质 的存在形式！物体运动的性质决定于时空，时空的性质 也决定于物体及其运动本身。
• 真太阳时与平太阳时的关系通过时差来联
系： 时 差 ： =t⊙ tm
即 真 太 阳 时 角 t⊙与 平 太 阳 时 角 tm 之 差 。
3.2.2 恒星时（ST）
• 恒星时(Sidereal Time)是以春分点的周日视运 动为依据建立的。规定，春分点连续两次上中 天的时间间隔为一个恒星日，并以春分点在当
• 为了克服上述缺陷，19世纪末美国天文学 家纽康引入了一个假想参考点 — 平太阳
• 假想：1）一点在黄道上匀速运动，其视运 动速度等于真太阳运动速度的平均值，并 与真太阳同时经过近地与远地点；2）另一 点（平太阳）在天赤道上匀速运动，与前 一点速度相同且两者同时通过春分和秋分 点。
• 此假想的平太阳连续两次下中天（起算点） 的时间间隔定为一个平太阳日。平日的 1/24h称为平太阳时, 也称为平时。
365.2422
365.2422
引入符号：
=365.12422d=a2y.=7337m95069.51505-34s,
24h
=
3m56.5554
(平Biblioteka Baidu单位)
即，恒星日比平太阳日短约4分钟。
恒星每天早升起4分钟，每月早升起2小时！
恒星时与平时时刻的换算
地方恒 星时
S = m + S0 + (m-)
= 2.73790910-3
λA -λB = mA –mB = tA – tB SA – SB = tA – tB = λA -λB
世界时（UT）
• 世界时是国际上统一规定的全球标准时， 以英国格林尼治天文台原址（地理经度为 0h）所对应的地方平时为世界时。则世界 时与经度为 处的平时m之间的关系为：
mUT
(东经取正，西经取负)
• 恒星时 S = S0
本初子午线
区时
• 1884年国际子午线会议规定，全球统一实行分区计 时制。各时区以其中央经线的地方平时作为区时。
• 全球分为24个时区，其中零时区以格林尼治子午线 为中线，两侧各7.5度为其范围。零时区采用世界时。
区时=UT+N，向东为正，向西为负。“北京时间”
• 东十二时区与西十二时区重合，共用180度经线， 其附近为国际日期变更线（日界线）。
二、如何计时？
“时间的延绵只能通过周期运动的 动作单位测量”—洛克
时间计量的两个方面：1、间 隔（单位）；2、时刻
时间有 “间隔”、“时刻”两个含义
间隔：事物某一运动过程所经历的时间。 时刻：事物运动中，某一状态发生的瞬间。
2000
2001
2002
2003
2004
时间计量三要素：
一、选择某一运动规律已掌握， 运动状态可观测到的具体事物。 二、选取该事物的某一运动过程 为时间的基本单位。 三、选取该事物的某一运动状态 为时间计量的起算点。
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。即上
述时刻有地方性，称为地方时。
地方时（LT）
定义：
以本地子午面为起算平面，
根据任意量时天体（恒星或太阳）所确定的时 间。(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。
平时
世界时 0h的格 林尼治 恒星时
地理经度
查《中国天文年历》得到
(若上式计算结果24h, 则减去24h)
简单估算法：每年春分,夏至,秋分,冬至时的S0值分 别为11h53m, 18h0m, 0h7m, 6h0m，之后S0每隔一天加 4m，每隔一月加2h，忽略第3项
3.2.3 地方时和世界时
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 过当地天子午圈的时刻（上下中天）为 起算点，以时角度量的。
本章主要内容
§3.1 时间是什么？ §3.2 时间系统及其转换
3.2.1 太阳时 3.2.2 恒星时 3.2.3 世界时 3.2.4 原子时 3.2.5 协调世界时
§3.3 现代时间计量服务 §3.4 历法与节气
§3.1 时间是什么？
回答“时间的本质是什么？”这个问题很不容易！ 古人感觉事件发生的先后、物体运动的进程，产 生了直觉原始的时间观念。 时间是“人们主观对客观存在的一种感受”？ （康德），还是客观世界物质运动的一种表现形式？ （唯物主义）
➢ 第N时S 区 的S 0 区 时( T T与h 地N 方h) ( 恒1 星1 时/3 S6 的5 . 换2 4 算2 ：2 )
S0为当日世界时零时的格林尼治恒星时，λ为地理 经度。
先民“日出而作，日 落而息”，太阳是天
然的钟表。
§3.2 时间系统及其转换
3.2.1 太阳时 – I.
• 真太阳视圆面的中心连续两次下中天（起 算点）的时间间隔为一个真太阳日。但由于
地球公转速度不均匀故其不断变化。
• 真太阳日中最长与最短的一天相差达51s !
运行 速度慢
运行 速度快
3.2.1 太阳时 – II.