天文学基础知识——历法资料

频率稳定度 ±5×10-12 ±1×10-11
±5×10-12 ±3×10-12 ±1×10-12 ±5×10 -13 ±2×10-13 ±5×10-13
时 间 的 台 阶
时间服务包括：
测时 守时 授时
测时
守时
授时
电台
用户
地球
（3） 时间的种类和时间计量系统
• 恒星日 • 真太阳日 • 平太阳日
称为“地方时”。
11 10
12
13 14
9 8
巴格达
15 16
伦敦
北京
区时
东经120°
时间的换算： 两地的地方（平）时差等于经度差。
15度＝1小时
世界时：0°经线（本初子午 线）所在地方的标准时。
UT （Universal Time）
本初子午线
国际日期变更线
夏令时
0
0
21 21
水 运 仪 象 台
惠 更 斯 摆 钟
布 拉 格 市 政 厅 天 文 钟
石 英 钟
原子钟
电波钟：在石英钟内增加了接收信号、数据
处理、自动校正的功能。它可接收地面发 射站以长波发送的标准时间信号来自动校 正石英钟的走时误差。
1. 日晷 2. 漏壶（一天误差10分钟 ） 3.机械钟——水运仪象台，惠更斯摆
历书时（ET ，Ephemeris Time ）
1960 年世界度量衡标准会议定义 公元1900年为“平均太阳年”。秒定 义更改为：一秒为平均太阳年之 31556925.9747 分之 一，称1历书秒。
• 历书时的特点： 1.时间均匀； 2.不易获得，精度低。
世界第一台原子钟（1000年误差1秒）
（5） 其他记年记日法
（1） 与历法有关的几个概念
年——回归年、恒星年 月——朔望月 日——太阳日
恒星年：平太阳连续两次通过某 恒星的时间间隔。
恒星年是地球的真正公转周期。 1恒星年＝365.2564日
北天极
－－－－黄道 －－－天赤道
－－－地平圈
南天极
天球示意图
回归年：平太阳连续两次通 过 春分点的时间间隔。
协调世界时秒长＝原子时秒长，从 1972年起使用。积累起来比地球自转 差0.9秒以上时，则跳1秒，称闰秒， 有正闰秒、负闰秒之分。只在6月30日 或12月31日最后1秒操作。目前所有的 闰秒都是正闰秒，尚无负闰秒。
展望：毫秒级脉冲星可与原子钟媲美， 有可能使时间定义再回到宏观。
第二部分 历法
（1） 与历法有关的几个概念 （2） 太阴历 （3） 太阳历 （4） 阴阳历
子午线
恒星日：同一恒星连续两次通过某 地天文子午面 的时间间隔。
真太阳日：太阳圆面中心连续两 次通过某地天文子午面的时间间 隔。
• 真太阳日长度不等，最长与最短的一 天相差达51秒。
19世纪末，天文学家纽康设计了一个假想天体——平太阳
黄道
春分点
平太阳
赤道
真太阳
平太阳日：平太阳圆面中心连续两 次上中天的时间间隔。
2002
2003
2004
地球、月球的运动给出三种天然的 时间单位：日、月和年。
时间的单位： 年月日时分秒
盛年不重来， 一日难再晨， 及时当勉励， 岁月不待人。
——陶渊明
（2）计时仪器
太先 阳民 是日 天出 然而 的作 钟， 表日 。入
而 息 ，
日 晷
西 汉 漏 壶
沉
浮
箭
箭
漏
漏
多级漏壶
天文学基础
时间和历法
天文协会学术部 沙永强
第一部分 时间及其计量
（1）时间的概念 （2）计时仪器、时间服务 （3） 时间的种类、时间计量系统 （4）新的世界时计量系统
时间及其计量
（1）时间的概念
• 时间的本质：
物质运动变化的序列和持续的性质。
时间有“时段”、“时刻”两个 含义
2000
2001
钟、天文钟（误差千分之几秒）
4. 石英钟（1929，300年差1秒）
5. 原子钟（1949，铯钟500万年差1秒）
现代社会对高精度时间的要求
用户 电视校频 电力传输网
高速数字通信网 长河二号导航台
卫星测轨 巡航导弹 卫星导航 电子侦察卫星
时刻准确度
±1微秒 ±0.5微秒 ±100纳秒 ±50纳秒 ±50纳秒 ±20纳秒 ±10纳秒
• 朔望月的平均长度为29天12小时44分3秒 （29.5306日） 。
• 年、月、日是历法的三大要素。 • 回归年、朔望月、真太阳日 • 历法之所以复杂，是由于它所依附的各种
wenku.baidu.com的时间定义：基本单位是日、回归年， 再划分时、分、秒。
新的时间定义： 基本单位是秒， 分、时、日、年由秒累加得出。
原子钟不仅用来计量时间，它本身 就是时间标度产生器。
• 1967年起，原子时取代历书时， 从1958年1月1日世界时0时起算。
• 关于原子时存废的争论
• 协调世界时（UTC， Coordinated Universal Time）
原子钟
9192631770
• 秒的新定义： 1967 年举行的第十三届国际 计量大会决定以铯原子的跃迁做为秒的新 定义，即铯原子同位素 Cs133基态超精细 能阶跃迁的 9,192,631,770 个周期所持续 的时间定为 1 秒，称作「原子秒」。
• 原子时（AT，Atomic Time）： 由原子钟按原子秒导出的时间。
回归年构成四季。 1回归年＝365.2422日 （365天5小时48分46秒）
为什么1恒星年≠1回归年？
岁差
岁差（春分点的西退） 每年50.3"
赤道
黄道
春 分
点
• 朔望月：月亮 连续两次与太 阳会合的时间 间隔。
• 朔望月是月相 变化的周期。
• 朔望月的长度并不是固定的，有时长达29 天19小时多，有时仅为29天6小时多。
18
18
3
3
6
6
15
15
99
12
12
（4） 新的世界时计量系统
历书时（ET ，Ephemeris Time ） 原子时（AT ，Atomic Time ） 协调世界时（UTC，Coordinated
Universal Time）
20世纪，随着测时精度的提高， 人们发现地球自转并不是绝对均 匀的。一年中有快有慢，并有长 期减慢现象。
平太阳时
1个“平太阳日”等分为24个“平太阳小时”， 1个“平太阳小时”再等分为60个“平太阳分” 1个“平太阳分”又等分为60个“平太阳秒”。 这就是我们日常生活中所使用的时间。
• 平太阳时与真太阳时的换算是严格固 定的，称 “时差”。
时差曲线
地方时 区时 世界时
在地球上某个特定地点，根 据太阳的具体位置所确定的时刻，