什么是時(shí)間?

     時(shí)間雖然早被人所認(rèn)識(shí)，但是確切地定義也是很困難的。有人說(shuō)是太陽(yáng)東升西落的一天。時(shí)間其實(shí)就是描述實(shí)物發(fā)展運(yùn)動(dòng)的一把尺子，度量實(shí)物運(yùn)動(dòng)及變化過(guò)程的數(shù)學(xué)工具。時(shí)間包含時(shí)刻和時(shí)間間隔兩個(gè)概念。

     時(shí)刻是指實(shí)物發(fā)生某一現(xiàn)象的瞬間，在時(shí)間軸上用一個(gè)點(diǎn)表示，沒(méi)有長(zhǎng)短的意義，是指某一事件是什么時(shí)候發(fā)生的，時(shí)刻與物體的瞬時(shí)位置相對(duì)應(yīng)。在天文學(xué)和衛(wèi)星定位中，與所獲數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻也稱歷元。

     時(shí)間間隔是指實(shí)物發(fā)生某一現(xiàn)象所經(jīng)歷的過(guò)程，是兩個(gè)時(shí)刻之間的一段間隔。所以時(shí)間間隔測(cè)量也成為相對(duì)時(shí)間測(cè)量；時(shí)刻測(cè)量，相應(yīng)地成為絕對(duì)時(shí)間測(cè)量。

     時(shí)間基準(zhǔn)包含時(shí)間原點(diǎn)（時(shí)刻）和時(shí)間尺度（時(shí)間段）。時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)一樣，應(yīng)有其尺度（時(shí)間單位）與原點(diǎn)（其實(shí)歷元）。其中時(shí)間的尺度是關(guān)鍵，而原點(diǎn)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用加以選定。不同的原點(diǎn)和尺度對(duì)應(yīng)不同的時(shí)間系統(tǒng)。任何一個(gè)可觀測(cè)的周期的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，只要符合條件，都可以用作確定時(shí)間間隔。

What is UTC?

     UTC (時(shí)間協(xié)調(diào)時(shí)UniversalTime Coordinated)是一個(gè)官方的正確時(shí)間 。UTC由以前的GMT時(shí)間(格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間GreenwichMean Time) 演化而來(lái) 。GMT是以前被使用在遠(yuǎn)洋航行中設(shè)置時(shí)鐘的參考，后來(lái)GMT發(fā)展為世界時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)。GMT被取代的原因它來(lái)源于平太陽(yáng)日，時(shí)間測(cè)量的新方法表明平太陽(yáng)日自身有大量的變化。

下面的列表將解釋UTC的主要組成:

     · 世界時(shí)間意味著可以在世界各地使用,它是獨(dú)立于時(shí)區(qū)(即不是當(dāng)?shù)貢r(shí)間)。UTC轉(zhuǎn)換為當(dāng)?shù)貢r(shí)間,必須添加或減去當(dāng)?shù)貢r(shí)區(qū)。· 協(xié)調(diào)意味著幾個(gè)機(jī)構(gòu)貢獻(xiàn)自己估計(jì)的當(dāng)前時(shí)間,UTC是由這些估計(jì)復(fù)合生成。

UTC的秒由1967年第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGPM)決定，“秒是以銫-l33，原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間躍遷輻射的9 192 631 770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間。” 原子時(shí)的時(shí)刻起點(diǎn)為l958年1月1日0時(shí)，該瞬間原子時(shí)與世界時(shí)有差異（0.0039秒）。

UTC和 GMT相同嗎?

     格林威治時(shí)間來(lái)源于格林尼治天文臺(tái)對(duì)天文事件如太陽(yáng)日的測(cè)量。UTC是基于更準(zhǔn)確的一個(gè)銫原子的量子共振。

     不幸的是,地球的自轉(zhuǎn)不是非常嚴(yán)格的如UTC的定義。每天有86400 UTC秒一個(gè)地球上的減速，將意味著午夜最終一天會(huì)落在中午。這可能是不可接受的,一些額外的秒可以添加或刪除UTC時(shí)間尺度內(nèi)以保持和太陽(yáng)日的同步。這個(gè)修改工作稱閏秒（leap seconds）。

      更糟糕的時(shí)，隨著地球自轉(zhuǎn)減緩，閏秒預(yù)計(jì)會(huì)越來(lái)越頻繁。因此你不能精確的使用UTC時(shí)間，至少是在幾分鐘之內(nèi)不精確。

計(jì)算機(jī)在閏秒時(shí)發(fā)生什么?

      在閏秒事件中，一秒會(huì)增加到當(dāng)下時(shí)間。這發(fā)生在UTC的零點(diǎn). 如果閏秒事件被插入，UTC時(shí)間會(huì)出現(xiàn)23:59:60。由于地球自轉(zhuǎn)在變慢，到目前為止只發(fā)生過(guò)正閏秒，沒(méi)有負(fù)閏秒發(fā)生。

基本時(shí)間系統(tǒng)

      天文時(shí)：由人類通過(guò)天文測(cè)量來(lái)確定的時(shí)間尺度。一種是以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，如恒星時(shí)和太陽(yáng)時(shí)。這兩種時(shí)間系統(tǒng)都具有地方性，尺度不穩(wěn)定不統(tǒng)一，因此，世界上規(guī)定以格林尼治地方時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱之為世界時(shí)；另一種是以地球公轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，如歷書(shū)時(shí)。

     恒星時(shí)：以春分點(diǎn)為參考點(diǎn)，由春分點(diǎn)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)本地子午圈的時(shí)間間隔為一恒星日，一恒星日分為24個(gè)恒星時(shí)。恒星時(shí)在數(shù)值上等于春分點(diǎn)相對(duì)于本地子午圈的時(shí)角，由于春分點(diǎn)在天球上的位置并不確定，故恒星時(shí)具有地方性，不具有統(tǒng)一性。

     平太陽(yáng)時(shí)：以平太陽(yáng)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)本地子午線的時(shí)間間隔為一平太陽(yáng)日，含24平太陽(yáng)小時(shí)。由于真太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)是不均勻的，不能作為建立時(shí)間系統(tǒng)的參考點(diǎn)。

     世界時(shí)（UT）：以平子夜為零時(shí)起算的格林尼治平太陽(yáng)時(shí)。世界時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)尺度基準(zhǔn)相同，其差別僅在于起算點(diǎn)不同。世界時(shí)雖然屬全球性，但時(shí)間尺度還是不穩(wěn)定。

     歷書(shū)時(shí)：以地球公轉(zhuǎn)周期為基礎(chǔ)而建立的一種時(shí)間系統(tǒng)，用以編算天文年歷中計(jì)算太陽(yáng)、月亮和行星等的視位置，確切定義是：“歷書(shū)時(shí)是從公歷1900年初附近，太陽(yáng)幾何平黃經(jīng)為279°41′48.04″的瞬時(shí)起算，這一瞬時(shí)定為歷書(shū)時(shí)1900年1月1日00時(shí)整。歷書(shū)時(shí)秒長(zhǎng)為歷書(shū)時(shí)1900年1月1日00時(shí)瞬時(shí)的回歸年長(zhǎng)度的1/31556925.9747。” 1960至1968年歷書(shū)時(shí)秒曾被釆用為時(shí)間的基本單位。歷書(shū)時(shí)簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是多年觀測(cè)來(lái)確定秒。

     原子時(shí)：原子中的電子在不同能級(jí)之間躍遷時(shí)會(huì)發(fā)射或者吸收一定頻率的電磁波，并且該電磁波的頻率值非常穩(wěn)定。

     國(guó)際原子時(shí)(TAI)：由國(guó)際計(jì)量局（BIPM）根據(jù)世界上約30多個(gè)國(guó)家70多個(gè)實(shí)驗(yàn)室350臺(tái)左右原子鐘提供數(shù)據(jù)處理得出的“國(guó)際時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)”。國(guó)際原子時(shí)標(biāo)是一種連續(xù)性時(shí)標(biāo)，由1958年1月1日0時(shí)0分0秒起，以日、時(shí)、分、秒計(jì)算，原子時(shí)的準(zhǔn)確度為每日數(shù)納秒。

     協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）：人類的生活習(xí)慣是以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的晝?nèi)兆兓?，但是存在地球自?huì)不均勻的現(xiàn)象，時(shí)間是基準(zhǔn)不能隨意變化，所以使用原子時(shí)時(shí)間基準(zhǔn)，但是照顧到人們使用的方便，要將原子時(shí)和世界時(shí)進(jìn)行結(jié)合，采用原子時(shí)的秒長(zhǎng)，當(dāng)和世界時(shí)的差異超過(guò)±0. 9秒時(shí)，就使用跳秒方式加上1秒或減去1秒，這種時(shí)間系統(tǒng)稱之為協(xié)調(diào)世界時(shí)。既有時(shí)間原點(diǎn)，也有穩(wěn)定的時(shí)間尺度。跳秒（Leapsecond）：通常在6月30日或12月31日最后一秒。

導(dǎo)航衛(wèi)星的時(shí)間系統(tǒng)

      GPS時(shí)間系統(tǒng)（GPST）：采用原子時(shí)ATI秒長(zhǎng)作為時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)間的起算點(diǎn)定義在1980年1月6日的UTC0時(shí)。

      Galileo時(shí)間系統(tǒng)（GST）：Galileo系統(tǒng)時(shí)間與國(guó)際原子時(shí)之間存在一個(gè)整秒數(shù)的恒定差異，兩者之間的秒內(nèi)偏差被控制在28納秒以內(nèi)。

      BDS時(shí)間系統(tǒng)（BDT）：BDT采用國(guó)際單位制（SI）秒為基本單位連續(xù)累計(jì)，起始?xì)v元為2006年1月1日協(xié)調(diào)世界時(shí)00時(shí)00分00秒。采用周和周內(nèi)秒計(jì)數(shù)。BDT通過(guò)UTC（國(guó)家授時(shí)中心，NTSC）與國(guó)際UTC建立聯(lián)系，BDT與UTC的偏差保持在100納秒以內(nèi)。BDT與UTC之間的閏秒信息在導(dǎo)航電文中播報(bào)。