Mezinárodní atomový čas - International Atomic Time

Mezinárodní atomový čas ( TAI , z francouzského jména temps Atomique mezinárodní ) je vysoce přesné atomové koordinovat časový standard, založený na pomyslné průchod správný čas na Zemi je geoid . Je to souvislý časový rozsah bez přestupných sekund . Je to hlavní realizace pozemského času (s pevným posunem epochy ). Je také základem pro koordinovaný světový čas (UTC), který se používá pro civilní měření času po celém povrchu Země. UTC se od TAI odchyluje o několik celých sekund. Od 1. ledna 2017, kdy dalšívstoupila v platnost přestupná sekunda , UTC je aktuálně přesně 37 sekund za TAI. 37 sekund vyplývá z počátečního rozdílu 10 sekund na začátku roku 1972, plus 27 skokových sekund v UTC od roku 1972.

TAI lze hlásit pomocí tradičních způsobů určování dnů, přenesených z nejednotných časových standardů založených na rotaci Země. Konkrétně se používají jak juliánské dny, tak gregoriánský kalendář . TAI v této podobě byl synchronizován s Universal Time na začátku roku 1958 a od té doby se oba od sebe vzdálili kvůli měnícímu se pohybu Země.

Úkon

TAI je vážený průměr doby uchovávané více než 400 atomovými hodinami ve více než 50 národních laboratořích po celém světě. Většina zahrnutých hodin jsou cesiové hodiny ; mezinárodní systém jednotek (SI) definice druhý je založen na cesium . Hodiny jsou porovnávány pomocí signálů GPS a obousměrného satelitního přenosu času a frekvence . Díky průměrování signálu je TAI řádově stabilnější než jeho nejlepší konstantní hodiny.

Zúčastněné instituce vysílají v reálném čase frekvenční signál s časovými kódy , což je jejich odhad TAI. Časové kódy jsou obvykle publikovány ve formě UTC, která se od TAI liší známým celočíselným počtem sekund. Tato časová měřítka jsou označena ve formě UTC (NPL) ve formě UTC, kde NPL v tomto případě identifikuje National Physical Laboratory, UK . Formulář TAI může být označen TAI (NPL) . Nesmí být zaměňována s TA (NPL) , která označuje nezávislé atomové časové měřítko, nesynchronizované s TAI ani s ničím jiným.

Hodiny v různých institucích jsou navzájem pravidelně porovnávány. Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM, Francie), který spojuje tato měření zpětně vypočítat vážený průměr, který tvoří nejstabilnější časové měřítko možných. Toto kombinované časové měřítko vychází měsíčně v „oběžníku T“ a je kanonickým TAI. Toto časové měřítko je vyjádřeno ve formě tabulek rozdílů UTC - UTC ( k ) (ekvivalent TAI - TAI ( k )) pro každou zúčastněnou instituci k . Stejný oběžník také uvádí tabulky TAI - TA ( k ) pro různé nesynchronizované atomové časové stupnice.

Chyby v publikaci mohou být opraveny vydáním revize vadného oběžníku T nebo chybami v následném oběžníku T. Kromě toho, jakmile bude zveřejněn v oběžníku T, stupnice TAI nebude revidována. Při zpětném pohledu je možné odhalit chyby v TAI a lépe odhadnout skutečné správné časové měřítko. Vzhledem k tomu, že publikované oběžníky jsou konečné, lepší odhady nevytvářejí další verzi TAI; místo toho je považován za vytvoření lepší realizace pozemského času (TT).

Dějiny

Raná atomová časová měřítka se skládala z křemenných hodin s frekvencemi kalibrovanými jedinými atomovými hodinami; atomové hodiny nepracovaly nepřetržitě. Atomické služby měření času začaly experimentálně v roce 1955 s využitím prvních cesiových atomových hodin v National Physical Laboratory, UK (NPL) . Byl použit jako základ pro kalibraci křemenných hodin na Royal Greenwich Observatory a pro vytvoření časového měřítka nazvaného Greenwich Atomic (GA). United States Naval Observatory začal měřítko A.1 dne 13. 09. 1956, s použitím Atomichron komerční atomové hodiny, následovaný stupnice na NBS-A National Bureau of Standards , Boulder, Colorado dne 9. října 1957.

International Time Bureau (BIH) začal časové měřítko, T m nebo AM, v červenci 1955, s použitím jak místní cesia hodiny a srovnání do vzdálených hodin pomocí fáze VLF rádiových signálů. Stupnice BIH, A.1 a NBS-A byly definovány epochou na začátku roku 1958 Postupy používané BIH se vyvíjely a název pro časové měřítko se změnil: „A3“ v roce 1964 a „TA (BIH) "v roce 1969.

Sekunda SI byla definována z hlediska atomu cesia v roce 1967. V letech 1971 až 1975 Generální konference pro váhy a míry a Mezinárodní výbor pro váhy a míry učinily řadu rozhodnutí, která určila časovou stupnici BIPM International Atomic Time (TAI) .

V 70. letech vyšlo najevo, že hodiny účastnící se TAI tikají různou rychlostí v důsledku dilatace gravitační doby , a kombinovaná stupnice TAI tedy odpovídala průměru nadmořských výšek různých hodin. Počínaje datem Julian 2443144.5 (1. ledna 1977 00:00:00) byly na výstup všech zúčastněných hodin použity opravy, aby TAI odpovídal správnému času na geoidu ( průměrná hladina moře ). Protože byly hodiny v průměru vysoko nad hladinou moře, znamenalo to, že TAI zpomalil zhruba o jednu část z bilionu. Bývalá nekorigovaná časová stupnice je nadále vydávána pod názvem EAL ( Echelle Atomique Libre , což znamená Free Atomic Scale ).

Okamžik, kdy se začala uplatňovat gravitační korekce, slouží jako epocha pro barycentrický souřadnicový čas (TCB), geocentrický souřadnicový čas (TCG) a pozemský čas (TT), které představují tři základní časové stupnice sluneční soustavy. Všechny tři tyto časové stupnice byly definovány pro čtení JD 2443144.5003725 (1. ledna 1977 00: 00: 32,184) přesně v tomto okamžiku. TAI byla od nynějška realizací TT s rovnicí TT (TAI) = TAI + 32,184 s.

Pokračující existence TAI byla zpochybněna v dopise BIPM pro ITU-R z roku 2007, který uvedl: „V případě předefinování UTC bez přestupných sekund by CCTF zvážilo projednání možnosti potlačení TAI, protože by zůstalo rovnoběžně s kontinuálním UTC. “

Vztah k UTC

UTC je diskontinuální časové měřítko. Občas se upraví o přestupné sekundy. Mezi těmito úpravami se skládá ze segmentů, které jsou mapovány na atomový čas. Od začátku v roce 1961 do prosince 1971 byly úpravy prováděny pravidelně ve zlomkových přestupných sekundách, aby se UTC přiblížilo UT2 . Poté byly tyto úpravy provedeny pouze v celých sekundách, aby se přiblížily UT1 . Jednalo se o kompromisní uspořádání s cílem umožnit měřítko času veřejně vysílaného; méně časté úpravy celé sekundy znamenaly, že časový rozsah bude stabilnější a bude možné jej snáze synchronizovat na mezinárodní úrovni. Skutečnost, že se nadále přibližuje k UT1, znamená, že úkoly, jako je navigace, které vyžadují zdroj světového času, jsou veřejným vysíláním UTC nadále dobře poskytovány.

Viz také

Poznámky

Reference

  • „Historie TAI - UTC“ . Time Service Dept., United States Naval Observatory. 2009. Archivováno od originálu dne 19. října 2019 . Vyvolány 4 January 2010 .
  • „Mezinárodní atomový čas“ . Mezinárodní úřad pro váhy a míry . Archivovány od originálu dne 10. ledna 2011 . Citováno 24. ledna 2020 .

Poznámky pod čarou

Bibliografie

externí odkazy