世界時(shí)UT即格林尼治平太陽(yáng)時(shí)間，是指格林尼治所在地的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，也是表示地球自轉(zhuǎn)速率的一種形式。以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。地球自轉(zhuǎn)的角度可用地方子午線相對(duì)于地球上的基本參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)度量。為了測(cè)量地球自轉(zhuǎn)，人們?cè)诘厍蛏线x取了兩個(gè)基本參考點(diǎn)：春分點(diǎn)（見分至點(diǎn)）和平太陽(yáng)點(diǎn)，由此確定的時(shí)間分別稱為恒星時(shí)和平太陽(yáng)時(shí)。事實(shí)上，表達(dá)“世界時(shí)”是不明確的（當(dāng)需要好于幾秒的準(zhǔn)確性時(shí)），因?yàn)樗袔讉€(gè)版本，最常用的是協(xié)調(diào)世界時(shí)間（UTC）和UT1。除了UTC之外，所有這些版本的UT都基于地球相對(duì)于遠(yuǎn)距離天體（星和類星體）的旋轉(zhuǎn)，但是具有縮放因子和其他調(diào)整以使它們更接近太陽(yáng)時(shí)間。UTC基于國(guó)際原子時(shí)間，添加閏秒保持在UT1的0.9秒內(nèi)。

來(lái)源?

格林尼治是英國(guó)倫敦南郊原皇家格林尼治天文臺(tái)所在地，地球本初子午線的標(biāo)界處，世界計(jì)算時(shí)間和經(jīng)度的起點(diǎn)。以其海事歷史、作為本初子午線的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)、以及格林尼治時(shí)間以其命名而聞名于世。這里地勢(shì)險(xiǎn)要，風(fēng)景秀麗，兼具歷史和地方風(fēng)情，也是倫敦在泰晤士河的東方門戶。

不光是天文學(xué)家使用格林尼治時(shí)間，就是在新聞報(bào)刊上也經(jīng)常出現(xiàn)這個(gè)名詞。我們知道各地都有各地的地方時(shí)間。如果對(duì)國(guó)際上某一重大事情，用地方時(shí)間來(lái)記錄，就會(huì)感到復(fù)雜不便．而且將來(lái)日子一長(zhǎng)容易搞錯(cuò)。因此，天文學(xué)家就提出一個(gè)大家都能接受且又方便的記錄方法，那就是以格林尼治的地方時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)。

以本初子午線的平子夜起算的平太陽(yáng)時(shí)。又稱格林尼治平時(shí)或格林尼治時(shí)間。各地的地方平時(shí)與世界時(shí)之差等于該地的地理經(jīng)度。1960年以前曾作為基本時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。由于地球自轉(zhuǎn)速率曾被認(rèn)為是均勻的,因此在1960年以前,世界時(shí)被認(rèn)為是一種均勻時(shí)。由于地球自轉(zhuǎn)速度變化的影響，它不是一種均勻的時(shí)間系統(tǒng)，它與原子時(shí)或力學(xué)時(shí)都沒有任何理論上的關(guān)系,只有通過(guò)觀測(cè)才能對(duì)它們進(jìn)行比較。后來(lái)世界時(shí)先后被歷書時(shí)和原子時(shí)所取代，但在日常生活、天文導(dǎo)航、大地測(cè)量和宇宙飛行等方面仍屬必需；同時(shí)，世界時(shí)反映地球自轉(zhuǎn)速率的變化，是地球自轉(zhuǎn)參數(shù)之一，仍為天文學(xué)和地球物理學(xué)的基本資料。

基本理論?

世界時(shí)是以地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。地球自轉(zhuǎn)的角度可用地方子午線相對(duì)于地球上的基本參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)度量。為了測(cè)量地球自轉(zhuǎn)，人們?cè)谔烨蛏线x取了兩個(gè)基本參考點(diǎn)：春分點(diǎn)和平太陽(yáng)。

以平太陽(yáng)作為基本參考點(diǎn)，由平太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)確定的時(shí)間，稱為平太陽(yáng)時(shí)（簡(jiǎn)稱MT）。平太陽(yáng)是美國(guó)天文學(xué)家紐康（S.Newcomb,1835年至1909年）在十九世紀(jì)末引起的一個(gè)假想?yún)⒖键c(diǎn)。它在天赤道上作勻速運(yùn)動(dòng)，其速度與真太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)的平均速度相一致，其赤經(jīng)為：

a☉=18h38m45s.836+8640184s.542T+0S.0929T2

式中T是從1900年1月0日12時(shí)起計(jì)的儒略世紀(jì)數(shù)。

以平子夜作為0時(shí)開始的格林威治平太陽(yáng)時(shí)，稱為世界時(shí)（簡(jiǎn)稱UT）。

世界時(shí)是由恒星時(shí)推導(dǎo)出來(lái)的，其轉(zhuǎn)換公式為：

UT0=ST-aΦ-λ+12h

λ為觀測(cè)地點(diǎn)的經(jīng)度（東經(jīng)）采用值。

各天文臺(tái)通過(guò)觀測(cè)恒星得到的世界時(shí)初始值記為UT0。不同地點(diǎn)的觀測(cè)者在同一瞬間求得的UT0是不同的。在UT0中引起由極移造成的經(jīng)度變化改正Δλ，就得到全球統(tǒng)一的世界時(shí)UT1。即

UT1=UT0+Δλ

Δλ= - xsinλ-ycosλtgφ

x、y是瞬間地極坐標(biāo)。它同λ一樣，都以CIO為標(biāo)準(zhǔn)。Φ為觀測(cè)地點(diǎn)的地理緯度。UT1是全世界民用時(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)它還表示地球瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)角度，因此又是研究地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)基本參量。在UT1中加入地球自轉(zhuǎn)速度季節(jié)性變化改正ΔTs,可以得到一年內(nèi)平滑的世界時(shí)UT2。即

UT2=UT1+ΔTS=UT0+Δλ+ΔTS

從1962年起，國(guó)際上統(tǒng)一采用的ΔTS表達(dá)式為：

ΔTS=0s.022sin2πt-0s.012cos2πt-0s.006sin4πt+0s.007cos4πt

t以年為單位，從貝塞耳歲首起算。

Δλ和ΔTS的數(shù)值由國(guó)際時(shí)間局（BIH）計(jì)算并通報(bào)各國(guó)。

以春分點(diǎn)作為基本參考點(diǎn)，由春分點(diǎn)周日視運(yùn)動(dòng)確定的時(shí)間，稱為恒星時(shí)（簡(jiǎn)稱ST）。某一地點(diǎn)的地方恒星時(shí)，在數(shù)值上等于春分點(diǎn)相對(duì)于這一地方子午圈的時(shí)角。由于歲差和章動(dòng)的影響，春分點(diǎn)在天球上不是固定的，對(duì)應(yīng)于同一歷元，還有真春分點(diǎn)和平春分點(diǎn)之別。相應(yīng)地，恒星時(shí)也有真恒星時(shí)和平恒星時(shí)之分。

規(guī)定的原因

在引入標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之前，文明世界的每個(gè)城市根據(jù)太陽(yáng)的地方位置（見太陽(yáng)時(shí)間）設(shè)置其官方時(shí)鐘。這種狀況直到在英國(guó)引入鐵路旅行后才發(fā)生改變，因?yàn)殍F路的出現(xiàn)使得有可能在很長(zhǎng)的距離上旅行足夠快，要求連續(xù)重新設(shè)置時(shí)鐘，因?yàn)榛疖囋谌粘＿\(yùn)行中就會(huì)通過(guò)幾個(gè)城鎮(zhèn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，建立了格林威治平均時(shí)間 - Greenwich?Mean?Time，做法是將英國(guó)的所有時(shí)鐘設(shè)置為相同的時(shí)間，同時(shí)使用計(jì)時(shí)器或電報(bào)來(lái)同步這些時(shí)鐘。

假如你由西向東周游世界，每跨越一個(gè)時(shí)區(qū)，就會(huì)把你的表向前撥一個(gè)小時(shí)，這樣當(dāng)你跨越24個(gè)時(shí)區(qū)回到原地后，你的表也剛好向前撥了24小時(shí)，也就是第二天的同一鐘點(diǎn)了；相反，當(dāng)你由東向西周游世界一圈后，你的表指示的就是前一天的同一鐘點(diǎn)。為了避免這種“日期錯(cuò)亂”現(xiàn)象，國(guó)際上統(tǒng)一規(guī)定180°經(jīng)線為“國(guó)際日期變更線”。當(dāng)你由西向東跨越國(guó)際日期變更線時(shí)，必須在你的計(jì)時(shí)系統(tǒng)中減去一天；反之，由東向西跨越國(guó)際日期變更線，就必須加上一天。

定義?

世界時(shí)，即格林尼治平太陽(yáng)時(shí)，是表示地球自轉(zhuǎn)速率的一種形式。由于地球自轉(zhuǎn)速率曾被認(rèn)為是均勻的，因此在1960年以前，世界時(shí)被認(rèn)為是一種均勻時(shí)。Newcomb所提出的世界時(shí)定義就是以此為基礎(chǔ)的?，F(xiàn)已證實(shí)，地球自轉(zhuǎn)實(shí)際上是不均勻的，所以世界時(shí)是一種非均勻時(shí)，它與原子時(shí)或力學(xué)時(shí)都沒有任何理論上的關(guān)系，只有通過(guò)觀測(cè)才能對(duì)它們進(jìn)行比較。這樣，世界時(shí)的定義主要應(yīng)該是表示它與地球自轉(zhuǎn)速率的關(guān)系。

系統(tǒng)?

平太陽(yáng)時(shí)的基本單位是平太陽(yáng)日（見日），一個(gè)平太陽(yáng)日包含24個(gè)平太陽(yáng)小時(shí)（86,400平太陽(yáng)秒）。以平子夜作為0時(shí)開始的格林威治平太陽(yáng)時(shí),稱為世界時(shí)，簡(jiǎn)稱UT。世界時(shí)與恒星時(shí)之間有嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換公式。世界時(shí)是以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的，又稱為地球自轉(zhuǎn)時(shí)。各個(gè)天文臺(tái)觀測(cè)恒星求得的是世界時(shí)的初始值UT0，盡管早在二百多年前就有人提出地極運(yùn)動(dòng)和地球自轉(zhuǎn)的不均勻性，并且后來(lái)通過(guò)觀測(cè)得到證實(shí)，但是長(zhǎng)期以來(lái)，UT0一直被作為均勻的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)用著。從1956年起才在UT0中引進(jìn)極移改正△λ和自轉(zhuǎn)速度季節(jié)性變化經(jīng)驗(yàn)改正△TS，相應(yīng)得到的世界時(shí)為UT1和UT2。它們之間的關(guān)系是：

UT1=UT0+△λ,

UT2=UT1+△TS=UT0+△λ+△TS。

式中△λ= - xsinλ-ycosλtg嗞，它與觀測(cè)地點(diǎn)的地理經(jīng)緯度 - λ,嗞和地極坐標(biāo) - x,y有關(guān)。地球自轉(zhuǎn)速度的不均勻性具有復(fù)雜的表現(xiàn)形式，包含周期變化、長(zhǎng)期變化、短期變化和不規(guī)則性變化各種因素。人們根據(jù)大量天文觀測(cè)資料，求得了周期變化（又稱季節(jié)性變化）的經(jīng)驗(yàn)改正△TS。它是一個(gè)周期函數(shù)，雖然每年地球自轉(zhuǎn)并不完全相同，但其振幅和相位變化不大，基本上穩(wěn)定在一定范圍。從1962年起，國(guó)際時(shí)間局采用的△TS為：

△TS=0.022sin - 2πt－0.012cos - 2πt－0.006sin - 4πt+0.007 - cos4πt，

式中t以年為單位,從貝塞耳歲首起算。1970年國(guó)際時(shí)間局根據(jù)1967～1969年間全世界的測(cè)時(shí)資料，訂定了地球自轉(zhuǎn)短期變化改正的數(shù)值，于1972年開始正式采用。

測(cè)定?

世界時(shí)是通過(guò)恒星觀測(cè)，由恒星時(shí)推算的。常用的測(cè)定方法和相應(yīng)儀器有：①中天法──中星儀、光電中星儀、照相天頂筒；②等高法──超人差棱鏡等高儀、光電等高儀。用這些儀器觀測(cè)，一個(gè)夜晚觀測(cè)的均方誤差為±5毫秒左右。依據(jù)全世界一年的天文觀測(cè)結(jié)果，經(jīng)過(guò)綜合處理所得到的世界時(shí)精度約為±1毫秒。因?yàn)楦鞣N因素（主要是環(huán)境因素）的影響，長(zhǎng)期以來(lái)，世界時(shí)的測(cè)定精度沒有顯著的提高。測(cè)量的方法和技術(shù)正面臨一場(chǎng)革新。正在試驗(yàn)中的新方法主要有射電干涉測(cè)量、人造衛(wèi)星激光測(cè)距和月球激光測(cè)距以及人造衛(wèi)星多普勒觀測(cè)等。測(cè)定的精度可望有數(shù)量級(jí)的提高。

世界時(shí)與地球時(shí)?

UT1（Universal　Time，世?界?時(shí)）與TT（Terrestrial Time，地球時(shí)）之間的轉(zhuǎn)換是天體測(cè)量、衛(wèi)星導(dǎo)航與定位、精?密定軌、測(cè)控通?信、空間大地測(cè)量、地球物理等學(xué)科中涉及時(shí)間系統(tǒng)時(shí)經(jīng)常遇到的一個(gè)基本問(wèn)題，該問(wèn)題的解決是通過(guò)計(jì)算二者之間的差值ΔT實(shí)現(xiàn)的：

（ΔT?=?TTT－TUT1）

TT本質(zhì)上是基于原子物理所定義的原子時(shí)系統(tǒng)，是一個(gè)穩(wěn)定度極高的、均勻的時(shí)間系統(tǒng)，而UT1則是基于地球自轉(zhuǎn)所定義的世界時(shí)系統(tǒng)。由于地球自轉(zhuǎn)速度具有長(zhǎng)期變慢、季節(jié)性變化和不規(guī)則變化的特點(diǎn)，因而UT1不是一個(gè)均勻的時(shí)間系統(tǒng)，導(dǎo)致ΔT的數(shù)值也不是均勻的。ΔT的數(shù)值無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，只能根據(jù)天文觀測(cè)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后，再給出具體數(shù)值。目前可獲取的ΔT數(shù)據(jù)都是以一定的時(shí)間間隔給出特定歷元的離散數(shù)值，如果需要知道其他任意歷元的數(shù)值，通常情況下，可以通過(guò)基于ΔT真實(shí)數(shù)據(jù)擬合的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算獲得。國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者提出了很多關(guān)于ΔT的經(jīng)驗(yàn)公式，常見的一般有三角函數(shù)、低次多項(xiàng)式、高次多項(xiàng)式等形式。

一般情況下，這些經(jīng)驗(yàn)公式適用范圍較小，或是計(jì)算精度有限。有學(xué)者基于最小二乘法得出一組新的經(jīng)驗(yàn)公式，不但適用范圍較大，形式簡(jiǎn)單，便于程序設(shè)計(jì)，而且計(jì)算結(jié)果精度也比較高。

應(yīng)用?

1960年以前，世界時(shí)曾作為基本時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。由于地球自轉(zhuǎn)速度變化的影響，它不是一種均勻的時(shí)間系統(tǒng)。但是，因?yàn)樗c地球自轉(zhuǎn)的角度有關(guān)，所以即使在1960年作為時(shí)間計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的職能被歷書時(shí)取代以后，世界時(shí)對(duì)于日常生活、天文導(dǎo)航、大地測(cè)量和宇宙飛行器跟蹤等仍是必需的。同時(shí)，精確的世界時(shí)是地球自轉(zhuǎn)的基本數(shù)據(jù)之一，可以為地球自轉(zhuǎn)理論、地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、板塊運(yùn)動(dòng)、地震預(yù)報(bào)以及地球、地月系、太陽(yáng)系起源和演化等有關(guān)學(xué)科的研究提供必要的基本資料。

相關(guān)資料?

恒星時(shí)

用春分點(diǎn)作為基本參考點(diǎn)，由春分點(diǎn)周日視運(yùn)動(dòng)確定的時(shí)間,簡(jiǎn)稱ST。某一地點(diǎn)的地方恒星時(shí)，在數(shù)值上等于春分點(diǎn)相對(duì)于當(dāng)?shù)氐胤阶游缛Φ臅r(shí)角。

平太陽(yáng)時(shí)

恒星時(shí)與地球自轉(zhuǎn)的角度相對(duì)應(yīng)，這雖然符合以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的時(shí)間計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，但不能滿足日常生活和科學(xué)應(yīng)用的需要。因此，又選用了以真太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的平均速度為基礎(chǔ)的平太陽(yáng)時(shí)。因?yàn)榈厍蚬D(zhuǎn)軌道是橢圓的，所以真太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)是不均勻的（或真太陽(yáng)時(shí)是不均勻的）。為了得到以真太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)、同時(shí)又與其不均勻性無(wú)關(guān)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)，紐康在十九世紀(jì)末引進(jìn)了一個(gè)假想的參考點(diǎn)——平太陽(yáng)。它在天赤道上作勻速運(yùn)動(dòng)，其速度與真太陽(yáng)的平均速度相一致，其赤經(jīng)用一個(gè)約定的表達(dá)式來(lái)確定，并規(guī)定平太陽(yáng)赤經(jīng)與太陽(yáng)平黃經(jīng)相差應(yīng)盡量小。用平太陽(yáng)假想點(diǎn)作為基本參考點(diǎn)來(lái)規(guī)定的時(shí)間，稱為平太陽(yáng)時(shí)。平太陽(yáng)赤經(jīng)數(shù)值表達(dá)式是：

式中T為從1900.0算起的儒略世紀(jì)數(shù)（一個(gè)儒略世紀(jì)等于36525平太陽(yáng)日）。紐康提出的這個(gè)表達(dá)式,不但給平太陽(yáng)時(shí)下了精確定義，而且還在恒星時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)之間建立了一個(gè)相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系。