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2.1 以SI秒长为基础的时间尺度

国际度量衡局(BIPM)在2006年对于SI秒长的定义是一种对特定的原子(铯原子133)辐射周期的计数,并没有给出实现的地点或当地的引力场,仅仅是一种原时的实现方案。SI秒可以在任何地方实现,比如地球表面、人造地球卫星、火星上,以及太阳系质心处等,对于所有的观测者,实现SI秒的方法都是一样的。

为了实际使用,国际原子时 TAI(一种坐标时)的秒长与旋转的地球平均海平面上实现的SI秒长相同。TAI是一种均匀连续的时间尺度,使用50多个国家实验室里按照SI秒定义制作的、约300个原子钟的资料综合得到。TCB和TCG分别是IAU定义的广义相对论四维时空的BCRS(全局参考系)和GCRS(局部参考系)中的坐标时。相对于地球表面实现的SI秒长,TCB的速率快1.55×10 −8 ,TCG的速率快6.79×10 −10 。另外两个经常使用的时间尺度,地球时TT和质心力学时TDB,也是坐标时(都不能直接测量,只能从可测量的原时转换得到,关于原时的概念,见2.3节),它们分别是TCG和TCB的线性函数,或者可以认为是改变了尺度的TCG和TCB。TT和TDB的定义仅仅是为了方便:TDB与TCB转换关系中的系数使得在地心处的TDB与TT尽量接近,而TT的选择则保证它的速率与旋转地球表面上的观测者得到的原时速率相等。具体的坐标时转换公式在2.3节中给出。

另一个与TDB十分类似的时间尺度,称作历书时T eph ,也是TCB的线性函数。不同的是,TDB与TCB的关系是通过定义常数L B 确定;而T eph 与TCB的关系,对不同的历表有不同的尺度因子,在建立历表的过程中,隐含在 T eph 和 TT的转换关系中。例如美国喷气推进实验室(JPL)的DE系列历表,其中的时间尺度T eph 与TDB的含义相同,因此从JPL历表得到的太阳系质心和日心的数据通常都以TDB作为时间引数。此外,岁差、章动的计算公式也是依据该时间尺度,而人造地球卫星的运动方程则以TT作为独立变量。 wOQKRpJ2p8Sh8hPjCGqm5NMUD/hp6HUcNpcVSBoPbAnTaScyn24VnxfIpxH7XtRH

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