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一个太阳日是指太阳连续经过当地子午线的时间间隔，即通常所说的一天。
一个恒星日定义为地球绕其轴自转360°所需的时间。
如果地球只是自转，而不绕着太阳公转，一个太阳日就应该等于一个恒星日。实际上，地球除了自转，还要绕着太阳旋转（一年转一圈），因此，在一个太阳日中地球自转就超过了360°，平均说来在一个太阳日中地球要多自转0.986°（如图2-4所示），导致一个恒星日要比一个太阳日短，一个太阳日为24小时，而一个恒星日约为23小时56分4秒 ［1-3］ 。
图2-4 太阳日和恒星日的基本几何关系
太阳连续两次经过某条子午线的平均时间间隔称为一个平太阳日，以此为基准的时间称为平太阳时。英国格林尼治（Greenwich）从午夜起算的平太阳时称为世界时（Universal Time,UT），一个平太阳日的1/86400规定为一个世界秒 ［1-2］ 。
原子时（Atomic Time,AT）以位于海平面的铯133原子基态的两个超精细结构能级跃迁辐射的电磁波振荡周期为基准，从1958年1月1日世界时的零时开始启用。铯束辐射频率的9 192 631 770个周期持续时间为1个原子时秒，86 400（即3 600×24）个原子时秒定义为一个原子时日。由于原子内部能级跃迁所辐射或吸收的电磁波频率极为稳定，比以地球转动为基础的计时系统更均匀，因而得到广泛应用 ［2-3］ 。
虽然原子时比以往任何一种时间尺度都精确，但它仍含有一些不稳定因素需要修正。因此，国际原子时（International Atomic Time,TAI）并不是由一个具体的时钟产生的，它是一个以多个原子钟读数为基础的平均时间尺度。
协调世界时（Coordinate Universal Time,UTC）并不是一种独立的时刻，而是把原子时的秒长和世界时的时刻结合起来的一种时间 ［2-3］ ，从而既满足人们对均匀时间间隔的要求，又满足人们对以地球自转为基础的准确世界时时刻的要求。
协调世界时的定义是它的秒长严格等于原子时长，采用整数调秒的方法使UTC与UT之差保持在0.9 s之间，当此差值累积到大于1 s时，则UTC向UT方向调整1个整秒，称为“闰秒”。
由于地球自西向东自转，经度不同的地方时间便有差异。仅有一个世界时对世界各地人们的日常生活带来许多不便，为此，1884年华盛顿国际会议决定全球统一按区间系统计量时间，全世界分为24个时区，每个时区15°，每时区以中央经线的当地时间为本区的区时，这样的时间称为标准时，也称为当地时。我国从东到西横跨东5到东9共5个时区，现我国标准时采用北京所在的东8区区时（即东经120°经线的当地时）。这样北京标准时12:00对应的UTC为04:00。