GNSS测量技术：地球自转问题与世界时系统

世界时系统是以地球自转为基准的一种时间系统。由于观察地球自转运动时，所选择的空间参考点不同，世界时系统包括以下几种形式。

1. 恒星时

以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所确定的时间，称为恒星时。恒星时的定义是一个地方的子午圈与天球的春分点之间的时角，因此地球上每个地方的恒星时都与它的经度有关。由于岁差章动的影响，春分点在天球上并不固定，因此恒星时又分真恒星时和平恒星时。

2. 太阳时

太阳时有真太阳时和平太阳时两种。如果以真太阳作为观察地球自转的参考点，那么由真太阳周日视运动所确定的时间，称为真太阳时。即可定义为真太阳中心连续两次经过本地子午圈所经历的时间间隔为一个真太阳日，同样，一个真太阳日也包含24个真太阳时。显然，真太阳时也有地方性，而且由于地球的公转轨道为一椭圆，根据天体运动的开普勒定律可知，太阳的视运动速度是不均匀的。以真太阳作为观察地球自转运动的参考点。不符合建立时间系统的基本要求。因此，假设某个参考点的视运动速度等于真太阳周年运动的平均速度，且其在天球赤道上作周年视运动。这个假设的参考点，在天文学中称为平太阳。平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔，为一个平太阳日，而一个平太阳日包含有24个平太阳时。平太阳时也具有地方性，故常称为地方平太阳时。

平太阳日由平正午开始，即平正午为0时，平子夜为12时。1925年国际天文联合会决定，改平太阳日由平子夜开始，即平子夜为0时，平正午为12时，简称平时或民用时。(www.xing528.com)

3. 世界时

以平子夜零时起算的格林威治平太阳时称为世界时UT。世界时与平太阳时的尺度基准相同，其差别仅仅是起算点不同。

世界时系统是以地球自转为基础的时间系统，而地球自转速度是不均匀的，存在长周期变化、季节性短周期变化和不规则变化。并且，地球自转轴在地球内部的位置也不固定，存在极移。地球自转的这种不稳定性，破坏了建立时间系统的基本条件。为了弥补这一缺陷，从1956年起，在世界时中引入极移改正和地球自转速度的季节性改正。经此改正的世界时，相应表示为UT1和UT2，而未经改正的世界时表示为UT0，它们之间的关系为

这里，Δλ为观测瞬间地极相对国际协议地原点CIO的极移改正。ΔTs为球自转速度的季节性改正。

显然，世界时UT1经过及移改正后，仍含有地球自转速度变化的影响，而UT2虽经地球自转季节性变化的改正，但仍含有地球自转速度长期变化和不规则变化的影响，所以世界时UT2也不是一个严格均匀的时间系统。