Internationell atomtid

International Atomic Time (förkortat TAI , från dess franska namn temps atomique international ) är en högprecisionsstandard för atomkoordinater baserad på den tänkta passagen av riktig tid på jordens geoid . TAI är ett vägt genomsnitt av tiden som hålls av över 450 atomur i över 80 nationella laboratorier världen över. Det är en kontinuerlig tidsskala, utan skottsekunder , och det är den huvudsakliga realiseringen av jordisk tid (med en fast förskjutning av epok ). Den ligger till grund för Coordinated Universal Time (UTC), som används för civil tidtagning över hela jordens yta och som har skottsekunder.

UTC avviker från TAI med ett antal hela sekunder. Från och med den 1 januari 2017, när ytterligare en skottsekund trädde i kraft, är UTC för närvarande exakt 37 sekunder efter TAI. De 37 sekunderna är resultatet av den initiala skillnaden på 10 sekunder i början av 1972, plus 27 skottsekunder i UTC sedan 1972.

TAI kan rapporteras med hjälp av traditionella metoder för att specificera dagar, överförda från icke-enhetliga tidsstandarder baserade på jordens rotation. Specifikt används både julianska dagar och den gregorianska kalendern . TAI i denna form synkroniserades med Universal Time i början av 1958, och de två har glidit isär sedan dess, främst på grund av jordens långsammare rotation.

Drift

TAI är ett vägt genomsnitt av tiden som hålls av över 450 atomur i över 80 nationella laboratorier världen över. Majoriteten av de inblandade klockorna är cesiumklockor ; definitionen av det internationella enhetssystemet (SI) av den andra baseras på cesium . Klockorna jämförs med hjälp av GPS- signaler och tvåvägs satellittid och frekvensöverföring . På grund av signalgenomsnittet är TAI en storleksordning mer stabil än dess bästa klockslag.

De deltagande institutionerna sänder var och en i realtid en frekvenssignal med tidskoder , vilket är deras uppskattning av TAI. Tidskoder publiceras vanligtvis i form av UTC, som skiljer sig från TAI med ett välkänt heltal av sekunder. Dessa tidsskalor anges i formen UTC(NPL) i UTC-formuläret, där NPL här identifierar National Physical Laboratory, UK . TAI-formuläret kan betecknas TAI(NPL) . Det senare ska inte förväxlas med TA(NPL) , som betecknar en oberoende atomär tidsskala, inte synkroniserad med TAI eller till något annat.

Klockorna på olika institutioner jämförs regelbundet mot varandra. International Bureau of Weights and Measures (BIPM, Frankrike), kombinerar dessa mätningar för att retrospektivt beräkna det vägda medelvärdet som bildar den mest stabila tidsskalan som möjligt. Denna kombinerade tidsskala publiceras varje månad i "Circular T", och är den kanoniska TAI. Denna tidsskala uttrycks i form av tabeller över skillnader UTC − UTC( k ) (lika med TAI − TAI( k )) för varje deltagande institution k . Samma cirkulär ger också tabeller över TAI − TA( k ), för de olika osynkroniserade atomära tidsskalorna.

Fel i publicering kan korrigeras genom att utfärda en revidering av det felaktiga cirkulär T eller genom fel i ett efterföljande cirkulär T. Bortsett från detta revideras inte TAI-skalan när den väl har publicerats i Cirkulär T. I efterhand är det möjligt att upptäcka fel i TAI och att göra bättre uppskattningar av den verkliga korrekta tidsskalan. Eftersom de publicerade cirkulären är definitiva skapar bättre uppskattningar inte en annan version av TAI; det anses istället skapa ett bättre förverkligande av terrestrisk tid (TT).

Historia

Tidiga atomiska tidsskalor bestod av kvartsklockor med frekvenser kalibrerade av en enda atomur; atomklockorna fungerade inte kontinuerligt. Atomic timekeeping-tjänster startade experimentellt 1955, med den första cesium-atomklockan vid National Physical Laboratory, UK (NPL) . Den användes som grund för att kalibrera kvartsklockorna vid Royal Greenwich Observatory och för att upprätta en tidsskala, kallad Greenwich Atomic (GA). United States Naval Observatory startade A.1-skalan den 13 september 1956 med hjälp av en Atomichron kommersiell atomur, följt av NBS-A-skalan vid National Bureau of Standards , Boulder, Colorado den 9 oktober 1957.

International Time Bureau (BIH) startade en tidsskala, T m eller AM, i juli 1955, med användning av både lokala cesiumklockor och jämförelser med avlägsna klockor som använder fasen av VLF -radiosignaler. BIH-skalan, A.1 och NBS-A definierades av en epok i början av 1958. Procedurerna som BIH använde utvecklades och namnet på tidsskalan ändrades: A3 1964 och TA(BIH) 1969.

SI-sekunden definierades i termer av cesiumatomen 1967. Från 1971 till 1975 fattade General Conference on Weights and Measures och Internationella kommittén för vikter och mått en rad beslut som utsåg BIPM-tidsskalan International Atomic Time (TAI) .

På 1970-talet blev det tydligt att klockorna som deltog i TAI tickade i olika takt på grund av gravitationstidsdilatation, och den kombinerade TAI-skalan motsvarade därför ett medelvärde av de olika klockornas höjder. Från och med det julianska datumet 2443144.5 (1 januari 1977 00:00:00) tillämpades korrigeringar på utdata från alla deltagande klockor, så att TAI skulle motsvara rätt tid vid geoiden ( medelhavsnivån ) . Eftersom klockorna i genomsnitt låg långt över havet, innebar det att TAI saktade ner med ungefär en del på en biljon. Den tidigare okorrigerade tidsskalan fortsätter att publiceras under namnet EAL ( Échelle Atomique Libre , vilket betyder Free Atomic Scale) .

Ögonblicket då gravitationskorrigeringen började tillämpas fungerar som epok för Barycentric Coordinate Time (TCB), Geocentric Coordinate Time (TCG) och Terrestrial Time (TT), som representerar tre grundläggande tidsskalor i solsystemet. Alla dessa tre tidsskalor definierades för att läsa JD 2443144.5003725 (1 januari 1977 00:00:32.184) exakt i det ögonblicket. TAI var hädanefter en realisering av TT, med ekvationen TT(TAI) = TAI + 32,184 s.

TAI:s fortsatta existens ifrågasattes i ett brev 2007 från BIPM till ITU-R som sade: "I fallet med en omdefiniering av UTC utan skottsekunder, skulle CCTF överväga att diskutera möjligheten att undertrycka TAI, eftersom det skulle förbli parallellt med den kontinuerliga UTC."

Relation till UTC

I motsats till TAI är UTC en diskontinuerlig tidsskala. Den justeras ibland med skottsekunder. Mellan dessa justeringar är den sammansatt av segment som mappas till atomtid med en konstant offset. Från början 1961 till och med december 1971 gjordes justeringarna regelbundet i bråkdelar av skottsekunder så att UTC approximerade UT2 . Efteråt gjordes dessa justeringar endast på hela sekunder för att approximera UT1 . Detta var ett kompromissarrangemang för att möjliggöra en tidsskala för offentlig sändning. De mindre frekventa helasekundsjusteringarna gjorde att tidsskalan skulle bli mer stabil och lättare att synkronisera internationellt. Det faktum att den fortsätter att närma sig UT1 innebär att uppgifter som navigering som kräver en källa till Universal Time fortsätter att vara väl betjänade av UTCs offentliga sändning.

Se även

Anteckningar

  • "Historia om TAI−UTC" . Time Service Dept., United States Naval Observatory. 2009. Arkiverad från originalet den 19 oktober 2019 . Hämtad 4 januari 2010 .
  • "Internationell atomtid" . International Bureau of Weights and Measures . Arkiverad från originalet den 10 januari 2011 . Hämtad 24 januari 2020 .

Fotnoter

Bibliografi

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=International_Atomic_Time&oldid=1130911151 "