Czas atomowy

Międzynarodowy Czas Atomowy (TAI)

TAI, jako najbardziej jednostajny, stanowi podstawę współczesnych skal czasu.
TAI jest czasem opartym na wzorcach atomowych (niezwiązany z ruchem Ziemi) i jest odmierzany przez zsynchronizowane zegary atomowe rozmieszczone w laboratoriach na całym świecie. Skala czasu TAI jest wypadkową wskazań tych zegarów.
Uchwała XIII Generalnej Konferencji Wag i Miar z 1967 roku zdefiniowała sekundę czasu atomowego i uznała ją za podstawową jednostkę czasu w międzynarodowym systemie jednostek SI.

Wzorce atomowe wykorzystują zjawisko przejść kwantowych między stanami energetycznymi atomów lub cząsteczek. Na mocy definicji sekunda SI jest więc trwaniem 9192631770 okresów odpowiadających rezonansowej częstotliwości przejścia pomiędzy dwoma nadsubtelnymi (F=4, M=0) i (F=3, M=0) poziomami stanu podstawowego 2S1/2 atomu cezu 133”. Interwał czasu odpowiadający tak zdefiniowanej sekundzie czasu atomowego jest równy sekundzie efemerydalnej — skala czasu atomowego jest zgodna ze skalą, związanego z epoką 1900.0, astronomicznego czasu efemerydalnego.

Niezależnie od TAI, tworzone są równoległe skale czasu atomowego, np. na potrzeby systemów globalnej nawigacji satelitarnej. Wśród nich najpowszechniej używaną jest skala czasu GPST.

 

Czas GPS (GPST)

GPST jest czasem atomowym używanym w systemie globalnej nawigacji satelitarnej GPS. Podstawą skali czasu GPS są atomowe zegary pokładowe umieszczone na satelitach GPS, zegary atomowe znajdujące się w ośrodkach sterowania systemem GPS oraz zegary atomowe US Naval Observatory. Skala czasu GPS jest bardzo zbliżoną do skali Międzynarodowego Czasu Atomowego (TAI) i zsynchronizowana ze skalą UTC na epokę 1980 styczeń 6d 0h UTC.

Związek pomiędzy Międzynarodowym Czasem Atomowym a czasem GPS jest następujący:

TAI − GPST = 19s + C0

gdzie 19s jest stałą różnicą między TAI i UTC na epokę 1980 styczeń 6d 0h UTC, a C0 zmienną w czasie poprawką rzędu 10 ns wynikającą z korzystania w obu systemach z różnych zegarów atomowych.