1. Точное время и определение географической долготы

Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии — день, а на другом в это время ночь, соответственно всегда есть точки, где в данный момент полдень и Солнце находится в верхней кульминации. По мере того как Земля вращается вокруг оси, полдень наступает в тех местах, которые лежат всё западнее. По положению Солнца (или звёзд) на небе определяется местное время для любой точки земного шара. Местное время в двух пунктах (T₁ и Т₂) отличается ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота:

Т₁ - Т₂ = λ₁ - λ₂.

Ясно, что полдень наступает в данном пункте Земли позже, чем в другом, ровно на столько, сколько времени нужно планете, чтобы повернуться на угол, соответствующий разности их долгот. Так, например, в Санкт-Петербурге, который находится на 8°45' западнее Москвы, полдень наступает на 35 мин позднее.

Определив из наблюдений местное время в данном пункте и сравнив его с местным временем другого, географическая долгота которого известна, можно вычислить географическую долготу пункта наблюдения. Условились отсчитывать долготу от начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию. Местное время этого меридиана называют всемирным временем — Universal Time (UT). Тогда

Т₁ = UT + λ₁,

иначе говоря, местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере.

Точный счет времени осложняется тем, что его прежний эталон — период вращения Земли — оказался не вполне надёжным. Одной из основных единиц времени уже давно были избраны солнечные сутки — промежуток времени, который проходит от одной верхней кульминации Солнца до другой. Но по мере возрастания точности астрономических наблюдений стало очевидно, что продолжительность суток не остаётся постоянной. Скорость вращения нашей планеты меняется на протяжении года, а кроме того, происходит, хотя и очень медленно, замедление её вращения. Поэтому понятно, что определение секунды как единицы времени, составляющей часть суток, потребовало уточнения. Современное определение секунды вам известно из курса физики. Использование атомных часов, которыми располагают службы точного времени и государственный эталон времени и частоты, обеспечивает исключительно малую погрешность в счёте времени (около 5 • 10^-9 с за сутки). Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются именно с атомных часов.

До недавнего времени, принимая эти сигналы и определяя местное время по моментам кульминации звёзд, вычисляли точные координаты любого пункта земной поверхности. Сейчас точная навигация осуществляется средствами спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS (Global Positioning System). Пункты с точно определёнными координатами служат опорными точками при составлении карт, прокладке трасс газопроводов, автомобильных и железных дорог, строительстве крупных объектов и ряде других работ. Сигналы точного времени, наряду с другими средствами (радиомаяками, навигационными спутниками и т. п.), необходимы в авиационной и морской навигации.

Если бы в своей повседневной жизни мы пользовались местным временем, то по мере передвижения на запад или восток приходилось бы непрерывно передвигать стрелки часов. Возникающие при этом неудобства столь очевидны, что в настоящее время практически всё население земного шара пользуется поясным временем.

Окончание >>>