Umwandlung von Sekunden seit J2000-Epoche Terrestrial Time in UTC-Zeit

Eine kürzlich gestellte Frage zur Weltraumforschung erwähnte, dass Planet Labs hier öffentliche Ephemeriden für ihre Satelliten bereitstellt . Ich glaube, dass dies eine sehr wertvolle Ressource zum Testen verschiedener Orbitalpropagatoren darstellt.

Um solche Tests durchzuführen, ist es jedoch wichtig, genau zu wissen, welcher Zeit die bereitgestellten Ephemeriden entsprechen. Die Ephemeriden von Planet Labs geben die Epoche in "Sekunden seit der J2000-Epoche Terrestrial Time" an. Einige von uns bei Space Exploration sind daran interessiert, eine solche Epoche genau in UTC-Zeit umzuwandeln (dh mit einer Genauigkeit von mindestens einer Millisekunde).

Daher habe ich mich gefragt, ob es einen bestimmten Algorithmus gibt, der angewendet werden sollte, um eine solche Konvertierung durchzuführen. Nach meinem Verständnis würde es reichen, Folgendes zu tun:

  1. Holen Sie sich die Erdzeit der J2000-Epoche in UTC, die der 1. Januar 2000 um 11:58:55.816 zu sein scheint (siehe hier )
  2. Berechnen Sie ein Datum und eine Uhrzeit mit einer solchen Epoche (die in UTC angegeben ist) und den bereitgestellten Sekunden seit der J2000-Epoche Terrestrial Time (da wir jetzt von Sekunden seit der Epoche zu einem Datum und einer Uhrzeit übergehen, müssen Schaltsekunden berücksichtigt werden).

Würde dies ausreichen, um eine genaue Konvertierung durchzuführen? Oder übersehe ich hier einige zusätzliche Schritte?

FWIW, Lick Observatory-Astronom Steve Allen hat auf seiner Website viele Informationen über Schaltsekunden und Zeitskalen .
Hier ist ein Python-Code auf Github, der zeigt, wie man Leap-Sekunden.list parst, mit einer Live-Version, die im Kommentar unter dem Quellcode des Programms verlinkt ist.

Antworten (1)

Welche Erdzeit (TT)? Das Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM; das Akronym ist französisch) veröffentlicht jährlich Aktualisierungen der Beziehung zwischen TT und der Internationalen Atomzeit (TAI; das Akronym ist wieder auf Französisch). Beachten Sie gut: Diese Aktualisierungen ändern sowohl die zukünftige als auch die vergangene Beziehung zwischen TT und TAI.

Glücklicherweise sind diese jährlichen Korrekturen, außer für Astronomen, die Mikrobogensekunden-Astronomie betreiben, winzige Nuancen, die ignoriert werden können. Sie liegen im Bereich von einigen zehn Nanosekunden. Nutzen Sie auf Mikrosekundenebene einfach die Tatsache, dass TT konstant 32,184 Sekunden vor TAI liegt:

(1) T TT = T TAI + 32.184 S

Das ist TAI, was ziemlich einfach ist. Die GPS-Zeit ist auch ziemlich einfach, da es sich um einen festen Offset von TAI handelt. Die Beziehung zwischen TAI und Coordinated Universal Time (UTC; das Akronym ist, was es ist; es ist weder französisch noch englisch) ist nicht so einfach. Sie müssen Schaltsekunden berücksichtigen. Es gibt keine Gleichung für die Beziehung zwischen TAI und UTC. Sie benötigen eine Schaltsekundentabelle:

T koordinierte Weltzeit = T TAI − Sprung TAI ⁡ ( T TAI ) oder (2) T TAI = T koordinierte Weltzeit + Sprung koordinierte Weltzeit ⁡ ( T koordinierte Weltzeit )

Das Kombinieren der Gleichungen (1) und (2) ergibt

(3) T TT = T koordinierte Weltzeit + Sprung koordinierte Weltzeit ⁡ ( T koordinierte Weltzeit ) + 32.184 S

So bauen Sie Ihre Schaltsekundentabelle Sprung koordinierte Weltzeit ⁡ ( T koordinierte Weltzeit ) pedantisch korrekt bedeutet, auf die Idee zu verzichten, dass jede UTC-Minute genau 60 UTC-Sekunden enthält. Beispielsweise war die UTC-Zeit eine halbe Sekunde vor 00:00 Uhr am 1. Januar 2017 UTC 23:59:60,5 am 31. Dezember 2016 UTC. Windows, Linux, Android, iOS, OS X: Alle machen es falsch. Diese Betriebssysteme gehen davon aus, dass jede Minute genau 60 Sekunden umfasst, und fummeln Dinge für Schaltsekundengrenzen. Sie werden alle vollständig passen, wenn die aktuellen Trends anhalten und in fünf oder sechs Jahren die allererste negative Schaltsekunde hinzugefügt wird.

Die IETF bietet eine Schaltsekundentabelle in einem Format, das relativ einfach zu analysieren ist. ietf.org/timezones/data/leap-seconds.list Es verwendet jedoch Sekunden seit 1900 – 1. Januar 00:00:00 als Epoche seiner Zeitstempel. Außerdem ist die SHA-1-Hash-Zeile am Ende der Datei in 5 Gruppen von Hexadezimalzahlen ohne führende Nullen aufgeteilt, was etwas ärgerlich ist.
Vielen Dank dafür! Ich verwende derzeit die CelesTrak Earth Orientation Parameters-Tabelle, die praktischerweise eine Spalte mit Schaltsekunden bereitstellt. Ich bin immer noch etwas verwirrt über die Bedeutung von Planet Labs "Sekunden seit der J2000-Epoche Terrestrial Time". Ich denke, das Vernünftigste wäre zu glauben, dass sie TT-Sekunden seit der TT J2000-Epoche bedeuten, aber kann es vollständig ausgeschlossen werden, dass sie tatsächlich UTC-Sekunden seit der TT J2000-Epoche bedeuten? Ich denke, am einfachsten wäre es, Planet Labs eine E-Mail zu schicken, um danach zu fragen
Für die Zukunft habe ich die Bestätigung erhalten, dass die Epoche für Zustandsvektoren von Planet Labs keine Schaltsekunden enthält
@Rafa Mit der Einführung des Konzepts der Schaltsekunden im Jahr 1972 sind UTC-Sekunden und TAI-Sekunden per Definition identisch gleich. Für alle praktischen Zwecke (außer Mikrobogensekunden-Astronomie) sind TT-Sekunden und TAI-Sekunden ebenfalls identisch gleich. Das bedeutet, dass Sie TT-Sekunden, TAI-Sekunden und UTC-Sekunden als ein und dasselbe betrachten können.
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