¿Qué escala de tiempo utiliza el sistema JPL HORIZONTES?

Estoy confundido por el uso del término "UT" en la descripción de las escalas de tiempo utilizadas por el sistema JPL HORIZONS .

Su manual dice que

UT es Tiempo Universal Esto puede significar una de dos escalas de tiempo no uniformes basadas en la rotación de la Tierra. Para este programa, antes de 1962, UT significa UT1. Después de 1962, UT significa UTC o "Tiempo Universal Coordinado".

y la clave adjunta a la salida de la herramienta dice

Antes de 1962, los tiempos son UT1. Las fechas posteriores son UTC.

Tengo entendido que UTC tiene segundos bisiestos , por lo que debería haber un segundo adicional al final de un día en el que se agregó un segundo bisiesto , pero los intervalos informados por HORIZONTES carecen de estos y se parecen más a UT1:

 2012-Jun-30 23:59:58.000 2456109.499976852 
 2012-Jun-30 23:59:58.667 2456109.499984568 
 2012-Jun-30 23:59:59.333 2456109.499992284 
 2012-Jul-01 00:00:00.000 2456109.500000000
 2012-Jul-01 00:00:00.667 2456109.500007716 
 2012-Jul-01 00:00:01.333 2456109.500015432 
 2012-Jul-01 00:00:02.000 2456109.500023148

Aún más confuso, los datos informados de hecho se comportan como si los tiempos fueran UTC. Por ejemplo, el azimut informado de Plutón en Greenwich para los tiempos anteriores cambia en 0,0028° para cada uno de los intervalos excepto el tercero, donde cambia en 0,0069°, un factor de 2,5 veces el cambio en cada uno de los otros intervalos, que es exactamente lo que se esperaría ((1 + 2/3)/(2/3)) si hubiera un segundo adicional entre 2012-Jun-30 23:59:59.333 y 2012-Jul-01 00:00:00.000. Esto, a pesar del hecho de que la diferencia en JD durante ese intervalo es la misma que en cada uno de los otros intervalos, lo que significa que no se pueden esperar diferencias entre JD que abarquen segundos intercalares para alinearse con cambios en los datos.

Si las horas y los datos son UTC, ¿cómo pueden ser uniformes las diferencias entre JD? Si son UT1, ¿cómo pueden los datos "saltar" en el segundo bisiesto?


Tenga en cuenta también que el formulario para ingresar consultas describe "Delta T" como CC-UT

ingrese la descripción de la imagen aquí

lo que significa que si "UT" puede significar UTC, esto significa que después de 1962, Δ T es una función discontinua, pero tengo entendido que Δ T es que una función continua , TT-UT, donde UT no es UTC (ver nota 1 aquí ).

Buena pregunta, pero no creo que sea una solicitud de referencia .
@DavidZaslavsky: Correcto. Sin embargo, no veo una etiqueta para algo como "fuentes de datos".
Cierto... No creo que tengamos suficientes preguntas de esa naturaleza para justificar una etiqueta. (Pero aún así, ¡eso no significa que deba usar una etiqueta que no se ajuste a la pregunta! Técnicamente solo necesita una).
La diferencia entre UT1 y UTC siempre se mantiene en menos de un segundo, siendo el valor preciso -0,9 s < dUT1 < +0,9 s. Su valor está codificado en las señales de tiempo WWV. Los segundos intercalares en la escala UTC se insertan o eliminan para mantener dUT1 dentro de su rango especificado. Las efemérides del JPL utilizan una forma de tiempo dinámico que fluye suavemente y la denominan T_eph. Está relacionado matemáticamente con las escalas de tiempo dinámicas terrestres y baricéntricas, todas las cuales son de naturaleza relativista.
Todo el tema del tiempo en las efemérides del JPL es demasiado complicado para explicarlo aquí. Le sugiero encarecidamente que obtenga una copia de la nueva edición del Suplemento explicativo del almanaque astronómico, que se publicó el mes pasado. Es, junto con los memorandos internos del JPL, la documentación definitiva para las efemérides que utiliza Horizons.
@JoeH: Pero supongo que no esperan que los usuarios ingresen y lean T mi pag h . Entonces, la pregunta es a qué hora se muestran y piden a los usuarios. Responden a esa pregunta con "UT", pero se parece más a UT1, ya que no hay un segundo intercalar y fluye sin problemas. ¿Bien?
No "verás" los segundos intercalares en las efemérides porque no existen en los datos de las efemérides. Sólo existen en nuestros relojes. A menos que se indique específicamente UT1, asuma UTC.
@JoeH: Así que déjame ver si tengo este derecho. Tanto las horas como el JD de la tabla están en UTC, por lo que el tiempo real transcurrido (en cualquier escala uniforme) entre el 30 de junio de 2012 a las 23:59:59.333 UTC y el 01 de julio de 2012 a las 00:00:00.667 UTC más de el tiempo transcurrido entre el 30 de junio de 2012 a las 23:59:58.333 UTC y el 30 de junio de 2012 a las 23:59:58.667 UTC. Como resultado, si observo los datos reales correspondientes a esos tiempos, para algo que cambia a una tasa más o menos constante, encontraré que ha cambiado en el 30 de junio de 2012 23:59:59.333 a 2012-Jul- 01 00:00:00.667 intervalo en aproximadamente 2,5 veces lo que ha cambiado en todos los demás.
No sé cómo responder a eso porque nunca antes había escuchado que me lo preguntaran. Déjame pensar en ello.
@JoeH: De hecho, eso es lo que sucede con los datos (ver edición), lo que me deja más confundido, ya que significa que tomar diferencias entre JD que abarcan cualquier segundo intercalar da el tiempo transcurrido incorrecto, lo que anula el propósito de JD en el primero lugar.
@JoeH: mi mejor suposición de lo que está sucediendo aquí es que los tiempos que se muestran en la salida (e ingresados ​​como "UT") son UTC, al igual que JD, y los datos son para el UTC indicado; para que todo quede alineado. Lo que es confuso es que, aparentemente, simplemente no hay JD (UTC) para los segundos bisiestos .
Para conocer las últimas noticias de Horizons, consulte ssd.jpl.nasa.gov/api/…
Los detalles de la conversión JPL DE440 de UTC a TT y TDB se proporcionan en Ryan S. Park et al 2021 AJ 161 105 , sección 2.3. Efemérides Coordenadas Tiempo.

Respuestas (3)

Usted plantea dos cuestiones: ΔT y los plazos de HORIZONTES. Abordemos cada uno por turno.

1. ¿Qué es Delta-T?

Tiene razón en que HORIZONTES está usando un término confuso aquí.

Lo que llama el menú HORIZONTES Delta-Tes una cantidad completamente diferente al ΔT que verá definido y utilizado en muchas otras referencias sobre astronomía. Brevemente:

  • Lo que llama HORIZONTES Delta-Tmarca la diferencia divergente entre cómo se comporta el tiempo en la parte inferior del entorno (bastante) temporalmente estable del baricentro del sistema solar, y cómo se comporta el tiempo aquí en la Tierra a medida que aceleramos y disminuimos la velocidad cada año a medida que nuestra órbita toma acercarnos y luego alejarnos del Sol. Su idea CTes un reloj en el baricentro del sistema solar, sus UTmedias UTCy, en ausencia de eventos de segundos intercalares, la diferencia CT - UTCse hará cada vez más pequeña a medida que el reloj estacionario CT corre más rápido que el reloj acelerado UT estacionado en la Tierra (por relatividad) . Pero debido a que nuestra rotación se está desacelerando, los segundos bisiestos se están agregando a UTC más rápido de lo que CT puede superarlo, por lo que en el futuro previsible la diferencia CT-UTse hará gradualmente más grande.

  • La medida tradicional ΔT se define como ∆T = TT – UT1, como puede confirmar en el PDF del Observatorio Naval de los Estados Unidos vinculado a continuación. Esta cantidad no tiene nada que ver con el baricentro del sistema solar, ya que tanto TT como UT1 son escalas de tiempo de la Tierra. TT es, conceptualmente, la escala de tiempo de un reloj atómico de la Tierra que funciona para siempre sin interrupción ni segundos intercalares, entrando y desincronizándose gradualmente con los días y noches reales de la Tierra a medida que la velocidad de rotación de la Tierra cambia a lo largo de las eras geológicas. UT1 es todo lo contrario: es un tiempo de reloj solar definido por la dirección en la que la Tierra realmente apunta en un momento dado con respecto al Sol. La diferencia, por lo tanto, le dice a alguien con un reloj atómico "qué tan lejos" de su reloj atómico van a estar el día y la noche reales de la Tierra cuando miran por la ventana. La cantidad,

http://aa.usno.navy.mil/software/novas/novas_f/NOVAS_F3.1_Guide.pdf

Por lo tanto, los HORIZONTES Delta-Ty el ∆T tradicional, estrictamente hablando, ¡no tienen literalmente nada en común! Miden la diferencia entre escalas de tiempo completamente diferentes. Pero, más vagamente, tienen una semejanza: tienden a permanecer dentro de un segundo el uno del otro porque sus primeros términos, CT y TT, están definidos de tal manera que están muy juntos ahora y en el futuro previsible, y sus segundos términos , UTC y UT1, se mantienen dentro de 1 s entre sí gracias al sistema de segundos intercalares. Pero sus pequeñas diferencias día a día están ligadas a diferentes efectos astronómicos.

2. ¿Cuál es la escala de tiempo de HORIZONTES?

Al hacer tablas normales de Observer, es UTC, como usted observó cuidadosa y correctamente por el hecho de que los objetos viajan más lejos durante el minuto, la hora y el día que contiene un segundo bisiesto.

Cuando se hacen tablas vectoriales, es CT y no hay segundos bisiestos en la escala de tiempo.

Finalmente, tiene razón en que parece un poco tonto usar valores de punto flotante JD para una escala de tiempo como UTC que tiene segundos bisiestos. ¿Cómo los representaría? Inventar un dígito adicional más allá del 9 (¿tal vez a?) y hacer que aparezca después del punto decimal después de que .99999se haya excedido, pero aún no puede incrementar el número entero del día porque está en el segundo bisiesto. ¿Repetirías la fracción para el segundo :59 otra vez? ¿O simplemente colgar la fecha .99999o el .00000momento durante un segundo completo? Tiene razón: el resultado es un poco extraño, independientemente de lo que elijan hacer, y como resultado siempre expreso UTC como fechas y horas, y reservo números JD para escalas de tiempo uniformes como TAI, TT y TDB.

Acabo de enlazar a esto aquí .

Las efemérides del JPL utilizan una escala de tiempo denominada T_eph, que es la mejor aproximación posible al concepto de Newton de un tiempo universal que fluye libremente y que aparece en las ecuaciones dinámicas del movimiento. T_eph está relacionado matemáticamente con otras escalas de tiempo relativistas importantes utilizadas en cálculos astronómicos y astrométricos, y sus relaciones son bastante complicadas ya que dependen del potencial gravitacional. La mejor referencia para este tema es el nuevo Suplemento Explicativo del Almanaque Astronómico publicado por University Science Books. En la práctica, generalmente se comienza con UTC (Tiempo Universal Coordinado), que está disponible internacionalmente a través de señales horarias estándar, y expresa el UTC deseado como T_eph para extraer datos de efemérides.

Editaré esto para mayor claridad más tarde.

Creo que la respuesta aquí es simplemente que los tiempos son UTC. La pregunta sobre JD es separada y más general .

aprendi algo nuevo..

JPL usa escalas de tiempo TDB o UT (y probablemente otras). Ninguno de estos es UTC. TDB es aproximadamente 70 segundos diferente a UTC, y UT está dentro de los 0,9 segundos de UTC.

Aquí hay una solicitud de API de ejemplo, para datos de efemérides, para la ISS.

Esto devuelve el tiempo en TDB ( tiempo dinámico baricéntrico ).

No pude encontrar ninguna forma de pedirle a JPL que devuelva UTC.

Sin embargo, al incluir el indicador VEC_DELTA_T='YES', JPL generará el campo "delta-T" y, de acuerdo con la documentación , delta-T==TDB-UT compensación de tiempo en segundos.

Entonces, para convertir TDB a UT: UT = TDB - (TDB-UT)

Para convertir UT a UTC utilicé un EOP (parámetros de orientación terrestre) para extraer DUT==UT−UTC, y así: UTC = UT-(UT−UTC)

Verifiqué esto comparando la órbita de la ISS con la proporcionada por elementos de dos líneas de seguimiento espacial (TLE), usando SGP4 para convertir a TEME y luego convirtiendo TEME a GCRF usando paquetes estándar. El acuerdo estaba dentro de los 500 metros, que está dentro de la precisión de los TLE. Sin la conversión de tiempo de TDB a UT, el error es del orden de 50 km.

Tenga en cuenta que TEME no está bien definido: astronomy.stackexchange.com/q/44140/16685
Para obtener una gran cantidad de información sobre escalas de tiempo y segundos intercalares, consulte uclick.org/~sla/leapsecs , especialmente uclick.org/~sla/leapsecs/timescales.html