Zeit- und Referenzsysteme
Da die sich alle einig sein müssen, wo hinten und vorne ist, müssen sich alle einig sein welches Referenzsystem benutzt wird und wie zwischen verschiedenen Referenzsystemen umgerechnet wird. Hier gibt es die örtlichen Referenzsysteme aber auch zeitliche Referenzsysteme.
Zeitsysteme
Die internationale Atomzeit (TAI) basiert auf der SI-Sekunde und hat ein Startpunkt um 01.01.1958 00:00. Sie wird realisiert durch ein Netzwerk von etwa 250 global verteilten Atomuhren.
Die dynamische terrestrische Zeit (TDT oder TT gennant) wird vor allem für die Beobachtung der Bewegungen von astronomischen Objekten über lange Zeitskalen verwendet. Unterscheidet sich von TAI nur durch eine Konstante.
Universal Time 1 (UT1) wird abgeleitet aus der Rotation der Erde und zeigt daher einen ungleichmässigen Verlauf. UT1 ist jedoch für unser tägliches Leben von Bedeutung da es die wahre Erdrotation und damit die Tageslänge bestimmt.
Die koordinierte Weltzeit (UTC) wird ebenfalls von Atomuhren abgeleitet. Wird in Abständen von einigen Jahren jedoch immer wieder durch eine Schaltsekunde an UT1 angepasst.
Stand 01.09.2024: TAI – UTC = 37 s
GPS-Zeit ist die vom GPS-Kontrollsegment mittels Atomuhren realisierte Zeit. Wird immer wieder durch Uhrenvergleich an TAI angepasst. GPS - 19 s. Gewöhnlich in GPS-Wochen (beginn 06.01.1980) und GPS-Sekunden (seit Beginn der Woche am Sonntag 00:00 UT) angegeben. Der Unterschied zwischen GPS und UTC beträgt derzeit GPS - UTC = 18 s (Stand September 2024)
GLONASS-Zeit bezieht sich auf UTC und hat daher 1-Sekundensprünge wie UTC, was beim Einführen einer Schaltsekunde zu Problemen führen kann.
GALILEO-Zeit (GST, Galileo System Time) stimmt innerhalb von 40 ns mit TAI überein.
Frequenznormale, Uhren
Eine Frequenzstabilität von
Referenzsystem
Ein Referenzsystem oder Bezugssystem ist einer Erweiterung eines Koordinatensystems um zusätzliche Grössen wie ein Bezugsellipsoid, Werte von physikalischen Grössen, etc.
Eine Datumsdefinition gibt die Lagerung des Koordinatensystems an, z.B. im Bezug auf den Erdkörper und definiert somit wie das Koordinatensystem mit der Erde verbunden ist.
Ein Referenzrahmen oder Bezugsrahmen ist dann die Realisierung eines Bezugssystems durch eine geeignete Datumsdefinition.
International Terrestrial Reference System (ITRS)
Erste Realisierung was das ITRF88, seitdem sind 13 weitere dazu gekommen.
Berechnet aus der Kombination der vier geodätischen Raumverfahren VLBI, SLR, GNSS und DORIS.
Weitere Referenzsysteme
ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989.0): Stimmt mit dem ITRF zur Epoche 1989.0 überein. Abzug einer mittleren Plattenbewegung. Daher nur sehr kleine Eigenbewegungen der Stationen. https://www.epncb.oma.be
WGS84 (World Geodetic System 1984): GPS Referenzsystem. Folgt den Vorgaben des ITRS bezüglich Lagerung und Orientierung. Realisiert durch 12 Fundmentalstationen die rein mit GPS angemessen werden. Aktuelle Abweichung zum ITRF2008 rund 5 cm. Bezugssystem der Navigation Message (Broadcast Ephemerides).
PZ-90 (Parametry Zemli 1990): GLONASS Referenzsystem. Eigene Lagerung aber ITRF Orientierung und Massstab. Aktuelle Realisierung seit 2013 ist das PZ-90.11
GTRF (Galileo Terrestrial Reference Frame): Eigene, unabhängige Realisierung des ITRS. Differenz zum ITRF < 3cm. Gemeinsame Auswertung der 13 Galileo Referenzstationen mit 120 GPS-Stationen des IGS-Netzes. Aktuelle Realisierung GTRF09v01 entspricht dem ITRF2005.
CHTRS95 (Swiss Terrestrial Reference System 1995): Eine Realisierung des ETRS89 zur Epoche 1993.0. Verwendet das GRS80 als Bezugsellipsoid und als Projektion UTM.