在现代大地测量中，为了研究诸如地壳升降和地球板块运动等地球动力学现象，时间也和描述观测点的空间坐标一样，成为研究点位运动过程和规律的一个重要分量，从而使大地网点成为空间与时间参考系中的四维大地网点。

在GPS测量中，时间对点位的精度具有决定性的作用。首先，作为动态已知点的GPS卫星的位置是不断变化的，在星历中，除了要给出卫星的空间位置参数以外，还要给出相应的时间参数。其次，GPS测量是通过接收和处理GPS卫星发射的电磁波信号来确定星站距离进而求得测站坐标的。要精确测定星站距离，就必须精确测定信号传播时间。再者，由于地球自转的缘故，地面点在天球坐标系中的位置是不断变化的，为了根据GPS卫星位置确定地面点位置，就必须进行天球坐标系与地球坐标系的转换。为此也必须精确测定时间。所以，在建立GPS定位系统的同时，必须建立相应的时间系统。

一、世界时系统

世界时系统是以地球自转为基准的一种时间系统。然而，由于观察地球自转运动所选的空间参考点不同，世界时系统又包括恒星时、平太阳时和世界时。

1.恒星时（Sidereal Time，ST）

由春分点的周日视运动确定的时间称为恒星时。春分点连续两次经过本地子午线的时间间隔为一恒星日，含24个恒星小时。恒星时在数值上等于春分点相对于本地子午圈的时角。在岁差和章动的影响下，春分点分为真春分点和平春分点，相应的恒星时也分为真恒星时和平恒星时。此外，为了确定世界统一时间，也用到格林尼治恒星时。所以，恒星时分为以下四种：

（1）LAST——真春分点的地方时角；

（2）GAST——真春分点的格林尼治时角；

（3）LMST——平春分点的地方时角；

（4）GMST——平春分点的格林尼治时角。

2.平太阳时（Mean Solar Time，MT）

因地球绕太阳公转的轨道为一椭圆，所以太阳视运动的速度是不均匀的。以真太阳周年视运动的平均速度确定一个假想的太阳，且其在天球赤道上做周年视运动，称为平太阳。以平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一个平太阳日，含24个平太阳小时。与恒星时一样，平太阳时也具有地方性，故常称为地方平太阳时或地方平时。

3.世界时（Universal Time，UT）

以子夜零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时，如以GAMT表示平太阳相对于格林尼治子午圈的时角，则世界时UT与平太阳时之间的关系为

在地极移动的影响下，平太阳连续两次经过格林尼治子午圈的时间间隔并不均等。此外，地球自转速度也不均匀，它不仅包含有长期的减缓趋势，而且还含有一些短周期的变化和季节性变化。因此，世界时也不均匀。从1956年开始，在世界时中加入了极移改正和地球自转速度的季节性改正，改正后的世界时分别用UT1和UT2表示，未经改正的世界时用UT0表示，其关系为

式中，Δλ为极移改正；ΔTS为地球自转速度的季节性变化改正。(www.daowen.com)

世界时UT2虽经过以上两项改正，但仍含有地球自转速度逐年减缓和不规则变化的影响，所以世界时UT2仍是一个不均匀的时间系统。

二、原子时（Atomic Time，AT）

随着科技的发展，人们对时间稳定度的要求不断提高。以地球自转为基础的世界时系统已不能满足要求。为此，从20世纪50年代起，便建立了以原子能级间的跃迁特征为基础的原子时系统。

原子时秒长定义为：位于海平面上的铯　133Cs原子基态两个超精细能级间，在零磁场中跃迁辐射振荡9 192 631 770周所持续的时间，为一原子秒。原子时的起点定义为1958年1月1日零时的UT2（事后发现AT比UT2慢0.003 9 s）。国际上用约100台原子钟推算统一的原子时系统，称为国际原子时系统（IAT）。

三、协调世界时（Coordinate Universal Time，UTC）

原子时的优点是稳定度极高，缺点是与昼夜交替不一致。为了保持原子时的优点避免其缺点，从1972年起，采用了以原子时秒长为尺度，时刻上接近于世界时的一种折中时间系统，称为协调世界时。

协调世界时秒长等于原子时秒长，采用闰秒的办法使协调世界时的时刻与世界时接近。两者之差应不超过0.9 s，否则在协调世界时的时刻上减去1 s，称为闰秒。闰秒的时间定在6月30日末或12月31日末，由国际地球自转服务组织（IERS）确定并事先公布。目前几乎所有国家播发的时号，都以UTC为基准。时号播发的同步精度约为±0.2 ms。考虑到电离层折射的影响，在一个台站上接收世界各国的时号，其误差将不会超过±1 ms。

协调时与国际原子时之间的关系可由下式定义：

式中，n为调整参数，其值由IERS发布。

为使用世界时的用户得到精度较高的UTl时刻，时间服务部门在播发协调时（UTC）时号的同时，给出UTl与UTC的差值。这样用户便可容易地由UTC得到相应的UTl。

四、GPS时间系统（GPST）

为了精确导航和测量的需要，GPS建立了专用的时间系统。由GPS主控站的原子钟控制。

GPS时属原子时系统，其秒长与原子时相同。原点定义为1980年1月6日零时，与协调世界时的时刻一致。GPS时与国际原子时的关系为

GPS时与协调世界时的关系为式中，n值由国际地球自转服务组织公布。1987年n＝23，GPS时比协调世界时快4 s，即GPST＝UTC+4 s；2005年12月，n＝32；2006年1月，n＝33。所以，2006年1月GPS时与协调世界时的关系是：GPST＝UTC+14 s。