UTC ve Leap Second (Artık Saniye)

Giriş

Önce UTC, GPS ve atomik saat arasındaki farkı bilmek lazım. Çünkü hem GPS hem de UTC uluslararası atomik zamandan türetilmişler. Açıklaması şöyle. 

Both GPS time and UTC are derived from the atomic time TAI ...

TAI

TAI 400 tane atomik saatin ortalamasıdır. Saatlerin çoğu Cesium saatleridir. Bu saat Cesium 133 atomunun saniyede 9,192,631,770 defa salınım yapmasına dayanır. Açıklaması şöyle. TAI 1958 yılından veri var.

Synchronized on existing UT2 on January 1 1958.

TAI saatinde artık saniye yoktur.

UTC

TAI'den sonra UTC 1970 yılında ortaya çıkıyor. İlk ortaya çıktığında TAI ile olan farkı 10 saniye. Özetlersek açıklaması şöyle. 

- Redefined in 1970 to include leap seconds.
- Resynchronized on January 1st 1972 to be exactly 10 seconds behind TAI.
- 27 leap seconds have been introduced since then.
- UTC is now 37 seconds behind TAI.
- UTC = TAI - 37s at present.

Şeklen şöyle

GPS

En son olarak ta GPS 1980 yılında ortaya çıkıyor. Açıklaması şöyle. Yani GPS ve UTC 6 Ocak 1980 yılında aynı olarak şekilde başlamışlar.

GPS time and UTC were equal on January 6 1980

Özetlersek açıklaması şöyle. GPS için "internal representation reset" ne anlama geliyor bilmiyorum.

- Defined as equal to UTC at midnight on January 6th 1980 when UTC was 19 seconds behind TAI.
- 18 leap seconds were added to UTC since then.
- GPS time is now 18 seconds ahead of UTC.
- The internal representation of GPS time was reset (due to week counter finite size) on August 21 1999 and April 7 2019, and this may happen every 1024 weeks. Conversion programs have to take this into account. While the start time is changed each time, the offset with TAI is not modified.
- GPS time = TAI - 19s (always).
- GPS time = UTC + 18s at present.

GPS Tekrar Ayarlanmamıştır

Açıklaması şöyle

GPS time is never resynchronized; its offset from TAI is the number of leap seconds which existed on January 6 1980, that is 19.

Açıklaması şöyle

GPS time was set to match UTC in 1980, but has since diverged. The lack of corrections means that GPS time remains at a constant offset with International Atomic Time (TAI) (TAI – GPS = 19 seconds).

Fakat UTC sürekli tekrar ayarlanıyor. Açıklaması şöyle. Dolayısıyla TAI ve GPS arasındaki fark hep sabitken, UTC gittikçe daha da geri kalıyor.

2017'de Durum

UTC, TAI'den toplamda 37 saniye, GPS'ten 18 saniye geride.

As of 1 January 2017, when another leap second was added, TAI is exactly 37 seconds ahead of UTC. The 37 seconds results from the initial difference of 10 seconds at the start of 1972, plus 27 leap seconds in UTC since 1972.

2020'de Durum

Açıklaması şöyle. UTC - GPS farkı halen 18 saniye

The UTC–GPS offset as of 5-March-2020 is 18 seconds.

2021'de Durum

Şeklen şöyle. GPS ve TAI arasındaki 19 saniye hep sabit. UTC, TAI'den toplamda 37 saniye geride.

UTC'nin Ayarlanması Nasıldır

UTC , UTC1 isimli dünyanın dönüşünü ölçen bir başka standarda göre ara sıra tekrar ayarlanır. UTC1 dünya çapındaki bazı gözlemevlerinin yaptığı ölçümlerin ortalaması gibi düşünülebilir. Eğer UTC1 artık saniye olmasına karar verirse, UTC de tekrar ayarlanır.

Artık saniye dünyanın dönüşündeki yavaşlamadan kaynaklanıyor. 

GPS Sinyali UTC Saati de Bildirir

GPS'te 3 tane saat var. Açıklaması şöyle

There are three kinds of time available from GPS: GPS time, UTC as estimated and produced by the United States Naval Observatory, and the times from each free-running GPS satellite's atomic clock.

POSIX Günü ve UTC Farklı Şeylerdir

POSIX günü 86,400 saniye uzunluğunda tanımlanmış. Ancak gerçek hayatta günler daha uzun veya kısa da olabilir. Bu tutarsızlığı gidermek için genellikle aynı saniyenin tekrarlanması çözümü kullanılıyor. Açıklaması şöyle.

POSIX time doesn't include leap seconds, and is not implemented the same way in every UNIX, so it routinely gets inconsistent for several seconds every couple of years. It is not a high-precision time scale, and there is little point correcting it for relativistic effects which are smaller than it can represent.

Aşağıda bu konuyla ilgili bir karikatür var.

Leap Second POSIX'te Problem Sebep Olur Mu?

Why Does the Leap Second Cause Problems? başlıklı soruda ntpd servisinin artık saniye mesajı alınca bazı Linux çekirdeklerinde hataya sebep olabildiğine dair bir soru ve açıklamalar mevcut. Anladığım kadarıyla ntpd adjtimex sistem çağrısını kullanarak saati ayarlıyor.