Единицы отсчета времени, применяемые при спутниковых измерениях, можно разделить на две группы – астрономические и неастрономические.

Полный оборот Земли вокруг своей оси задает единицу времени, называемую сутками (примерно 86 400 сек) – основную астрономическую единицу времени. Обороты Земли фиксируются относительно направления на какую-либо звезду или направления на центр Солнца.

Полный оборот Земли вокруг оси относительно направления на какую-либо звезду называют звездными сутками. В качестве "индекса" (начала) отсчитывания оборотов Земли принято использовать вместо той или иной звезды точку весеннего равноденствия γ. Интервал времени от точки отсчета называется звездным временем.

Обычно время, измеренное на меридиане данного места, называется местным временем данного меридиана.

Полный оборот Земли вокруг своей оси относительно направления на центр Солнца называют истинными солнечными сутками. За их начало принимают полночь. Истинные солнечные сутки не отвечают одному из основных требований к единицам измерения времени. Они имеют разную продолжительность в течение года из-за неравномерного движения Земли вокруг Солнца и наклона ее орбиты к плоскости небесного экватора. Разница может достигать 50 сек, поэтому за основную единицу времени принимают средние солнечные сутки, которые отсчитываются относительно "среднего Солнца" – гипотетической точки, рассчитанной в предположении ее равномерного движения по орбите. "Среднее Солнце" совершает один полный оборот по небесному экватору за такое же время, как и настоящее Солнце по эклиптике, и проходит точку весеннего равноденствия одновременно с Солнцем. Интервал времени от момента нижней кульминации "среднего Солнца" на меридиане данного места называется средним солнечным временем или средним временем.

Подсчитано, что 24 ч звездного времени равны примерно 23 ч 56 мин 4,091 сек среднего времени.

Среднее солнечное время для гринвичского меридиана называется всемирным временем UT (Universal Time). Это время содержит год, месяц, число, час, минуту и секунду. Первые три величины отсчитываются по общепринятому (григорианскому) календарю, остальные – по местному среднему времени на Гринвичском меридиане. Эта система отсчета введена в 1928 г. III Генеральной ассамблеей Международного астрономического союза. Всемирное время измеряется часовым углом "среднего Солнца", увеличенным на 12 часов, относительно гринвичского меридиана.

Так как движение полюсов Земли вызывает изменение положения меридианов, то по степени учета возмущающих факторов различают следующие системы всемирного времени:

         UT0 – всемирное время, получаемое в результате текущих астрономических измерений относительно не уточненного поправками Гринвичского меридиана;

         UT1 – всемирное время Гринвичского меридиана, рассчитанное с учетом движения полюсов. Оно является основой для измерения времени в повседневной жизни;

         UT2 – отличается от UT1 сезонными поправками;

         UT1R – отличается от UT2 поправками на приливы.

Из-за неравномерности суточного вращения Земли звездные и солнечные сутки незначительно изменяются. Для точных расчетов введено равномерно текущее время – эфемеридное (предвычисленное) время ЕТ, где единица меры времени (эфемеридная секунда), рассчитывается как 1/86 400 доля средней продолжительности времени 1 января 1900 г.

Система эфемеридного времени образована из UT путем введения поправки, полученной по результатам наблюдения Луны.

Начиная с 1986 года в качестве аргумента во многих таблицах Астрономического ежегодника используется земное динамическое время TDT. Система времени TDT основана на теории движения Солнца, Луны и планет Солнечной системы. Динамическое время используется при определении эфемерид спутников.

Создание сверхстабильных атомных эталонов частоты (времени) позволило перейти к неастрономическому способу измерения времени и ввести искусственную единицу меры времени, не зависящую от особенностей вращения Земли – атомную секунду, близкую к эфемеридной. Атомная секунда принята в качестве единицы измерения времени XIII Генеральной конференцией по мерам и весам в 1967 г. Атомная секунда равна интервалу времени, в течение которого совершается 9 192 631 770 колебаний, соответствующей резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии внешних воздействий.

Атомная секунда является основой шкалы атомного времени АТ и принята в настоящее время за единицу времени в системе СИ (вместо эфемеридной секунды). Осреднение показаний различных атомных эталонов времени позволило Международному бюро времени BIH (Bureau International de l`Heure) создать шкалу международного атомного времени TAI.

Для того, чтобы система AT несущественно отличалась от системы UT1, используемой в повседневной жизни, шкала AT периодически корректируются так, чтобы разность между показаниями часов, относящихся к этим системам, не превышала 0,9 сек. Откорректированная таким образом система атомного времени называется всемирным координированным временем UTC. Сигналы UTC передаются по радиовещательным сетям. Разность TAI-UTC составляла +25 с на 1 января 1990 г. Достоинства UTC – сравнительно высокая равномерность шкалы, присущая атомному времени, привязка к естественным природным процессам (восход, заход), характерным для солнечного времени.

Поясное время ZT содержит год, месяц и число, которые отсчитываются аналогично всемирному времени UT. Часы, минуты и секунды – как местное среднее время центрального географического меридиана рассматриваемого часового пояса по формуле ZT=UTC+Δn, где Δn – номер часового пояса. Поясное время введено в большинстве стран с 1884 г., в России – с 1919 г. При этом поверхность Земли была разделена на 24 часовых пояса, центральные меридианы которых отличаются по долготе на 15° (1 час). Достоинство поясного времени – удобство использования в повседневной жизни, так как не требует уточнения времени при соответствующих перемещениях вдоль параллели.

Полное обозначение заданных моментов времени с помощью рассмотренных систем отсчета не всегда удобно и требует использования как минимум четырех чисел – год, месяц, число и часы с десятичными долями, поэтому на практике применяют систему отсчета, называемую юлианским периодом, удобство которой состоит, в частности, в том, что счет текущего времени ведется в днях (средних солнечных сутках с десятичными долями). Все дни в этом периоде пронумерованы по порядку независимо от принятой календарной системы, номера года, месяца и т. д.

Счет дней, называемых юлианскими днями JD (Julian Date), ведется от полудня 1 января 4713 г. до н. э. (начало юлианского периода) до заданного момента времени. Общая длительность юлианского периода составляет 7 980 лет. Юлианское столетие содержит 36 525 средних солнечных суток. Любой момент времени в этой системе отсчета выражается числом, в котором целая часть – число юлианских дней, прошедших до последнего среднего гринвичского полудня, а дробная часть – интервал времени в долях средних солнечных суток, прошедших от этого полудня до рассматриваемого момента времени. Например, в юлианском периоде момент московского времени 9 ч 48 мин 1 января 1985 года обозначается числом: 2 446 066, 783 333 JD.

Обновленная юлианская дата MJD (Modified Julian Date) получена вычитанием из JD 2 400 000,5 суток. В результате этого в MJD содержится меньше цифр, а счет начинается в полночь, а не в полдень.

Пересчет даты общепринятого календаря в юлианскую дату производят по справочным таблицам или расчетным формулам.

СРНС GPS и ГЛОНАСС функционируют в собственных системах времени, основанных на атомном времени. Начало отсчета временной шкалы привязывается к моменту инициализации системы.

Например, отсчет времени системы GPS (время GPS – GPST) начинается с 0 часов 6 января 1980 г. и на 19 с меньше времени TAI. Для системы GPS имеются следующие специальные единицы:

         GPS-неделя – количество недель, прошедшее с момента инициализации системы; отсчет GPS-недели начинается от полночи с субботы на воскресенье;

         GPS-день – номер дня в пределах GPS-недели, отсчитываемый от 0 до 6;

         GPS-секунда – количество секунд в пределах GPS-недели.