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* Copyright © 2013-2014 Meno Hochschild, <http://www.menodata.de/>
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* This file (TimeScale.java) is part of project Time4J.
*
* Time4J is free software: You can redistribute it and/or modify it
* under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
* by the Free Software Foundation, either version 2.1 of the License, or
* (at your option) any later version.
*
* Time4J is distributed in the hope that it will be useful,
* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
* GNU Lesser General Public License for more details.
*
* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
* along with Time4J. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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*/
package net.time4j.scale;
/**
* <p>Defines some time scales for usage both in civil life and in science. </p>
*
* <p>Any conversion is usually not bijective. That means that for example
* an UTC-timestamp can be mapped in a unique way to UT1, GPS or TAI (provided
* that there are no negative leap seconds) but in reverse not. More important:
* Conversions often happen in millisecond-precision or worse so they are
* more or less like approximation procedures. </p>
*
* @author Meno Hochschild
*/
/*[deutsch]
* <p>Definiert verschiedene Zeitskalen sowohl zur Verwendung im zivilen
* Alltag als auch in der Wissenschaft. </p>
*
* <p>Konvertierverfahren sind im allgemeinen nicht bijektiv. Das bedeutet,
* daß z.B. zwar einem UTC-Zeitpunkt meist eindeutig ein UT1-, GPS- oder
* TAI-Zeitpunkt zugeordnet werden kann (positive UTC-Schaltsekunden
* vorausgesetzt), umgekehrt aber nicht. Noch wichtiger: Konversionen
* erfolgen oft in Millisekundengenauigkeit (oder schlechter), sind
* also grundsätzlich Näherungsverfahren. </p>
*
* @author Meno Hochschild
*/
public enum TimeScale {
//~ Statische Felder/Initialisierungen --------------------------------
/**
* <p>Counts the seconds relative to UNIX-epoch 1970-01-01T00:00:00Z
* which is two years before UTC-epoch. </p>
*
* <p>Leap seconds are not counted but ignored according to POSIX-standard.
* Before the UTC-epoch 1972-01-01 the second is effectively defined as
* the 86400th part of mean solar day (UT1). After this UTC-epoch the
* POSIX-second is with the exception of leap second events equal to
* the SI-second based on atomic clocks, but in long term effectively
* similar to the UT1-second based on mean solar time. </p>
*
* <p>POSIX is more present in computer realms than UTC although there is
* no precision in calculation of SI-seconds (a bug of UNIX-specification).
* The definition of the reference timezone on zero meridian of Greenwich
* is the same as in UTC. </p>
*
* <p>During a leap second the transformation of POSIX-time to an
* UTC-timestamp is not defined. An old convention in the UNIX world
* tries to reset the clock by one second AFTER the leap second, so
* effectively mapping the leap second to the next day despite of
* its obvious written form as last second of current day (see also
* <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Unix_time">Wikipedia-page</a>).
* The <a href="http://www.opengroup.org/onlinepubs/007904975/basedefs/xbd_chap04.html#tag_04_14">current description of POSIX-time</a>
* explicitly states however that the relation between the current day
* time and the current POSIX-value is not specified and dependent on
* the implementation. Time4J maps the leap second to the current day
* as the last second. This corresponds to an UNIX-variation where a
* clock is reset at the begin of a leap second instead of at the end
* of a leap second. </p>
*/
/*[deutsch]
* <p>Zählt die Sekunden relativ zur UNIX-Epoche 1970-01-01T00:00:00Z,
* die zwei Jahre vor der UTC-Epoche liegt. </p>
*
* <p>Schaltsekunden werden nicht mitgezählt, sondern gemäß
* dem POSIX-Standard ignoriert. Vor der UTC-Epoche 1972-01-01 wird die
* Sekunde effektiv als der 86400-te Teil des mittleren Sonnentags
* interpretiert (UT1). Danach ist die POSIX-Sekunde mit der Ausnahme von
* Schaltsekunden im Kurzzeit-Bereich die SI-Sekunde auf Atomuhrzeitbasis,
* auf lange Sicht aber effektiv als UT1-Sekunde auf Basis der mittleren
* Sonnenzeit zu interpretieren. </p>
*
* <p>POSIX ist im Computer-Bereich präsenter als UTC, auch wenn von
* einer Genauigkeit in der Berechnung von SI-Sekunden nicht mehr gesprochen
* werden kann (ein Bug der UNIX-Spezifikation). Die Definition der
* Referenzzeitzone auf dem Null-Meridian von Greenwich ist wie in UTC
* gegeben. </p>
*
* <p>Während einer Schaltsekunde ist die Transformation einer
* POSIX-Zeit zu einem UTC-Zeitstempel im Prinzip undefiniert.
* Eine alte Konvention in der UNIX-Welt versucht jedoch, erst am Ende
* einer Schaltsekunde die zugehörige Uhr um eine Sekunde
* zurückzusetzen, rechnet also die Schaltsekunde selbst entgegen
* seiner offensichtlichen Schreibform zum Folgetag (so auch gelistet im
* <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Unix_time">Wikipedia-Artikel</a>).
* Die <a href="http://www.opengroup.org/onlinepubs/007904975/basedefs/xbd_chap04.html#tag_04_14">aktuelle Beschreibung der POSIX-Zeit</a>
* sagt jedoch ausdrücklich, daß die Beziehung zwischen der
* aktuellen Tageszeit und dem aktuellen POSIX-Wert unspezifiert und
* implementierungsabhängig ist. Time4J rechnet die Schaltsekunde
* immer zu dem Tag, der sie als letzte Sekunde enthält. Das
* entspricht einer UNIX-Variante, in der eine Uhr zu Beginn statt
* zum Ende einer Schaltsekunde zurückgesetzt wird. </p>
*/
POSIX,
/**
* <p>Counts the seconds relative to UTC-epoch which started at
* midnight on the calendar days 1972-01-01 (1972-01-01T00:00:00Z)
* inclusive all leap seconds. </p>
*
* <p>Time4J handles all {@code UniversalTime}-timestamps before
* the UTC-epoch as mean solar time (UT1). The second is therefore
* defined as the 86400th part of the mean solar day before 1972.
* After the UTC-epoch 1972-01-01 the second is always the
* SI-second based on atomic clocks. </p>
*
* @see UniversalTime
*/
/*[deutsch]
* <p>Zählt die Sekunden relativ zur UTC-Epoche, die zu Mitternacht
* des Datums 1972-01-01 begann (1972-01-01T00:00:00Z in der UTC-Zeitzone),
* inklusive aller Schaltsekunden. </p>
*
* <p>Time4J behandelt in allen {@code UniversalTime}-Implementierungen
* Zeitangaben vor der UTC-Epoche rückwirkend als mittlere Sonnenzeit
* UT1. Vor der UTC-Epoche 1972-01-01 wird also die Sekunde als der 86400-te
* Teil des mittleren Sonnentags definiert. Danach ist die Sekunde stets
* die SI-Sekunde auf Atomuhrzeitbasis. </p>
*
* @see UniversalTime
*/
UTC,
/**
* <p>International atomic time which is based on the SI-seconds of an
* atomic clock and presents a continuous scale relative to 1972-01-01. </p>
*
* <p>There is no second which is interpreted respective labelled as
* leapsecond. Hence this scale is decoupled from civil day and only
* usefule in a scientific context. As consequence the astronomic day has
* no meaning on this scale. </p>
*
* <p>Strictly spoken, the scale definition of TAI is a statistical
* approximation to the definition of an SI-second because the average of
* around 250 atomic clocks worldwide is used. But the deviations are
* in picoseconds or smaller which is not in the focus of this API. </p>
*
* <p>Although TAI knows historical ancestors already since 1958
* Time4J only supports TAI from UTC-epoch 1972-01-01. First to note
* the SI-second was introduced in year 1967. Second, the nowadays
* used TAI-scale had got its name on a conference in year 1971, third
* to note, the TAI-ancestors were still directly synchronized with
* UT2 hence had still got a vague astronomical reference.. At the
* calendar date 1972-01-01 the difference between TAI and UTC was
* defined as exactly 10 seconds (TAI = UTC + 10). This difference is
* fixed for all timestamps in epoch seconds because both TAI and UTC
* counts in pure SI-seconds. But note: If TAI and UTC are resolved
* to an element-oriented notation (YYYY-MM-DD HH:MM:SS) then the
* difference between TAI and UTC increases with every inserted
* leap second because of the different labelling. A TAI day does not
* know leap seconds. In the year 2013 this difference between a TAI
* day and an UTC day has increased to 35 seconds. </p>
*/
/*[deutsch]
* <p>Internationale Atomuhrzeit, die auf den SI-Sekunden einer Atomuhr
* basiert und eine monoton fortlaufende Skala relativ zu 1972-01-01
* darstellt. </p>
*
* <p>Es werden also keine Sekunden als Schaltsekunden interpretiert.
* Somit ist diese Skala vom zivilen Alltag abgekoppelt und nur im
* Wissenschaftsbetrieb von Bedeutung. Konsequent hat der astronomische
* Tag in dieser Skala keine Bedeutung. </p>
*
* <p>Streng genommen ist auch das Skalenmaß von TAI nur eine
* statistische Annäherung an die Definition einer SI-Sekunde als
* einer bestimmten Anzahl von Cäsium-Atomschwingungen, denn es wird
* über ca. 250 Atomuhren weltweit gemittelt. Jedoch liegt die
* Abweichung im Bereich von Pikosekunden, was nicht im Fokus dieses API
* liegt. </p>
*
* <p>Obwohl Vorgänger von TAI schon seit 1958 bekannt sind, erlaubt
* Time4J TAI-Angaben nur ab der UTC-Epoche 1972-01-01. Erstens wurde die
* SI-Sekunde erst ab 1967 definiert, zweitens bekam die heutige TAI-Skala
* ihren Namen auf einer Konferenz im Jahre 1971, drittens waren die
* Vorgänger von TAI noch direkt mit UT2 synchronisiert, hatten
* also noch einen etwas vagen astronomischen Bezug. Zum Datum 1972-01-01
* wurde der Versatz zwischen TAI und UTC genau auf 10 Sekunden festgelegt
* (TAI = UTC + 10). Diese Differenz gilt fest für alle Zeitangaben
* in Epochensekunden, weil sowohl TAI als auch UTC in reinen SI-Sekunden
* zählen. Aber: Werden TAI und UTC zu Zeitstempeln in einer
* feldorientierten Notation (YYYY-MM-DD HH:MM:SS) aufgelöst,
* dann ändert sich der Versatz seit 1972 laufend mit jeder
* eingefügten Schaltsekunde, weil ein TAI-Tag keine Schaltsekunden
* kennt. Im Jahr 2013 ist dieser Versatz zwischen TAI-Tag und UTC-Tag
* auf 35 Sekunden angewachsen. </p>
*/
TAI,
/**
* <p>Is used by the GPS-navigation system and counts SI-seconds relative
* to the start of GPS. </p>
*
* <p>GPS was introduced on 6th of January 1980. All earlier timestamps
* are not supported by Time4J. Between 1972 and 1980 there were 9
* leap seconds therefore following relation holds leaving aside the
* different epoch reference: GPS + delta = UTC - 9 = TAI - 19 where
* <i>delta</i> stands for the POSIX-difference between 1972-01-01 and
* 1980-01-06. </p>
*
* @see #TAI
*/
/*[deutsch]
* <p>Wird vom GPS-Navigationssystem verwendet und wird relativ zum Start
* von GPS in SI-Sekunden gezählt. </p>
*
* <p>GPS wurde am 6. Januar 1980 eingeführt. Alle Zeitangaben davor
* werden von Time4J mit einer Ausnahme quittiert. Zwischen 1972 und 1980
* gab es 9 Schaltsekunden, deshalb gilt abgesehen vom unterschiedlichen
* Epochenbezug folgende Relation: GPS + delta = UTC - 9 = TAI - 19, wo
* <i>delta</i> für die POSIX-Differenz zwischen 1972-01-01 und
* 1980-01-06 steht. </p>
*
* @see #TAI
*/
GPS;
// /**
// * <p>Die <i>Terrestrial Time</i> ist nicht an die Erdrotation gebunden
// * und ist als dynamische Zeit aus Bewegungssätzen abgeleitet
// * (theoretisches Ideal). </p>
// *
// * <p>Ab 1991 unter Berücksichtigung der Höhe einer Atomuhr
// * relativ zur Erdoberfläche (allgemeine Relativitätstheorie)
// * neu definiert. Die Vorgänger ET (Ephemeris Time) und TDT
// * (Terrestrial Dynamic Time) sind jedoch bis in den Millisekundenbereich
// * hinein nahezu gleich. Time4J verwendet als Näherung die Formel
// * TT = TDT = ET = TAI + 32,184 Sekunden. </p>
// *
// * @see #TAI
// */
// TT,
//
// /**
// * <p>Mittlere Sonnenzeit mit variabler erdrotationsgebundener Sekunde. </p>
// *
// * <p>UT1 wird häufig mit UTC verwechselt, weil Schaltsekunden selten
// * auftreten und im zivilen Alltag mit seinen meist deutlich geringeren
// * Anforderungen an die Genauigkeit kaum wahrnehmbar sind. Die Abweichung
// * von UT1 relativ zu TT (historisch eigentlich zu ET, Differenz TT - UT1)
// * wird in der Astronomie als Delta-T bezeichnet und wird laufend vom IERS
// * veröffentlicht. Time4J verwendet zum Abschätzen von Delta-T
// * polynomiale Ausdrücke, die auf den belgischen Astronomen Jean Meeus
// * zurückgehen und kann so begrenzt zwischen UT1 und den anderen
// * nicht an die Erdrotation gebundenen Zeitskalen umrechnen. </p>
// */
// UT1;
}