第26届国际计量大会（CGPM）决议- 国际单位制修订（中文版）.pdf

附件 1： 第 26 届国际计量大会决议 A 关于国际单位制 SI 的修订 B 关于时标的定义 决议 A 关于国际单位制 SI 的修订 第 26 届国际计量大会(CGPM)， 考虑到 - 对国际单位制 SI 的基本要求是统一且可在世界范围 内使用，以支撑国际贸易、高科技制造业、人类健 康与安全、环境保护、全球气候研究与基础科学的 发展； - SI 单位须长久稳定，具有内部一致性，可基于当前 最高水平的自然理论描述完成实际复现； - 为满足上述要求，2011 年第 24 届 CGPM 大会一致 表决通过的“1 号决议”中提出修订 SI，并详细表述了 一种基于 7 个定义常数来定义 SI 的新方法。这些常 数从基本物理常数和其他自然常数中选出，从中导 出 7 个基本单位的定义； - 在上述 SI 修订被采纳之前，由 2011 年第 24 届 CGPM 大会规定并经 2014 年第 25 届 CGPM 大会确 认的条件，现在已然满足， 决定自 2019 年 5 月 20 日起生效的国际单位制 SI，将是满 足以下条件的单位制： - 铯-133 原子不受干扰的基态超精细能级跃迁频率νCs 为 9 192 631 770 Hz， - 真空中光的速度 c 为 299 792 458 m/s， - 普朗克常数 h 为 6.626 070 1510-34 Js， - 基本电荷 e 为 1.602 176 63410-19 C， - 玻尔兹曼常数 k 为 1.380 64910-23 J/K， - 阿伏伽德罗常数 NA 为 6.022 140 761023 mol-1， - 频率为 5401012 Hz 的单色辐射的发光效率 Kcd 为 683 lm/W， 其中，单位赫兹、焦耳、库伦、流明、瓦特的符号为 Hz、 J、C、lm、W，它们分别与单位秒（s）、米（m）、千克 （kg）、安培（A）、开尔文（K）、摩尔（mol）、坎德 拉（cd）相关联，相互之间的关系为 Hz = s-1，J = kg m2 s，C = A s, lm = cd m2 m-2 = cd sr，W=m2 kg s-3。 2 注意到 2011 年第 24 届 CGPM 大会“1 号决议”中提出的有 关 SI 基本单位的其他结果，在下列附录中予以确认，附录 内容与决议本身同样有效。 邀请国际计量委员会（CIPM）制定新版的《国际单位制》 手册，给出修订后 SI 的完整描述。 附录 1. 废止基本单位先前的定义 自 2019 年 5 月 20 日起实行上述 SI 新定义之后， - 废止自 1967/1968 年起生效的秒的定义（第 13 届 CGPM 大会“1 号决议”） ， - 废止自 1983 年起生效的米的定义（第 17 届 CGPM 大 会“1 号决议”）， - 废止自 1889 年起生效的基于国际千克原器质量的千 克的定义（1889 年第 1 届 CGPM 大会，1901 年第 3 届 CGPM 大会） ， - 废止自 1948 年（第 9 届 CGPM 大会）起生效的基于 CIPM 提议（1946 年“2 号决议”）的安培的定义， - 废止 1967/1968 年起生效的开尔文的定义（第 13 届 CGPM 大会“4 号决议”） ， - 废止自 1971 年起生效的摩尔的定义（第 14 届 CGPM 大会“3 号决议”） ， - 废止自 1979 年起生效的坎德拉的定义（第 16 届 CGPM 大会“3 号决议”） ， - 废止应 CGPM 关于利用约瑟夫森效应和量子化霍尔 效应建立伏特和欧姆表述的要求（1987 年第 18 届 CGPM 大会“6 号决议”） ，CIPM 做出的采用约瑟夫森 常数 KJ-90 与克里青常数 RK-90 的约定数值的决定（1988 年“1 号提议”与“2 号提议”） 。 附录 2. 先前定义中曾使用的常数的状况 自 2019 年 5 月 20 日起实行上述 SI 新定义，并根据国际科 技数据委员会(CODATA) 2017 年平差结果的推荐值获得定义 常数的数值之后， - 国际千克原器的质量 m(K)在一定的相对标准不确定 度范围内等于 1 kg，该不确定度等于本决议通过时 h 推荐值的不确定度，即 1.010-8，且未来国际千克原 器的质量值将通过实验确定， - 真空导磁率 μ0 在一定的相对标准不确定度范围内等 于 4π10–7 H m–1，该不确定度等于本决议通过时精密 结构常数推荐值的不确定度，即 2.310-10，且未来 真空导磁率的数值将通过实验确定， - 水三相点的热力学温度 TTPW 在一定相对标准不确定 度范围内等于 273.16 K，该不确定度非常接近于本决 议通过时 k 推荐值的不确定度，即 3.710-7，且未来 水三相点的热力学温度值将通过实验确定， - 碳-12 的摩尔质量 M(12C)在一定相对标准不确定度范 围内等于 0.012 kg mol-1，该不确定度等于本决议通过 时 NAh 推荐值的不确定度，即 4.510-10，且未来碳-12 的摩尔质量值将通过实验确定。 附录 3. SI 基本单位 从上述基于定义常数固定数值的 SI 新定义开始，7 个基本单 位中每一个的定义都，适当地，用一个或多个定义常数推导 出。自 2019 年 5 月 20 日起，SI 基本单位采用以下定义： - 秒，符号 s，SI 的时间单位。当铯的频率Cs，即铯133 原子不受干扰的基态超精细能级跃迁频率以单位 Hz，即 s-1，表示时，将其固定数值取为 9 192 631 770 来定义秒。 - 米，符号 m，SI 的长度单位。当真空中光的速度 c 以 单位 m/s 表示时，将其固定数值取为 299 792 458 来 定义米，其中秒用Cs 定义。 - 千克，符号 kg，SI 的质量单位。当普朗克常数 h 以单 位 J s，即 kg m2 s-1，表示时，将其固定数值取为 6.626 070 1510-34 来定义千克，其中米和秒用 c 和Cs 定 义。 - 安培，符号 A，SI 的电流单位。当基本电荷 e 以单位 C，即 A s，表示时，将其固定数值取为 1.602 176 63410-19 来定义安培，其中秒用Cs 定义。 - 开尔文，符号 K，SI 的热力学温度单位。当玻尔兹曼 常数 k 以单位 J K-1，即 kg m2 s-2 K-1，表示时，将其固 定数值取为 1.380 64910-23 来定义开尔文，其中千克、 米和秒用 h，c 和Cs 定义。 - 摩尔，符号 mol，SI 的物质的量的单位。1 摩尔精确 包含 6.022 140 76 1023 个基本粒子。该数即为以单 位 mol-1 表示的阿伏伽德罗常数 NA 的固定数值，称 为阿伏伽德罗数。 一个系统的物质的量，符号 n，是该系统包含的特定 基本粒子数量的量度。基本粒子可以是原子、分子、 离子、电子，其它任意粒子或粒子的特定组合。 - 坎德拉，符号 cd，SI 沿给定方向发光强度的单位。当 频率为 5401012 Hz 的单色辐射的发光效率 Kcd 以单 位 lm W-1，即 cd sr W-1，或 cd sr kg-1 m-2 s3，表示时， 将其固定数值取为 683 来定义坎德拉，其中千克、 米、 秒分别用 h, c 和Cs 定义。 决议 B 关于时标的定义 第 26 届国际计量大会（CGPM）， 考虑到 - 1971 年第 14 届 CGPM 大会通过的“1 号决议”要求 CIPM 定义国际原子时（TAI）， - CIPM 尚未正式发布完整的自成体系的 TAI 定义， - 秒定义咨询委员会（CCDS）在其“S2 建议”（1970 年） 中提出了一个 TAI 定义，1980 年 CCDS 通过声明的 方式进一步扩展该定义， - 1975 年第 15 届 CGPM 大会注意到由 TAI 导出的协 调世界时（UTC）构成了民用时间的基础，并强烈赞 同这一应用， 认识到 - BIPM 的使命是确保和促进测量的全球可比性，包括 提供一个一贯的国际单位制， - 国际天文联合会（IAU） 、国际大地测量与地球物理联 合会（IUGG）和国际大地测量协会（IAG）负责定义 地球与空间应用的参考系， - 国际通信联盟无线电通信部（ITU-R）负责协调时间 和频率信号的传递，并提出相关建议， - 国际地球自转与参考系服务（IERS），一个 IAU 与 IUGG 共同创立的机构，负责提供用于关联地球参考 系和天文参考系的信息，包括：地球自转角随时间变 化的测量 UT1-UTC，用于时间信号发播的低精度 UT1-UTC 预报 DUT1，以及确定和宣布闰秒的插入， 注意到 - IAU 在其“A4 决议”（1991）的“建议Ⅰ和Ⅱ”中定义地心 参考系为广义相对论框架下的地球时空坐标系，并在 “建议 III”中将该参考系的时间坐标命名为“地心坐标 时”(TCG)， - IAU 在其“A4 决议”（1991）的“建议Ⅳ”中进一步定义 地球时（TT）作为地心参考系的另一个时间坐标，与 TCG 相差一个固定的速率；选定的 TT 的测量单位与 大地水准面上的 SI 秒一致， - IAU 在其“B1.9 决议”（2000）中将 TT 重新定义为与 TCG 相差一个固定速率的时标，dTT/dTCG = 1 – LG， 其中 LG=6.969290134 × 10−10，是一个定义常数（选定 的 LG 数值与 IAG 第三特别委员会于 1999 年推荐的 大地水准面上重力势的值 W0=62636856.0 m2s−2 相符）， - 2000 年对 TT 的重新定义引起了 TT 与 TAI 之间的歧 义，因为 CCDS 在 1980 年已然规定，TAI 将“使 SI 秒 在转动的大地水准面上作为时标单位来实现”，但而 TT 的定义并未提及大地水准面， 声明 - TAI 是 BIPM 基于 SI 秒的最佳复现产生的连续时标， 是对 IAU“B1.9 决议”（2000）定义的 TT 的复现。 - 从钟的本征时转换到 TAI，相对论速率偏移是根据约 定采用的地球重力势的等势值 W0 = 62636856.0 m2s−2 来计算的，这个等势值与定义 TT 速率的常数 LG 一 致， - 如 IAU“A4 号决议”（1991）所述，为确保 TT 与星历 时的连续性，精确地在 TAI 1997 年 1 月 1 日 0 时， 令地心的 TT-TAI = 32.184 s， - BIPM 基于 TAI 产生的 UTC 是唯一推荐的国际参考 时标，也是大多数国家民用时间的依据。 - UTC 与 TAI 仅相差一个整数秒，差值由 BIPM 发布， - 用户可以利用 IERS 提供的 UT1 - UTC 观测值或预报 值，从 UTC 导出地球的自转角， - 在不发生闰秒的时间段，UTC 提供一种测量时间间隔 和传递频率标准的方法， - 各实验室（用 k 标记） 向国际计量局报数以计算 UTC， 它们保存实时复现的本地“UTC(k)”即实现向 UTC 的 溯源， 决定 1. 国际原子时（TAI）是一个由 BIPM 基于 SI 秒的最佳复 现产生的连续时标。TAI 也是 IAU“B1.9 号决议” （2000） 定义的速率相同的地球时（TT）的复现。 2. 协调世界时（UTC）是 BIPM 产生的与 TAI 速率相同的 时标，与 TAI 仅相差一个整数秒。 并建议 - 所有相关单位与组织考虑这些定义，共同努力就参考 时标及其复现、传递达成共识，研究当前对 UT1-UTC 最大值的限制，以满足现在和未来用户群体的需求， - 所有相关单位与组织共同努力进一步改进 UT1-UTC 预报的准确度，完善其传递方法，满足用户未来的需 求。