220 likes | 455 Views
Kalibracje odbiorników GLONASS na potrzeby TAI Anna Foks. Seminarium Zakładu Geodezji Planetarnej CBK Warszawa, 3 grudnia 2004 r. Historia zegara. ~ - 3500 zegary słoneczne, gwiazdowe, wodne, piaskowe, ogniowe; ~ 724 zegary mechaniczne (Lingzan, Gerbert z Aurillac) – stabilność 1 h na dobę;
E N D
Kalibracje odbiorników GLONASSna potrzeby TAIAnna Foks Seminarium Zakładu Geodezji Planetarnej CBK Warszawa, 3 grudnia 2004 r.
Historia zegara • ~ - 3500 zegary słoneczne, gwiazdowe, wodne, piaskowe, ogniowe; • ~ 724 zegary mechaniczne (Lingzan, Gerbert z Aurillac) – stabilność 1 h na dobę; • ok.1500 zegary sprężynowe – stabilność 15 min na dobę; • 1657 zegary wahadłowe (Galileusz, Huygens) – stabilność 10 s na dobę (1 min. tygodniowo), dziś – 0,01 s na dobę; • 1675 zegary z balansem (Hooke, Huygens, Kochański) – stabilność 1 min. na dobę; • 1721 zegary wahadłowe z wychwytem kotwicowym (Hooke, Graham) – stabilność kilka sekund na tydzień; • 1928 oscylator kwarcowy (Marrison) – 0,002 s na dobę; • 1950 zegar atomowy (Lyons) – dzisiejsza stabilność 10 -14; • dziś – fontanny cezowe, masery wodorowe – stabilność 10 -16; • przyszłość – zegary optyczne, rtęciowe, wapniowe – stabilność 10 -18?
Międzynarodowy czas atomowy (TAI) SEKUNDA to czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającego przejściu między 2 poziomami (F = 4 i F = 3) struktury nadsubtelnej stanu podstawowego 2S1/2 atomu cezu 133Cs. MIĘDZYNARODOWY CZAS ATOMOWY jest ustalany przez Sekcję Czasu Międzynarodowego Biura Miar i Wag w Sèvres jako średnia ważona z pomiarów ok. 240 zegarów atomowych (głównie wzorców cezowych i maserów wodorowych) umieszczonych w ok. 50 laboratoriach w ponad 30 krajach.
Międzynarodowy czas atomowy (TAI) Procentowy wkład poszczególnych laboratoriów w TAI we wrześniu 2004 r.
TA(PL) Ośrodki tworzące TA(PL) we wrześniu 2004: • Obserwatorium Astrogeodynamiczne CBK PAN, Borowiec; • Centrum Badawczo-Rozwojowe TP SA, Warszawa; • Centralny Ośrodek Metrologii Wojskowej, Zielonka; • Główny Urząd Miar, Warszawa; • Instytut Łączności, Warszawa; • 1 Specjalistyczny Ośrodek Metrologii Sił Powietrznych, Warszawa; • Instytut Fizyki Półprzewodników, Wilno, Litwa.
Współczesne metody transferu czasuna duże odległości Dwukierunkowy satelitarny transfer czasu i częstotliwości. (TWSTFT – Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer). Metoda obserwacji synchronicznych „common-view”.
Międzynarodowy czas atomowy (TAI) Organizacja międzynarodowych porównań skal czasu na potrzeby TAI.
Dlaczego GLONASS ? • Niewystarczająca dokładność transferu czasu na potrzeby TAI za pomocą systemu GPS; • Potencjalna większa dokładność systemu GLONASS; • Dostępność kodu P GLONASS; • Kod P transmitowany na obu częstotliwościach nośnych (poprawki jonosferyczne); • Dostępność efemeryd precyzyjnych (od 1998 r.) .
Dlaczego GLONASS ? Obserwacje synchroniczne za pomocą kodu C/A GPS i GLONASS oraz kodu P GLONASS między AOS i VSL w lutym 1999 r.
Skale czasu Obecnie: Różnice między skalami czasu UTC, GLONASS, GPS i TAI.
Skąd potrzeba kalibracji? Częstotliwości nośne GPS GLONASS
Sposób kalibracji Pf – kalibracyjna poprawka częstotliwości f Dti – i-ta obserwacja common-view f0 – częstotliwość odniesienia Schemat przeprowadzania kalibracji.
Sposób kalibracji Zaletą porównywania odbiorników w jednym miejscu jest przede wszystkim eliminacja błędów: • zegara, • efemeryd satelitów, • współrzędnych anteny, • jonosfery i troposfery, • wielodrożności sygnału.
Poprawki kalibracyjne 1997 - 1999 BIPM, odb. nr 0017, L1 AOS (Borowiec), odb. nr 0030, L1 BIPM, odb. nr 0025, L1 BIPM, odb. nr 0025, L2
Poprawki kalibracyjne ‘99 ORB (Bruksela), odb. nr 0022, L1 ORB, odb. nr 0022, L2 VSL (Delft), odb. nr 0018, L2 VSL (Delft), odb. nr 0018, L1
Podróże kalibracyjne 1997 - 1999 Porównania odbiorników VSL 18 (nr ser. 0018) i BIPM A (nr ser. 0017) za pomocą systemów GPS i GLONASS w Van Swinden Laboratorium (Delft) w lutym 1999 r.
Zastosowanie poprawek kalibracyjnych Poprawki kalibracyjne odbiorników AOS i VSL18 (L1). Dobowe odchylenia standardowe porównań czasu metodą common-view między AOS i VSL z użyciem kodu C/A GPS i GLONASS oraz kodu P GLONASS z zastosowaniem poprawek kalibracyjnych.
Zastosowanie poprawek kalibracyjnych Obserwacje synchroniczne za pomocą kodu C/A GPS i GLONASS oraz kodu P GLONASS między AOS i VSL w lutym 1999 r.
Wnioski i plany na przyszłość • Zastosowanie poprawek kalibracyjnych odbiorników GLONASS pozwoli na polepszenie dokładności porównań czasu na potrzeby tworzenia TAI; • Należy powtórnie przeprowadzić „podróże kalibracyjne” w celu wyznaczenia aktualnych poprawek kalibracyjnych odbiorników GLONASS kalibrowanych w latach 1997-1999 i skalibrowania innych odbiorników; • Dalsza poprawa dokładności transferu z użyciem kodu P GLONASS wiąże się z zastosowaniem poprawek orbitalnych (efemeryd precyzyjnych) i poprawek jonosferycznych.