Предложения по реализации системы единого времени нового поколения
П. В. Белянкин1, Е. Т. Жуков2
1 АО «Обуховский завод», г. Санкт-Петербург, Россия
2 ИПА РАН, г. Санкт-Петербург, Россия
Доклад посвящён перспективным направлениям создания системы единого времени (СЕВ) нового поколения на основе средств Государственной системы единого времени и эталонных частот. Роль и место СЕВ в структуре технологического потенциала страны состоит в том, что она является технологической базой КВНО и важнейшей частью Государственной системы единого времени и эталонных частот, Государственной службы времени и частоты и системы КВНО страны.
Единое время реализуется на пространственно-разнесённых объектах с помощью технологий хранения времени и передачи времени, которая понимается как совокупность методов и средств по излучению, контролю, передаче, приёму и обработке сигналов времени и информации о времени с целью привязки и синхронизации локальных и опорных шкал времени (ШВ).
Современные требования к СЕВ состоят в дальнейшем улучшении характеристик существующих технологий и переходе на принципиально новый уровень точностных и тактико-технических характеристик, таких как оперативность, информативность, помехоустойчивость передачи времени, расширении зоны обслуживания на космос, а также создании новых и развитии существующих объектов и средств СЕВ.
СЕВ является основой для ориентации в околоземном и космическом пространстве-времени и должна обеспечить потребителей опорным време-нем в трактовке общей теории относительности с реализацией теоретически определяемых ШВ.
В качестве нового компонента СЕВ необходимо введение фундаментального сегмента для обеспечения независимой реализации небесных и земных систем отсчёта, определения параметров вращения Земли и ориентации Земли, а также развития технологий дистанционной передачи времени и частоты с прецизионной точностью.
Результаты экспериментальных исследований, проведённых в ИПА РАН, свидетельствуют о возможностях радиоинтерферометров со сверхдлинной базой на малых антеннах (13 м) сравнивать за сутки на дистанциях порядка 4000 км частоты на уровне 10-15 и ШВ на уровне 50 пс.
Подобная точность при сравнении ШВ может также быть достигнута с помощью квантово-оптических систем. Теоретически такая точность может быть достигнута с помощью приёмников ГНСС с использованием фазовых измерений и эффективных методов разрешения многозначности.
В части развития технологии передачи времени через радиостанции разработан метод повышения её помехоустойчивости и информативности для длинноволновых импульсно-фазовых радионавигационных систем, но-визна которого состоит в использовании бинарной фазовой манипуляции несущей маркеров совпадения с секундой псевдослучайной последовательностью с экстремумом корреляционной функции, совпадающим с минутной меткой времени. С помощью бинарной фазовой манипуляции пятиминутных маркеров двоичным кодом осуществляется передача информации о времени суток (номере часа в сутках и минуты в часе) и поправке Всемирного времени.
Предложены пути повышения точности передачи времени (до 50 нс) через длинноволновые импульсно-фазовые радионавигационные системы на основе калибровки времени распространения поверхностной волны с помощью метеорной синхронизации трассовой дифференциальной станции, определения и передачи потребителю поправки к скорости распространения длинноволнового сигнала.
С целью улучшения оперативности, помехоустойчивости и информативности передачи времени на сверхдлинных волнах, повышения экономичности и надёжности передатчика разработан усовершенствованный метод передачи времени через сверхдлинные волны радиостанции дальней связи. Его новизна состоит в том, что в отличие от существующего метода, использующего для передачи метки времени амплитудную манипуляцию, используется бинарная фазовая манипуляция несущей псевдослучайной последовательностью с экстремумом корреляционной функции, совпадающим с меткой времени. С помощью бинарной фазовой манипуляции выполняется передача двоичным кодом в составе позывного не передаваемой ранее информации об оцифровке ШВ (номере часа в сутках и минуты в часе) и поправке Всемирного времени.
Литература
1) Блинов И. Ю., Бандура А. С., Батура А. С. и др. Система единого времени Российской Федерации – преодоление новых вызовов. // Радионавигация и время: Труды СЗРЦ концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2022. № 10. С. 8–20.