Аппаратно-программные средства временной привязки РСДБ наблюдений

Средства временной привязки (тайминга) РСДБ-наблюдений решают свою задачу с помощью местных часов, GPS/ГЛОНАСС-приемника и время-интервального счетчика, измеряющего указанный выше интервал времени следующим образом. На вход счетчика "старт", по которому запускается счет мерных импульсов, подается импульс 1pps шкалы UTC, а на вход счетчика "стоп", по которому останавливается счет мерных импульсов, - импульс 1pps dot при использовании Mark 5B. Измеряемый при этом интервал времени равен расхождению сличаемых, таким образом, шкал времени: UTC и шкалы времени наблюдения данных (DOT).

В состав средств входят:

Синхронометр, который выполняет роль местных часов в помещении регистрации РСДБ-наблюдений и формирует местную шкалу времени по сигналу опорной частоты 5 МГц, подаваемому от водородного стандарта, расположенного в подвальном помещении хранителя времени и частоты;
GPS/ГЛОНАСС приемник синхронизирующий ПС-161, который связан по интерфейсу с компьютером и управляется им с помощью информационно- управляющей программы. Приемник реализует шкалу времени UTC с точностью 100 нс;
Время-интервальный счетчик Ag.53153A фирмы Agilent, который является основным при тайминге РСДБ-наблюдений. На вход счетчика "старт", по которому запускается счет мерных импульсов, подается импульс 1pps шкалы UTC, а на вход счетчика "стоп", по которому останавливается счет мерных импульсов, - импульс 1pps dot при использовании Mark 5B. Измеряемый при этом интервал времени равен расхождению сличаемых, таким образом, шкал времени: UTC и шкалы времени наблюдения данных;
Время-интервальный счетчик Ag:53131A, который является дополнительным при тайминге РСДБ-наблюдений и предназначен для контроля положения 1pps clock местных часов относительно 1pps UTC;
распределительный усилитель РУ3-39 сигнала опорной частоты 5МГц.

GPS/ГЛОНАСС приёмник ПС161 в результате решения навигационно-временной задачи выдает на выходе импульс 1pps, удерживаемый в пределах 22.5 нс относительно одной из выбранных опорных шкал времени: UTC(USNO), UTC(SU), GPS, ГЛОНАСС. Из них рекомендуется выбор UTC(USNO) - шкалы времени Морской обсерватории США (U.S. Naval Observatory), которая является наиболее близкой к шкале UTC(BIPM) Международного бюро мер и весов в Париже, являющейся номинальной шкалой UTC. Значение разности UTC и указанных выше шкал времени публикуются каждый месяц BIPM в циркуляре Т, доступном по Интернет и электронной почте. Поскольку UTC - TGPS = -13s + C , где С поддерживается на уровне единиц нс, то возможен выбор шкалы времени GPS с учетом ее опережения UTC на 13s и возможной дополнительно прыгающей секунды, ввод которой объявляется заранее JERS - Международной службой вращения Земли. Отклонение положения выходного импульса приемника 1pps относительно выбранной опорной шкалы UTC выдается из ПС161 с дискретом 1нс в виде поправки времени Uk = UTC - UTCk, где UTCk- показание шкалы времени ПС-161. Значение поправки времени выводится на монитор компьютера в графическом виде и может быть записано в файл. Оно может быть учтено при необходимости коррекции на это значение показаний счетчиков Agilent 53131A.

Местная шкала времени синхронометра Ч7-37, находящегося в помещении РСДБ-операторов, синхронизируется выходным импульсом 1pps GPS/ГЛОНАСС приемника с погрешностью до ±100 нс. Затем по местной шкале времени синхронизируются выходные импульсы 1 pps MARK-5b.

Счетчик Agilent 53131A с разрешением 0.5 нс измеряет относительно шкалы времени приёмника ПС-161, привязанной к UTC, поправку часов форматера (UTCk -Tfm) для MARK-5b. Результат измерений Agilent 53131A передается по интерфейсной шине GPIB в управляющий компьютер (ЦКУР) в котором он записывается в log-файл для обработки данных. Второй счетчик Agilent 53131A с разрешением 0.5 нс измеряет относительно шкалы времени приёмника, привязанной к UTC, поправку местных часов (UTCk- Tcl). Результат измерений также передается по интерфейсной шине GPIB в компьютер ЦКУР , в котором он может быть записан в log-файл для мониторинга характеристик местных часов и Н-мазера.

В состав хранителя времени и частоты на основе Н-мазера входит синхронометр Ч7-37, находящийся в подвальном помещении и функционирующий круглосуточно без выключения. Привязка шкалы времени синхронометра Ч7-37 эталона независимо осуществляется по приемнику GPS/ГЛОНАСС.

Это позволяет повысить достоверность мониторинга характеристик Н-мазера и местной шкалы времени благодаря совместным измерениям расхождений шкал времени в эталонной и в операторской разными средствами относительно взаимосвязанных шкал времени UTC, GPS и ГЛОНАСС. С целью упрощения сопоставления результатов совместных измерений может быть рекомендована синхронизация шкалы времени Ч7-37 эталона импульсом 1pps с выхода шкалы времени Ч7-37 операторской. В случае отказа GPS / ГЛОНАСС - приемника и синхронометра Ч7-37 в операторской местные часы могут быть востановлены или засинхронизированы по эталонным часам (синхронометр Ч7-37 в эталонной), которые хранят шкалу времени, привязываемую к шкале ГЛОНАСС, постоянно. Это повышает надежность системы.

Показания времени местных часов (синхронометра Ч7-37 в операторской) устанавливаются вручную с помощью установочных кнопок на передней панели Ч7-37 по выносному табло показаний времени эталонных часов (синхронометра Ч7-37 в эталонной), код оцифровки секунд которых используется для управления антенной. Показания времени (синхронометра Ч7-37 в эталонной) в свою очередь устанавливаются вручную по показаниям времени, индицируемых на табло ГЛОНАСС-приемника и получаемых им в составе служебных сообщений от КА ГЛОНАСС.

Показания времени синхронометра Ч7-37 в операторской сверяются с показаниями синхронометра Ч7-37 в эталонной, показаниями выбранной опорной шкалы времени на мониторе компьютера "Time". Особое внимание следует обращать на совпадение текущих секунд на всех указанных часах. Индикация их на мониторе компьютера "Time" при отрицательной поправке будет: UTC = UTCk + Uk, например, при UTCk = 15 c, Uk = 5 нс, UTC = 14,999999995 с, что надо понимать как текущую 15-ю секунду UTC. Правильная установка и сверка показаний времени является необходимым залогом успеха в обработке РСДБ-данных.