Хранение и передача точного времени

1.

Подготовил:Краснов Артём
1ПКС-418

2.

Slide title
Служба времени, совокупность специализированных
лабораторий научно-исследовательских институтов,
обсерваторий и других учреждений (или одна из
них), осуществляющих определение и хранение
времени и передачу информации о нём
заинтересованным потребителям
Text
Click to
add Title
Text
Задача службы точного времени состоит в
определении, хранении и распространении
точного времени. Вторая задача службы
точного
времени
решаются
научнотехническими средствами по созданию часов и
соответствующих
им по точности средств связи.
Text
Text
Назад
Далее

3.

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Маятниковые астрономические часы
В
девятнадцатом
столетии
астрономы при наблюдениях звезд и
планет применяли для отсчета
времени различные маятниковые
часы, которые имели большую
вариацию хода. В период между
наблюдениями хранимая ими шкала
времени
сильно
искажалась.
С изобретением новых маятниковых
часов Шорта точность хода часов
повысилась, а также появилась
возможность
хранить
шкалу
времени на длительном интервале
между наблюдениями. Эти часы
состоят из двух маятников (см рис).
Один из них, называется свободным.
Подробно
Назад
Далее

4.

АСТРОНОМИЧЕСКИЕ ЧАСЫ
Маятниковые астрономические часы
Весьма высокой точностью обладают
астрономические часы с двумя
маятниками (часы Шорта), из
которых один - несвободный, или
"рабский",- связан с передаточными
и указывающими механизмами, а
сам управляется другим - свободным
маятником, не связанным ни с
какими колесами и пружинами
Свободный маятник помещается в
глубоком подвале в металлическом
футляре. В этом футляре создается
пониженное
давление.
Связь
свободного маятника с несвободным
осуществляется через два небольших
электромагнита, вблизи которых он
качается.
Свободный
маятник
управляет "рабским" маятником,
заставляя его качаться в такт с собой.
Назад
Далее

5.

Кварцевые часы
Назад
Подробно
Кварцевые часы состоят
из радиотехнического
генератора,
стабилизированного
пьезокварцем, каскадов
деления частоты,
синхронного
электромотора и
циферблата со
стрелками-указателями
Далее

6.

Кварцевые часы
Кварцевые часы состоят
из радиотехнического
генератора,
стабилизированного
пьезокварцем, каскадов
деления частоты,
синхронного
электромотора и
циферблата со
стрелками-указателями
Радиотехнический генератор вырабатывает переменный ток высокой частоты, а
пьезокварц с большой точностью поддерживает постоянство частоты его колебаний. В
каскадах деления частоты производится понижение частоты переменного тока от
нескольких сотен тысяч до нескольких сотен колебаний в секунду. Синхронный
электромотор, работающий на переменном токе пониженной частоты, вращает
стрелки-указатели, замыкает реле, подающие сигналы времени, и т. д.
Скорость вращения синхронного электромотора зависит от частоты переменного тока,
которым он питается. Таким образом, в кварцевых часах скорость вращения стрелокуказателей в конечном счете определяется частотой колебаний пьезокварца. Большое
постоянство частоты колебаний кварцевой пластинки обеспечивает равномерность
хода и высокую точность показаний кварцевых астрономических часов.
Назад

7. 2

Атомные часы
FOCS 1, атомные часы в Швейцарии с
погрешностью 10−15 , то есть не более
секунды за 30 миллионов лет
Назад
А́томные часы́ (молекулярные,
квантовые часы) — прибор для
измерения времени, в котором в
качестве периодического процесса
используются собственные колебания,
связанные с процессами,
происходящими на уровне атомов или
молекул.
Подробно
Далее

8. 2

Атомные часы
2
FOCS 1, атомные часы в Швейцарии с
погрешностью 10−15 , то есть не более
секунды за 30 миллионов лет
А́томные часы́ (молекулярные,
квантовые часы) — прибор для
измерения времени, в котором в
качестве периодического процесса
используются собственные колебания,
связанные с процессами,
происходящими на уровне атомов или
молекул.
В атомных часах процесс происходит иначе.
Счетчик фиксирует микроволновый сигнал,
испускаемый электронами в атомах при
изменении уровня энергии. Когда атомы
щелочных и щелочноземельных металлов
вибрируют определенное количество раз,
прибор принимает это значение за секунду.
Показания цезиевых атомных часов лежат в
основе современного определения секунды
в международной системе единиц
измерения СИ. Она определяется как
промежуток времени, в течение которого
атом цезия-133 (133Cs) совершает 9 192 631
770 переходов.
Назад
Далее

9. Передача точного времени

10.

Получением и хранением точного
времени задача службы времени не
ограничивается. Не менее важной ее
частью является такая организация
передачи точного времени, при которой
эта точность не была бы утрачена
В старину передача сигналов времени
производилась с помощью
механических, звуковых или световых
устройств. В Петербурге ровно в
полдень стреляла пушка; можно было
также сверить свои часы по башенным
часам Института метрологии, ныне
носящего имя Д. И. Менделеева. В
морских портах в качестве сигнала
времени употреблялся падающий шар.
С кораблей, стоящих в порту, можно
было видеть, как ровно в полдень шар
срывался с вершины специальной
мачты и падал к ее подножию.
Назад
Далее

11.

Для передачи точного времени ныне
служат, главным образом,
электрические сигналы, посылаемые с
помощью телефона, телеграфа и радио.
В течение последних десятилетий
техника их передачи
совершенствовалась, а точность
соответственно возрастала.
В 1904 г. Бигурдан передал
ритмические сигналы времени с
Парижской обсерватории, которые
были приняты обсерваторией Монсури
с точностью 0,02-0,03 сек. В 1905 г.
регулярную передачу сигналов времени
начала Вашингтонская морская
обсерватория, с 1908 г. стали
передавать ритмические сигналы
времени с Эйфелевой башни, а с 1912 г.
и с Гринвичской обсерватории.
Назад
Далее

12.

Существуют разные системы передпчи
времени. Наиболее популярная в
Европе — немецкая система DCF-77, в
Японии есть своя система JJY, в США
есть система WWVB, и так далее. Далее
рассказ будет о DCF77, как о наиболее
актуальной и доступной для приема в
некоторых местах европейской части
России и соседних странах
DCF77 это длинноволновая станция,
работающая на частоте 77.5КГц, и
передающая сигналы в амплитудной
модуляции. Станция мощностью 50КВт
расположена в 25км от Франкфурта, она
начала работу еще в 1959 году, в 1973 к
точному времени была добавлена
информация о дате. Длина волны при
частоте 77КГц весьма большая, поэтому
размеры антенного поля тоже весьма
приличные
DCF77
Назад
Далее

13.

При такой антенне и подводимой мощности, зона приема охватывает
практически всю Европу, Белоруссию, Украину и часть России.
Назад
Далее

14. К

GPS и ГЛОНАСС
Как получить точное время с помощью систем навигации?
Спутники через определенные
промежутки времени посылают
радиосигнал, который попадает в
навигационный приемник. Скорость, с
которой распространяется сигнал,
известна – это скорость света. В
идеальных условиях остается узнать
время, которое прошло с момента
отправки сигнала до его получения. Как
его узнать? Тоже просто – сигнал
закодирован особым образом, и в нем
содержится информация о том, когда он
покинул спутник. Остается лишь засечь,
когда он получен приемником, и
умножить скорость на то время, которое
сигнал был в пути. Еще немного
тригонометрии и имея три измеренных
дальности, мы сможем точно узнать
координаты точки, откуда производился
замер.
Назад
Далее

15. К

GPS и ГЛОНАСС
На практике в GPS-приемниках
используются обычные кварцевые часы,
широко применяемые в разнообразной
электронной аппаратуре. Их точность
несравнима с атомными часами, но для
вычисления местоположения
используется измерение дальности до
еще одного, четвертого спутника. При
этом, даже не зная разницы между
часами спутников и приемника,
определяется диапазон координат, в
котором предположительно
располагается приемник. А поскольку он
не может находиться одновременно в
нескольких местах, приемник просто
начинает последовательно перебирать
величину поправки к своим часам, пока
не находит такую, при которой данные
четырех спутников указывают точно на
одну точку. Автоматически при этом часы
приемника синхронизируются с часами
спутников.
Назад
Далее

16. К

Как узнать точное время?
Достаточно просто набрать короткий
телефонный номер "100 " или просто
зайти на один из интернет сайтов
https://time100.ru/
http://www.correct-time.ru/structure/russia/
https://time100.ru/100.html
Назад
Далее

17. К

Зачем такая точность?
Например, при обычных наблюдениях метеоров и переменных звезд вполне достаточно знать
момент с точностью до минуты. Наблюдения же солнечных затмений, покрытий звезд Луной и
в особенности наблюдения за движением искусственных спутников Земли требуют отметки
моментов с точностью не меньшей, чем до десятой доли секунды. Точные же
астрометрические наблюдения суточного вращения небесной сферы заставляют применять
особые способы регистрации моментов времени с точностью до 0,01 и даже 0,005 секунды!
При определении местоположения
расхождение «всего» в одну сотую
долю секунды – и ошибка в
измерении дальности будет
составлять почти 3 тысячи
километров!