17. Основные характеристики эталонных сигналов времени и частоты, национального эталона времени и частоты; области применения.
Национальный эталон времени, частоты и шкалы времени Республики Беларусь (НЭВЧ РБ) применяется для передачи размеров единиц времени и частоты и шкалы времени рабочим эталонам и рабочим средствам измерений непосредственным сличением, сличением при помощи перевозимых квантовых часов, а также сличением с использованием сигналов времени и частоты, передаваемых по радио.
Национальный эталон времени и частоты Республики Беларусь состоит из комплекса следующих средств измерений:
- водородные стандарты частоты и времени, которые предназначены для воспроизведения и хранения размера единицы времени и частоты и формирования шкалы времени; - аппаратура внутренних сличений эталона, которая обеспечивает сличения водородных стандартов частоты и времени между собой; - аппаратура внешних сличений эталона, обеспечивающая сличения размера единицы и шкалы времени эталона с единицами и шкалой Национального эталона России и эталонов зарубежных стран; - аппаратура энергообеспечения, которая обеспечивает эталон бесперебойным электропитанием и термостатированием помещения хранителей.
Эталонные сигналы времени и частоты предназначены для передачи размеров единиц времени и частоты и шкалы координированного времени от Национального эталона к образцовым и рабочим СИ с целью обеспечения единства измерений в стране.
Эталонные сигналы времени и частоты излучаются специализированными радиостанциями, работающими в диапазонах низких, средних и высоких частот. Эталонные сигналы частоты, излучаемые радиостанциями, представляют собой немодулированные электромагнитные колебания, несущая частота которых согласована с частотой, воспроизводимой Национальным эталоном.
Эталонные сигналы времени, излучаемые радиостанциями, представляют собой модулированные электромагнитные колебания, временные положения характерных точек которых согласованы со шкалой времени, воспроизводимой Национальным эталоном. Модуляция эталонных частот сигналами временной шкалы, которые должны быть кратны секунде, минуте, часам, дням и суткам, осуществляется в соответствии с ГОСТ 8.323-78 «Эталонные сигналы частоты и времени, излучаемые специализированными радиостанциями государственной службы времени. Основные характеристики» и ГОСТ 8.515-84 «Эталонные сигналы частоты и времени, излучаемые специализированными радиостанциями государственной службы времени и частоты СССР. Временной код». Специализированные радиостанции межотраслевой комиссии времени и частоты для передачи размеров единиц времени и частоты используют сигналы типа А0 (немодулированные синусоидальные колебания), а для передачи шкал времени – сигналы типа А1 (несущая, манипулируемая по амплитуде прямоугольными импульсами).
Форма огибающей переднего фронта радиосигналов времени определяется монотонно возрастающей функцией. Характерная точка огибающей совмещена с временными метками передаваемой шкалы времени. В используемых сигналах характерной точкой является начало переднего фронта радиоимпульса. Для передачи временных меток используют сигналы с частотами повторения 1 и 10 Гц. Длительность сигналов с частотой повторения 1 Гц (секундных сигналов) составляет 100 мс. Длительность сигналов с частотой повторения 10 Гц составляет 20 мс. Сигналы, приходящие на начало каждой секунды, удлинены до 40 мс, а на начало каждой минуты – до 500 мс.
Основными метрологическими характеристиками эталонных сигналов времени и частоты являются :
Погрешность
сигналов по несущей частоте
определяют как разность номинального
и действительного значений частоты
несущих гармонических колебаний на
интервале времени
,
полученных измерением сигналов на
антенне радиостанции.
Погрешность сигналов по времени определяют как отклонение временного положения характерных точек излучаемых сигналов от временного положения соответствующих им меток национальной шкалы координированного времени (UTC (BY)), полученное измерением сигналов на антенне радиостанции.
Вариация
фазы
несущих гармонических колебаний сигналов
в интервале времени 3 часа не должна
превышать значение
,
рад; соответственно вариация
временного положения
ΔT=Δφ/2πfн
не
должна превышать
с.
Погрешность сигналов временных меток по времени не должна превышать 30 мкс. Период следования временных меток, передаваемых в составе сигналов времени, должен выбираться из ряда: 0,1; 1; 10; 60; 300; 3600 и 86400 с.
Метрологические характеристики эталонных сигналов времени и частоты определяются метрологическими характеристиками Национального эталона времени, частоты и шкалы времени Республики Беларусь (НЭВЧ): - относительная погрешность частоты на суточном интервале измерений, не более 5·10-14; - суммарная за год погрешность эталона, выраженная в виде СКО результатов измерений при ежедневных сличениях с Национальным эталоном частоты РФ, не более 5·10-13; - расхождение национальной шкалы координированного времени UTC (BY), хранимой эталоном, со шкалой времени РФ UTC (SU), не более 2 мкс.
Основные отрасли народного хозяйства Республики Беларусь, которые активно взаимодействуют с межотраслевой комиссией времени и частоты (МОК ВЧ):
-гражданские и военные системы радионавигации и радиолокации;
-системы связи – в части синхронизации систем цифровой связи, увеличения скорости и качества передачи информации;
-метрология – сличение и поверка исходных эталонов и рабочих СИ;
-радиовещание и телевидение – централизованная синхронизация источников радио(теле) программ, повышение качества передач;
-оборона – синхронизация шкал времени сложных технических систем вооружения, повышение боеспособности Вооружённых Сил; - отрасли фундаментальной науки и охраны природы – метрологическое обеспечение уникальных исследований, контроль состояния окружающей среды и др.