На спутники ГЛОНАСС установят водородные часы

в 5:08, , рубрики: атомные часы, водородный стандарт частоты, глонасс, космонавтика, Стандарты связи, физика

На спутники ГЛОНАСС установят водородные часы - 1

На новые спутники «Глонасс-К2» российской глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС установят атомные часы нового типа — водородные. Такая информация приведена в Стратегии развития системы ГЛОНАСС до 2030 года.

По документам, пассивный водородный стандарт частоты обеспечивает значительно более высокую точность, чем рубидиевые и цезиевые часы, установленные на спутниках системы ГЛОНАСС сейчас. Планируется, что новые часы повысят точность определения координат с помощью системы ГЛОНАСС.

Генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП «ВНИИФТРИ» Росстандарта) Сергей Донченко рассказал, что в 2020 году система ГЛОНАСС получит также новый наземный стандарт времени, с которым будут синхронизироваться бортовые часы спутников, этот стандарт будет «в 10 раз точнее, чем текущий».

Сейчас время на спутниках синхронизируется с водородными часами, установленными во ФГУП «ВНИИФТРИ». Государственный эталон времени и частоты (ГЭВЧ) был утвержден Госстандартом в 2012 году. Сотрудники научного учреждения ссылаются на данные Международного бюро мер и весов в Париже, которое признало ГЭВЧ России самым точным в мире за последние пять месяцев (на начало 2018 года): «За последние пять месяцев мы показали самые лучшие результаты по сравнению с другими эталонами, по оценке из Франции», — сказал Сергей Донченко.

Согласно патенту, водородный стандарт частоты включает водородный генератор, кварцевый генератор и систему фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) кварцевого генератора по сигналу водородного генератора: «Для настройки частоты резонатора водородного генератора на вершину спектральной линии использован метод периодической модуляции добротности линии. Блок автоматической настройки резонатора через ключевое устройство подключен к выходу фазового детектора системы ФАПЧ. Блок автоматической настройки резонатора содержит последовательно соединенные селективный фильтр, аналого-цифровой преобразователь, цифровой синхронный детектор и цифроаналоговый преобразователь. Синхронный детектор выполнен программным. Это вместе с выделением сигнала расстройки резонатора из цепи управления частотой кварцевого генератора позволяет исключить из состава системы автоматической настройки резонатора вспомогательный водородный генератор и создать стандарт с малой относительной нестабильностью частоты».

На спутники ГЛОНАСС установят водородные часы - 2

Изобретение старое, срок патента давно истёк, а водородные стандарты частоты несложно купить на рынке по цене около 500 000 руб. Например, модель Ч1-1007 или Ч1-76А.

Водородный стандарт частоты Ч1-1007 имеет следующие метрологические характеристики:

Относительная погрешность меры частоты,
не более
при выпуске ±3×10–13
на межповерочном
интервале 1 год
±5×10–13
Коррекция (относительное изменение)
частоты выходного сигнала
минимальный шаг
диапазон
1×10−15
1×10−10
Нестабильность частоты выходного сигнала
(среднее квадратическое относительное
двухвыборочное отклонение результата измерения
частоты), при измерениях в полосе пропускания 3 Гц,
не более
1 с 5×10−13
10 с 2×10−13
100 с 7×10−14
1 ч 9×10−15
1 сут 4×10−15
Спектральная плотность мощности
случайных отклонений фазы сигнала 5 МГц,
не более

на частоте 10 Гц
−130 дБ/Гц
на частоте 100 Гц −140 дБ/Гц
на частоте 1000 Гц −150 дБ/Гц
на частоте 10000 Гц −155 дБ/Гц
Погрешность синхронизации по внешней
шкале времени, не более
±25 нс
Относительное изменение частоты при
изменении температуры (ТКЧ), не более
±1×10-14 1/°C

Какую конкретно модель водородного стандарта частоты поставят на новые спутники, пока не сообщается.

Запуск первого спутника «Глонасс-К2» планируется на 2020 год.

В настоящее время орбитальная группировка системы ГЛОНАСС включает 26 среднеорбитальных спутников (24 «Глонасса-М» и 2 «Глонасса-К»), 24 из них работают по целевому назначению. Для обеспечения глобального покрытия земного шара навигационными сигналами необходимо 24 функционирующих по целевому назначению спутника.

В материалах Роскосмоса говорится, что в 2023-2025 годах с целью повышения точности системы ГЛОНАСС планируется запустить шесть высокоорбитальных навигационных спутников «Глонасс-В», из них два аппарата — с помощью ракет-носителей «Союз-2.1б», а четыре — с использованием ракет «Ангара-А5» (в 2025 году). Первый заместитель генерального директора «Роскосмоса» Юрий Урличич сообщил, что за счёт запуска шести высокоорбитальных спутников «точность системы ГЛОНАСС повысится на четверть».

Автор: alizar

Источник


* - обязательные к заполнению поля


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js