• :
  • :
  • .
30.05.2016

ГЛАВНЫЙ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫ (ГМЦ ГСВЧ (НИО-7))

РАБОТЫ И УСЛУГИ:

Основными видами деятельности подразделения являются:

  • Выполнение функций головной организации Росстандарта по осуществлению мероприятий в области обеспечения единства измерений - «Содержание Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли».
  • Теоретические исследования и разработка стандартов частоты и средств передачи эталонных сигналов времени и частоты.
  • Метрологические исследования и аттестация вторичных и рабочих эталонов времени и частоты.
  • Испытания с целью утверждения типа средств измерений времени и частоты.
  • Поверка и калибровка средств измерений времени и частоты.
  • Разработка нормативной документации в области измерений времени и частоты (ГОСТы, методики поверки, методики измерений).
  • Метрологическая экспертиза и аттестация методик выполнения измерений времени и частоты.
  • Консультации по вопросам обеспечения единства измерений в области измерений времени и частоты.

РУКОВОДСТВО И КОНТАКТЫ:

заместитель генерального директора – начальник ГМЦ ГСВЧ Блинов Игорь Юрьевич
тел/факс:(495) 660-57-21  факс – (495) 660-17-41
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

заместитель начальника ГМЦ ГСВЧ Гончаров Александр Сергеевич
тел/факс: (495) 660-57-26  факс – (495) 660-17-41
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

заместитель начальника ГМЦ ГСВЧ по научной работе Пальчиков Виталий Геннадьевич
тел/факс: (495) 660-57-24  факс – (495) 660-17-41
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА:

Началом работ по распространению времени в России считается 1863 год, когда точное время, установленное Пулковской астрономической обсерваторией, основанное на точных астрономических определениях, начали передавать по проводам в Главную Петербургскую телеграфную контору, по часам которой проверялось время во всех телеграфных учреждениях России.

Первые передачи по радио сигналов точного времени в России состоялись в 1914 году в ходе работ по определению разности долгот Пулково – Париж.

Государственная служба времени нашей страны начала создаваться в декабре 1920 года, когда Пулковская обсерватория организовала первые передачи сигналов точного времени (один сеанс в сутки) через Петроградскую радиостанцию «Новая Голландия», с которой она была связана прямыми телеграфными линиями. Эти передачи продолжались до закрытия радиостанции в 1923 году. В этом же году вступила в строй Детскосельская радиостанция с позывными РЕТ. Она до 23 июня 1941 года регулярно передавала сигналы времени, ритмические сигналы и секундные сигналы звёздных часов.

С 1925 года Комитет службы времени при Главной Российской обсерватории в Пулково начал регулярно издавать бюллетени времени, в которых публиковались суточные значения времени в средние моменты передач ритмических сигналов советских и иностранных радиостанций, вычисленные на основании астрономических определений Службы времени в ГАО в Пулково и Службы времени ВНИИМ.

Важнейший новый этап в развитии Государственной службы времени начался в 1947 году, когда Постановлением Совета Министров СССР была утверждена Межведомственная комиссия единой службы времени при комитете по делам мер и измерительных приборов при СМ СССР. При ней в качестве её рабочего органа было организовано Центральное бюро единой службы времени (ЦНИБ). На Государственную службу времени возлагались задачи обеспечения страны не только сигналами точного времени, но и сигналами образцовых частот.

Деятельность Межведомственной комиссии и ЦНИБ способствовала развитию и централизации Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ), расширению сети передающих станций, широкому внедрению радиоэлектронной аппаратуры. Именно с этого времени начинается интенсивное развитие нашей Государственной службы времени.

В 1955 году на базе ЦНИБ был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ). С этого времени один из отделов ВНИИФТРИ (бывший ЦНИБ) был преобразован в Метрологический центр ГСВЧ (ГМЦ ГСВЧ), который с тех пор возглавляет современную Государственную службу времени и частоты Государственную службу времени и частоты (ГСВЧ)

КЛЮЧЕВЫЕ ЗАДАЧИ:

  • Обеспечение потребностей страны в узаконенной информации о точном времени, эталонных частотах и ПВЗ.
  • Проведение научно-технической и метрологической деятельности по:
    • определению, воспроизведению и хранению размеров единиц времени, частоты, национальной шкалы времени и параметров вращения Земли с целью обеспечения потребностей страны в текущих значениях этих величин;
    • обеспечению единства измерений времени, частоты и параметров вращения Земли в Российской Федерации;
    • техническому обеспечению непрерывного функционирования аппаратурных комплексов ГСВЧ с целью недопущения сбоев в определении, воспроизведении и передачах потребителям значений национального времени, эталонных частот и параметров вращения Земли;
    • координации научно-исследовательской деятельности участников ГСВЧ;
    • осуществлению международного сотрудничества и исполнение международных обязательств России (в том числе перед государствами-участниками СНГ) по обеспечению функционирования ГСВЧ;
    • развитию и совершенствованию эталонной базы.

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ:

  • осуществление научно-технической деятельности по обеспечению непрерывного функционирования и развития технических средств и систем Государственной службы времени и частоты;
  • воспроизведение и хранение размеров единиц времени – секунды, частоты – герца и национальной шкалы времени Российской Федерации на основе эталонов, используемых Государственной службой времени и частоты;
  • определение и прогнозирование абсолютных значений всемирного времени (UT1), координат полюсов Земли (X, Y) и приращения длительности суток на основе информации, полученной на пунктах наблюдения за параметрами вращения Земли;
  • непрерывное обеспечение потребностей страны в эталонных сигналах частоты и времени по радио- и телевизионным каналам, спутниковым навигационным системам, а также в информации о параметрах вращения Земли по согласованным каналам связи;
  • метрологический контроль эталонных сигналов частоты и времени, передаваемых российскими и иностранными техническими средствами и системами;
  • обеспечение потребителей справочными данными Государственной службы времени и частоты;
  • анализ и прогнозирование требований к характеристикам эталонных сигналов частоты и времени, параметров вращения Земли, передаваемых Государственной службой времени и частоты, а также к оперативности их доведения до потребителей;
  • участие в международном сотрудничестве, представление интересов страны по вопросам Государственной службы времени и частоты в международных организациях и реализация международных договоров Российской Федерации в области единства измерений времени, частоты и параметров вращения Земли;
  • организационно-методическое руководство и координация работ в области обеспечения единства измерений времени, частоты и параметров вращения Земли;
  • содержание специализированных зданий, сооружений, систем энергообеспечения, систем прецизионного кондиционирования, средств защиты от внешних возмущений, пожарной безопасности, средств связи и других средств инфраструктуры обеспечения бесперебойной работы ГСВЧ
  • проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по совершенствованию эталонной базы, технических средств определения параметров вращения Земли и системы передачи эталонных сигналов частоты и времени;
  • метрологические исследования и аттестация вторичных и рабочих эталонов времени и частоты; поверка и калибровка средств измерений; проведение испытаний с целью утверждения типа и сертификации технических средств измерений времени, частоты и параметров вращения Земли.

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ВРЕМЕНИ, ЧАСТОТЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПВЗ:

СТРУКТУРА ГСВЧ:

Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ) – постоянно функционирующая система технических средств и организаций ряда федеральных органов исполнительной власти, объединённых общей научно-технической и метрологической деятельностью по обеспечению потребностей страны в узаконенной информации о точном времени, эталонных частотах и параметрах вращения Земли. Это достигается путём согласованной работы участников ГСВЧ в области установления, поддержания и передачи потребителям национальной шкалы времени Российской Федерации, эталонных частот и параметров вращения Земли, обеспечения единства и достоверности указанных величин; метрологического контроля и мониторинга эталонных сигналов частоты и времени; согласования размеров единиц и шкал времени, частоты и параметров вращения Земли с данными МБМВ и Международной службы вращения Земли (МСВЗ).

Деятельность ГСВЧ РФ  регламентирована двумя основными законодательными актами: Постановлением Правительства РФ от 23 марта 2001 г. № 225 утверждено Положение о Государственной службе времени, частоты и определения параметров  вращения  Земли"  (с изменениями от 2 августа 2005 г., 10 марта, 2 сентября 2009 г., 8 сентября 2010 г., 31 января 2012 г.) и Федеральным законом от 03.06.2011 г №107-ФЗ «Об исчислении времени»

Общее руководство деятельностью ГСВЧ РФ осуществляет Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт).
Научное, методическое и  оперативное обеспечение работы ГСВЧ РФ осуществляет  Главный  метрологический центр (ГМЦ), функции которого возложены на структурное подразделение ФГУП «ВНИИФТРИ» - ГМЦ ГСВЧ (НИО-7).

В пределах своей компетенции деятельность Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли обеспечивают:

Министерство, федеральные органы исполнительной власти, юридические лица, объединения юридических лиц Выполняемые функции
Министерство промышленности и торговли Российской Федерации
  • Обеспечение в пределах своей компетентности деятельности ГСВЧ
Федеральное агентство по техническому регулированию  и метрологии
  • руководство ГСВЧ и обеспечение страны исходными данными о точном времени, эталонных частотах и ПВЗ;
  • хранение и совершенствование эталонной базы;
  • управление и контроль передач ЭСЧВ;
  • наблюдение, сбор данных, определение и прогнозирование ПВЗ;
  • метрологическое обеспечение, в том числе аттестация эталонов, испытания и утверждение типа средств измерений, поверка, калибровка и сертификация средств измерений (СИ);
  • Государственный метрологический контроль за ЭСЧВ;
  • научные исследования и разработки.
Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
  • обеспечение в пределах своей компетентности деятельности ГСВЧ.
Министерство связи и  массовых коммуникаций Российской Федерации
  • обеспечение в пределах своей компетентности деятельности ГСВЧ.
Федеральное агентство по печати и массовым коммуникациям:
  • обеспечение передач ЭСЧВ.
ФГУП «Российская телевизионная и радиовещательная сеть»
  • обеспечение передач ЭСЧВ через специализированную КВ и ДВ радиостанции: РВМ, РБУ, РТЗ.
ФГУП «Телевизионный технический центр «Останкино»
  • обеспечение передач ЭСЧВ в составе 6-й строки аналогового телевизионного сигнала первой программы телевидения при осуществлении ФГУП «ВНИИФТРИ» установки и обеспечения функционирования оборудования;
  • формирования сигналов синхронизации, ЭСЧВ и их ввода в аналоговый телевизионный сигнал первого канала телевидения.
Министерство образования и науки Российской Федерации
  • обеспечение в пределах своей компетентности деятельности ГСВЧ;
  • участие в определениях ПВЗ;
  • участие в метрологическом обеспечении
Федеральное агентство геодезии и картографии (ОАО «Роскартография»)
  • участие в определениях ПВЗ;
  • участие в метрологическом обеспечении.
Федеральное космическое агентство
  • участие в наблюдениях, сборе, определении и прогнозировании ПВЗ спутниковыми методами;
  • участие в метрологическом обеспечении;
  • научные исследования и разработки в области КВО.
Российская академия наук
  • участие в определениях ПВЗ;
  • развитие и применение системы РСДБ «КВАЗАР-КВО»;
  • поддержание небесной системы координат;
  • исследование и поддержание пульсарной шкалы времени;
  • участие в выполнении НИР по повышению точности квантовых стандартов частоты и средств синтеза частот оптического диапазона.

Оперативно-техническое руководство объектами Министерства обороны, входящими в ГСВЧ, осуществляет автоматизированный центр контроля и управления системой «Цель» (АЦУС «Цель»).

ЗАДАЧИ ГСВЧ:

  • осуществление научно-технической деятельности по обеспечению непрерывного функционирования и развития технических средств и систем Государственной службы времени и частоты;
  • воспроизведение и хранение размеров единиц времени – секунды, частоты – герца и национальной шкалы времени Российской Федерации на основе эталонов, используемых Государственной службой времени и частоты;
  • определение и прогнозирование абсолютных значений всемирного времени (UT1), координат полюсов Земли (X, Y) и приращения длительности суток на основе информации, полученной на пунктах наблюдения за параметрами вращения Земли;
  • непрерывное обеспечение потребностей страны в эталонных сигналах частоты и времени по радио- и телевизионным каналам, спутниковым навигационным системам, а также в информации о параметрах вращения Земли по согласованным каналам связи;
  • метрологический контроль эталонных сигналов частоты и времени, передаваемых российскими и иностранными техническими средствами и системами;
  • обеспечение потребителей справочными данными Государственной службы времени и частоты;
  • анализ и прогнозирование требований к характеристикам эталонных сигналов частоты и времени, параметров вращения Земли, передаваемых Государственной службой времени и частоты, а также к оперативности их доведения до потребителей;
  • участие в международном сотрудничестве, представление интересов страны по вопросам Государственной службы времени и частоты в международных организациях и реализация международных договоров Российской Федерации в области единства измерений времени, частоты и параметров вращения Земли;
  • организационно-методическое руководство и координация работ в области обеспечения единства измерений времени, частоты и параметров вращения Земли;
  • содержание специализированных зданий, сооружений, систем энергообеспечения, систем прецизионного кондиционирования, средств защиты от внешних возмущений, пожарной безопасности, средств связи и других средств инфраструктуры обеспечения бесперебойной работы ГСВЧ

СОСТАВ ГСВЧ:

Для осуществления своей деятельности ГСВЧ включает в себя следующие подсистемы:

  • Комплекс средств формирования национальной шкалы времени UTC (SU), в составе которого:
    • Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени UTC (SU);
    • вторичные и рабочие эталоны Росстандарта и других министерств и ведомств;
    • средства сличения шкал времени (средства сличения UTC и UTC (SU), шкалы времени центрального синхронизатора ГЛОНАСС с UTC (SU) UTC (МО)).
  • Комплекс средств передачи размеров единиц времени, частоты и шкалы координированного времени UTC(SU) от государственного первичного эталона к эталонным и рабочим средствам измерений с целью обеспечения единства измерений в стране. Для передачи эталонных сигналов ГСВЧ РФ использует разветвленную сеть средств передачи, которая включает в себя:
    • две ДВ специализированные радиостанции РБУ и РТЗ;
    • КВ специализированную радиостанцию РВМ;
    • средства передачи ЭСЧВ через СДВ и ДВ навигационные р/станции системы «Цель»;
    • глобальную навигационную спутниковую систему ГЛОНАСС;
    • средства передачи ЭСЧВ совместно с сигналами телевидения;
    • средства передачи точного времени через глобальную сеть Интернет.
    Эталонные сигналы частоты и времени, излучаемые радио- и телевизионными станциями, а также спутниками ГЛОНАСС контролируются пунктами метрологического контроля ГСВЧ. Результаты метрологического контроля публикуются в бюллетенях ГСВЧ (серии Д, Ж и З).
    Подробная информация о характеристиках и программах передач ЭСЧВ содержится в Бюллетене В, периодически выпускаемом ГСВЧ РФ.
  • Комплекс средств определения и прогнозирования ПВЗ, в составе которого:
    • средства измерений, обеспечивающие получение первичной измерительной информации на объектах Росстандарта, Роскосмоса, РАН, с помощью аппаратных комплексов космической навигационной системы "ГЛОНАСС", космического геодезического комплекса ГЕО-ИК, лазерной локации спутников;
    • центры корреляционной обработки;
    • аппаратно-программные средства передачи данных;
    • центры обработки и анализа данных Росстандарта (обеспечивающие формирование официальных данных о ПВЗ), РАН.

БЮЛЛЕТЕНИ ГСВЧ:

ПЕРЕЧЕНЬ БЮЛЛЕТЕНЕЙ
Государственной службы времени и частоты
(рассылается по запросам).

Серия А. ВСЕМИРНОЕ ВРЕМЯ И КООРДИНАТЫ ПОЛЮСА.
Публикуются предварительные значения разностей UT1(SU) - UTC(SU) и координаты ОС1.
Издается еженедельно.
Серия Б. СРАВНЕНИЕ ЭТАЛОНОВ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫ.
Публикуются данные сравнения эталонов различных организаций с Государственным эталоном времени и частоты.
Издается ежемесячно.
Серия В. ЭТАЛОННЫЕ СИГНАЛЫ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ.
Публикуются характеристики (позывные, частоты, местоположение) и программы передач через радиостанции, телевидение и сеть звукового вещания.
Издается один раз в 2 года.
Серия Г. ИЗВЕЩЕНИЯ.
Публикуются сведения об изменениях в работе ГСВЧ, отдельные изменения Международного бюро времени, некоторых зарубежных служб времени и другая необходимая потребителям информация.
Издается по мере надобности.
Серия Д. РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЭТАЛОННЫХ СИГНАЛОВ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ.
Публикуются данные об уклонениях сигналов времени отечественных радиостанций от UTC(SU) и передаваемых ими частот от номинальных значений.
Издается один раз в месяц.
Серия Е. ВСЕМИРНОЕ ВРЕМЯ.
Публикуются окончательные данные о всемирном времени в моменты передач радиосигналов, координаты полюса и результаты астрономических определений времени.
Издается один раз в три месяца.
Серия Ж. ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗЫ.
Публикуются усредненные результаты фазовых измерений сигналов радиостанций, передающих высокостабильные частоты.
Издается ежемесячно.
Серия З. ВРЕМЯ ВЫХОДА СИГНАЛОВ С АНТЕНН РАДИОСТАНЦИЙ.
Публикуются усредненные данные моментов выхода сигналов с антенн радио и телевизионных станций, включая и зарубежные.
Издается ежемесячно.
Перечисленные бюллетени (с указанием количества экземпляров и адреса получателя) можно получить по адресу: 141570, Московская обл., Солнечногорский р-н, гор. пос. Менделеево, ФГУП «ВНИИФТРИ», ГЛК.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОСТИЖЕНИЯ:

В период 2007-2011 гг. в рамках выполнения ФЦП “Глобальная навигационная система” были разработаны:

  • опытные образцы метрологического цезиевого репера (МРЦ) частоты "Фонтан", использующего технологии лазерного охлаждения атомов с неисключённой систематической погрешностью воспроизведения размера единиц времени и частоты не более 5х10-16;
  • опытный образец специализированного аппаратно-программного комплекса группового эталона Государственной службы времени и частоты (ГЭ ГСВЧ). По результатам приёмочных испытаний для ГЭ ГСВЧ было получено среднее квадратическое относительное случайное двухвыборочное отклонение частоты группового эталона  на интервале 10÷30 суток не более (8÷10)х10-16;
  • опытный образец аппаратно-программного комплекса формирования физической шкалы времени, приближенной с заданной точностью к национальной шкале координированного времени UTC(SU), и передачи её в наземный комплекс управления ГЛОНАСС в реальном масштабе времени (АПК ФШВ UTC(SU)). Среднее квадратическое отклонение результатов сличений шкал времени не превышает 2 нс;
  • опытный образец модернизированных аппаратно-программных средств Центра сводной обработки и определения ПВЗ ГМЦ ГСВЧ (ЦСОО ПВЗ ГМЦ ГСВЧ);
  • опытные образцы модернизированных рабочих эталонов пунктов передачи ЭСЧВ, а также  автоматизированной аппаратуры формирования, контроля и управления специализированных радиостанций РБУ и РВМ (АФКУ РС), системой передач телевизионных ЭСЧВ (АФКУ ТВ);
  • опытный образец комплекса аппаратно-программных средств (КАС СС), обеспечивающих передачу шкалы времени UTC(SU) и единиц времени и частоты от ГЭВЧ к средствам измерения и хранения единиц времени, частоты и шкалы времени системы синхронизации космического комплекса ГЛОНАСС;
  • макеты оптического стандарта частоты на холодных атомах, экспериментальной установки передачи ЭСЧВ по оптоволокну, измерений интервалов времени и длины на основе фемтосекундных технологий.

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ ПЕРВИЧНЫЕ ЭТАЛОНЫ:

Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2012.

Государственный первичный эталон предназначен для воспроизведения и хранения единиц времени, частоты и национальной шкалы времени и их передачи национальным, государственным вторичным и рабочим эталонам и рабочим средствам измерений в соответствии с государственной поверочной схемой для средств измерений времени и частоты (ГОСТ 8.129-99)

Государственный первичный эталон состоит из основных и вспомогательных технических средств.

Основные технические средства ГЭВЧ:

  • комплекс воспроизведения единиц времени и частоты;
  • комплекс хранения единиц времени и частоты;
  • комплекс внутренних сличений;
  • комплекс внешних сличений;
  • комплекс формирования рабочих шкал времени;

Вспомогательные технические средства ГЭВЧ:

  • комплекс информационно-вычислительных средств ГЭВЧ;
  • комплекс средств технического обеспечения ГЭВЧ.

Диапазон значений интервалов времени воспроизводимых эталоном, составляет 1,0x10-9÷ 1,0x108 с, диапазон значений частоты 1,0 ÷ 5,0x1014 Гц.

Государственный первичный эталон обеспечивает воспроизведение единицы времени (и частоты) с неисключённой систематической погрешностью Ө0 , не превышающей 5,0х10-16.Относительная нестабильность единиц времени и частоты при интервалах времени измерения  10 ÷ 30 суток и интервале времени наблюдений 1 год не превышает 1,0х10-15. Пределы допускаемого смещения национальной  шкалы координированного времени UTC(SU) относительно Международной шкалы координированного времени UTC ±10 нс.

Государственный первичный эталон применяют для передачи единиц времени, частоты и шкалы времени национальным, государственным вторичным, государственным 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 каналам связи и космическими навигационными системами.

ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ:

В рамках реализации Федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» (критическая технология - Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения) предусмотрены следующие работы:

  • модернизация комплексов хранения национальной шкалы времени UTC(SU) на основе водородных хранителей;
  • создание реперов частоты на основе использования технологии получения холодных атомов для достижения погрешности воспроизведения единицы частоты не хуже 1х10-16;
  • создание хранителей единиц времени и частоты на основе фонтана атомов рубидия с нестабильностью не хуже (1÷2)×10-16;
  • разработка высокоточных средств сличений национальной шкалы времени UTC(SU) со шкалой времени системы ГЛОНАСС и шкалами других лабораторий времени с целью достижения погрешности сличения не более ±1,5 нс;
  • разработка перевозимых квантовых часов нового поколения, обеспечивающие погрешность хранения шкалы времени не более ±1 нс;
  • создание макета фемтосекундных оптических часов (ФОЧ) на основе холодных атомов и ионов с нестабильностью по частоте 10-16÷10-17 за сутки;
  • создание комплекса средств передачи эталонных сигналов частоты для согласования национальной шкалы времени UTC (SU), передаваемой ГНС ГЛОНАСС, с международной шкалой времени UTC;
  • участие в модернизации радиоинтерферометрического комплекса со сверхдлинной базой (РСДБ-комплекса) КВАЗАР-КВО на основе использования антенн малого диаметра для обеспечения требований по ежедневному оперативному (3-4 раза в сутки) определению всемирного времени с погрешностью 20 мкс;
  • создание аппаратно-программного комплекса уточнения Государственной геоцентрической системы координат;
  • создание средств поддержания и расчёта эфемерид Луны и планет;
  • создание системы лазерной дальнометрии искусственных спутников Земли с субмиллиметровой аппаратной погрешностью измерений.

ЗАПАТЕНТОВАННЫЕ РЕШЕНИЯ:

Патент на изобретение № 2445663.

«Фазочувствительный способ частотной стабилизации лазерного излучения и акустооптический модулятор для осуществления фазовой модуляции лазерного излучения»

Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 20 марта 2012 г.

Описание:

Представлен фазочувствительный способ частотной стабилизации излучения лазера с применением метода частотно-модуляционной оптической гетеродинной спектроскопии с использованием нового устройства - акустооптического модулятора (АОМ), функционирующего исключительно в режиме дифракции Рамана-Ната, в качестве внешнего фазового модулятора. Способ может быть использован для получения сигналов ошибки с нулевым фоновым уровнем в сверхбыстрых, широкополосных электронных цепях отрицательной обратной связи при частотной автоподстройке лазеров к оптическим резонансам, включая резонансы высокодобротных резонаторов Фабри-Перо с величинами резкости до нескольких десятков тысяч и шириной резонанса в несколько десятков герц.
Результатом, получаемым от внедрения изобретения, является осуществление широкополосной частотной автоподстройки лазерного излучения к оптическим резонансам с помощью метода частотно-модуляционной (ЧМ) оптической гетеродинной спектроскопии с использованием акустооптического модулятора (АОМ), функционирующего исключительно в режиме дифракции Рамана-Ната, в качестве внешнего фазового модулятора для получения сигнала ошибки с нулевым фоновым уровнем и варьируемым наклоном его линейного центрального участка в широком, до нескольких десятков мегагерц, диапазоне частот модуляции. Причем, практически важно, что сигналы ошибки, соответствующие поглощению или дисперсии среды, могут быть получены непосредственно при правильном выборе соотношения фаз входных сигналов смесителя, если частота модуляции АОМ достаточно велика или ширина резонанса достаточно мала, чтобы исследуемый оптический резонанс опрашивался только единственной изолированной боковой составляющей.

Результатом изобретения является создание устройства - акустооптического модулятора, функционирующего исключительно в режиме дифракции Рамана - Ната. В этом режиме, вследствие фазовой модуляции, спектр излучения на его выходе есть частотно-модулированный спектр в чистом виде. В режиме слабого возбуждения выходное излучение такого АОМ состоит из трех лучей, соответствующих нулевому и находящимся в противофазе ±1-ым дифракционным порядкам, что является необходимым и достаточным условием для проведения частотно-модуляционной гетеродинной спектроскопии.

Устройство компактно и просто в  конструкции, отсутствие электронных согласующих цепей и малое энергопотребление (благодаря режиму слабого возбуждения АОМ) отличает его от существующих АОМ, разрабатываемых, прежде всего, для функционирования в режиме Брэгговского отклонения. Компактность устройства объемом, не превышающим 0,125 кубических сантиметра (5мм x 5мм x 5мм),  достигается, главным образом, за счет значительного укорачивания длины акустооптического взаимодействия L, что благоприятствует достижению чистого режима дифракции Рамана-Ната.
Предлагаемый акустооптический модулятор, функционирующий исключительно в режиме дифракции Рамана-Ната и имеющий, как внешний фазовый модулятор в частотно-модуляционной спектроскопии, такие преимущества перед электрооптическим модулятором как компактность, низкое энергопотребление, широкий диапазон частот модуляции, отсутствие контроля поляризации входного и выходного излучения,  в таком качестве и в таком конструктивном исполнении никогда и никем до этого не применялся и не производился.

Характеристики:

Specifications on AOM-RN
Технические характеристики АОМ-РН

AOM-RN is acousto-optic modulator operating purely in Raman-Nath diffraction regime
АОМ-РН есть акустооптический модулятор, работающий в чистом режиме дифракции Рамана-Ната

Operating wavelength: visible, near infrared (specified by purchaser)
Рабочая длина волны: видимый, ближний инфракрасный диапазон (уточняется покупателем)

Active aperture: 1 – 1.5 mm (specified by purchaser)
Входная апертура: 1 – 1.5 мм (уточняется покупателем)

Centre Frequency (fc): 20 ÷ 40 MHz (specified by purchaser)
Центральная рабочая частота (fc): 20 ÷ 40 МГц (уточняется покупателем)

RF Bandwidth (Δf): 10 ÷ 20 MHz (specified by purchaser)
Полоса модуляции (Δf): 10 ÷ 20 МГц (уточняется покупателем)

Input Impedance: 50 Ω
Входное сопротивление: 50 Ом

Diffraction angle θN: sin θN  = ± N (λ/Λ), where λ and Λ  are the light and acoustic wavelengths respectively, N – diffraction order. For instance, θ1 is about 0.50 at λ=850 nm, f =40 MHz.
Угол дифракции θN: sin θN  = ± N (λ/Λ), где λ и Λ соответственно световая и акустическая длины волн, N – порядок дифракции. Например, θ1 равен 0.50 при λ=850 нм, f =40 МГц.

Number of diffraction orders: 1, 2 or more (specified by purchaser)
Число дифракционных порядков: 1, 2 или больше (уточняется покупателем)

Diffraction Efficiency: %@ fc depends on how many orders are specified
Эффективность дифракции: %@ fc зависит от числа порядков дифракции

Material: TeO2
Материал монокристалла: TeO2

Acousto-optic interaction length: L=2 mm
Длина акустооптического взаимодействия: L=2 мм

Application: optical phase modulator. A few percent of total optical power diffracted into the beams of the first diffraction order (other orders vanished) is sufficient to conduct FM

Применение: оптический фазовый модулятор.

Нескольких процентов полной оптической мощности, дифрагированных в световые лучи первого порядка дифракции, достаточно для проведения гетеродинной частотно-модуляционной спектроскопии резонансов насыщенного поглощения, резонансов когерентного пленения населенности, резонансов оптических резонаторов.

Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной спектроскопии, акустооптике и может быть использовано для широкополосной частотной стабилизации лазеров и сужения спектра их излучения.

Geometry of interaction of the light with the acoustic wave – Геометрия взаимодействия света с акустической волной;
Incident Laser  Beam – Входной лазерный луч;
Diffracted  Beams – Дифрагированные лучи;
Acoustic  Wave – Акустическая волна.
Photographs of the “ISOMET” 1205-C2 AOM and couple of the AOM – RN – Фотографии АОМ модели 1205-С2 фирмы “ISOMET” и пары АОМ-РН.

Литература:

В.Н. Барышев, «Стабилизация частоты лазерного излучения методом Паунда-Древера-Холла с использованием акустооптического фазового модулятора, работающего в чистом режиме Рамана-Ната», Квантовая Электроника 42, (4), 315-318 (2012).

ПУБЛИКАЦИИ:

  • M. Kaufman, S. Pasynok, Russian state time and Earth rotation service:    observation, EOP series, prediction, Artificial Satellites,    Vol. 45, No. 2, 2010, pp. 81-86.
  • M. Kalarus, H. Schuh, W. Kosek, O. Akyilmaz, Ch. Bizouard, D. Gambis,    R. Gross, B. Jovanovic, S. Kumakshev, H. Kutterer, P. J. Mendes Cerveira,     S. Pasynok, L. Zotov, Achievements of the Earth orientation parameters    prediction comparison campaign, J Geod (2010) 84:587–596, DOI 10.1007/s00190-010-0387-1.
  • Н.А. Чуйкова, В.Е. Жаров, С.Л. Пасынок, Т.Г. Максимова, С.А. Казарян, Кинематика и динамика оболочек Земли, Монография "Гравиметрия и геодезия", под редакцией   Б.В.Бровара, посвященная 90-летию со дня рождения В.В. Бровара и 100-летию со дня рождения М.С. Молоденского,- М.: Научный мир, 2010, стр. 410-444
  • Жаров В.Е., Пасынок С.Л., Оценка точности определения параметров вращения Земли с помощью РСДБ сети быстроповорачивающихся антенн малого диаметра, Тезисы Всероссийской    астрономической конференции (ВАК-2010) "От эпохи Галилея до наших дней", 13-18 сентября 2010,
  • Пасынок С.Л., Выделение основных гармоник расхождений теории нутации МАС2000 и    наблюдений с помощью двумерного корреляционного анализа, Тезисы Всероссийской астрономической   конференции (ВАК-2010) "От эпохи Галилея до наших дней", 13-18 сентября 2010.
  • Пасынок С.Л., О влиянии землетрясений на продолжительность суток, Тезисы    Всероссийской астрономической конференции (ВАК-2010) "От эпохи Галилея до    наших дней", 13-18 сентября 2010.
  • S. Pasynok, M. Kaufman, The model of the disagreements between IAU2000 nutation theory     and observations, Abtracts book of  a Joint GGOS/IAU Science Workshop, “Observing and     Understanding Earth Rotation”, Shanghai , China, October 25-28, 2010, P.28.
  • M. Kaufman, S. Pasynok, Investigation of time shift between ERP and some geophysical  processes, Abtracts book of a Joint GGOS/IAU Science Workshop, “Observing and  Understanding Earth Rotation”, Shanghai, China, October 25-28, 2010, P.40.
  • П.А. Красовский, В.П.Костромин, И.С.Сильвестров, Развитие системы обеспечения единства измерений в ГЛОНАСС, Аэрокосмический вестник, т.68, вып.2, 2010, с. 44-46.
  • В.Н. Барышев, Компактный акустооптический модулятор в чистом режиме Рамана-Ната как фазовый модулятор в технике оптической гетеродинной спектроскопии, Тезисы докладов XXIV съезда по спектроскопии, Москва, г. Троицк, 28 февраля-5 марта 2010 г., т.2, стр.296-297
  • В.Н. Барышев, В.М.Епихин, Компактный акустооптический модулятор в чистом режиме Рамана-Ната как фазовый модулятор в ЧМ спектроскопии, Квантовая электроника, т.40, № 5, 2010, стр.431-436.
  • V.N. Barychev, FM Spectroscopy of Non-Linear Magneto-Optical Resonances, Book of the abstracts of  24th European Frequency and Time Forum (Noordwijk, The Netherlands, 13-16 April 2010), p.85.
  • V.N. Barychev, FM Spectroscopy of Non-Linear Magneto-Optical Resonances, Book of the proceedings  24th European Frequency and Time Forum (Noordwijk, The Netherlands, 13-16 April 2010), p.124-129.
  • N.B. Koshelyaevsky, S. A. Pentin, S. Master Clock for Real Time Realization UTC(SU) Paper Clock, Book of the abstracts of  24th European Frequency and Time Forum (Noordwijk, The Netherlands, 13-16 April 2010), p.85.
  • Yu. Domnin, V. Baryshev, A. Boyko, G. Elkin, L. Kopylov, P. Krasovskiy, A. Novoselov , Cs Fountain VNIIFTRI, P. Book of the abstracts of  24th European Frequency and Time Forum (Noordwijk, The Netherlands, 13-16 April 2010), p.56.
  • N.B. Koshelyaevsky, V. P. Kostromin, O.I.Sokolova, E.G.Zagirova, Activities at the State Time and Frequency Standard of Russia, Book of the abstracts of  42nd Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Systems and Applications Meeting (Reston, Virginia, USA, November 15-18, 2010), p.18.
  • Е.Ю. Ильинова, В.Д.Овсянников, Н.В.Першин, В.Г.Пальчиков, спектроскопия атомов в оптических решетках, Тезисы докладов XXIV съезда по спектроскопии, Москва, г. Троицк, 28 февраля-5 марта 2010 г., т.1, стр.175-176.
  • V.D.Ovsiannikov, V.G.Pal’chikov, A.V.Taichenachev, V.A.Yudin, N.A.Dugin, H.Katori, M.Takamoto, New Prospects for Optical Lattice clocks based on Ultracold Alkaline-Earth-Like atoms, book of the abstracts on 22nd International Conference on Atomic Physics (Cairns, Australia, 25-30 July 2010), p. 264.
  • V. Palchikov, S. Marmo, V. Ovsiannikov, A. Taichenachev, V. Yudin, H. Katori, M. Takamoto, New Nonlinear and Multipole Effects on Optical Lattice Clock, Book of the abstracts of  24th European Frequency and Time Forum (Noordwijk, The Netherlands, 13-16 April 2010), p.19.
  • V. Palchikov,  V. Ovsiannikov, S. Slusarev, A. Kostin, Interactions blackbody radiation with alkaline-earth atoms: applications to optical frequency standards on Sr atoms Book of the abstracts of  24th European Frequency and Time Forum (Noordwijk, The Netherlands, 13-16 April 2010), p.201.
  • V. Baryshev, V. Epikhin, S. Sliusarev “Use of AOM-RN as a Phase Modulator in FM Sideband Heterodyne Technique in the Atomic Frequency Standards”. In Proceedings of 2011 Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium & European Frequency and Time Forum, San-Francisco, California, USA, pp. 709-712 (2011)
  • Sliusarev S., Kostin A., Baryshev V., Khabarova K., Pal’chikov V.“Design Considerations for a 87Sr Optical Clock at VNIIFTRI”. In Proceedings of 2011 Joint Conference of the IEEE International Frequency Control Symposium & European Frequency and Time Forum, San-Francisco, California, USA, pp. 736-738 (2011)
  • M.B. Kaufman, S.L. Pasynok, Rapid EOP calculations using VieVS software, Book of Abstracts, Journees 2011 "Earth rotation, reference systems and celestial mechanics: Synergies of geodesy and astronomy", 19-21 September 2011,BEV Vienna, Austria, p. 15-16.
  • M.B. Kaufman, S.L. Pasynok,Tropospheric delays from GPS and VLBI data, Book of Abstracts, Journees 2011 "Earth rotation, reference systems and celestial mechanics: Synergies of geodesy and astronomy", 19-21 September 2011,BEV Vienna, Austria, p. 32
  • Е. В. Грызлова, А. И. Магунов, С. И. Страхова. Влияние лазерно-индуцированного резонанса на сечение надпорогового рассеяния фотонов атомом, Оптика и спектроскопия, 2011, т. 110, № 2, 179–185
  • A.I. Magunov. Three-photon ionization and harmonic generation with laser-induced continuum structure. Abstracts of Int. Seminar and Workshop “Quantum Physics with Non-Hermitian Operators”, June 15 - 25, 2011, Dresden (URL: http://www.mpipks-dresden.mpg.de/~phhqpx11/)
  • М.Б. Кауфман, С.Л.Пасынок. Оперативные вычисления ПВЗ по данным РСДБ с помощью программы VieVS. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.127
  • С.Н. Слюсарев, А.Н. Костин, В.Н. Барышев, К.Л. Хабарова, С.Н. Стрелкин, В.Г. Пальчиков. Разработка макета оптического стандарта частоты на холодных атомах стронция-87. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.87
  • О.В. Денисенко, И.С. Сильвестров, В.Н. Федотов. Комплекс средств метрологического обеспечения ГЛОНАСС. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011), Санкт-Петербург, с.48
  • С.Л. Пасынок, М.Б. Кауфман. Определение оперативных значений ПВЗ в ГМЦ ГСВЧ в 2010 г. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.34
  • Ю.Ф. Смирнов, И.Б. Норец, А.В.Наумов. Реализация метода  TWSTFT в ГМЦ ГСВЧ Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.156
  • Е.С. Бахарев. Сравнение координатно-временных параметров ГЛОНАСС и GPS. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.100
  • И.Ю. Блинов. Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли  как основа фундаментального сегмента ГЛОНАСС. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.105
  • В.Г.Пальчиков. Состояние и перспективы развития оптических стандартов времени и частоты на холодных атомах и ионах. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.12
  • А.В. Иванов, Н.В. Моховиков, С.Н. Каган, А.Н. Малимон, С.В.Пестерев, В.Г. Пальчиков, А.А. Галышев. Сличения территориально удаленных эталонов времени и частоты с применением волоконно-оптических линий связи. Тезисы докладов 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011) , Санкт-Петербург, с.129
  • Blinov, S. Donchenko, Y. Domnin, N. Koshelyaevsky, V. Kostromin and V. Tatarenkov, ACTIVITIES AT THE STATE TIME ANDFREQUENCY STANDARD OF RUSSIA, Proceedings of the 43th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Systems and Applications Meeting,  November 14 - 17, 2011, Hyatt Regency, Long Beach, California, USA, to be published
  • A. Ivanov, Mokhovikov, S. Kagan, A. Malimon, V. Palchikov, A.Galyshev, «PROGRESS ON AN OPTICAL LINK FOR ULTRASTABLE TIME DISSEMINATION», Proceedings of the 43th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Systems and Applications Meeting,  November 14 - 17, 2011, Hyatt Regency, Long Beach, California, USA, to be published.
  • N. Koshelyaevsky and I. Mazur, PRELIMINARY RESULTS OF THE TTS4 TIME TRANSFER RECEIVER INVESTIGATION, Proceedings of the 43th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Systems and Applications Meeting,  November 14 - 17, 2011, Hyatt Regency, Long Beach, California, USA, to be published.
  • S. Sluysarev, A. Kostin, V. Barychev, K. Khabarova and V. Pal'chikov, DEVELOPMENT OF A NEUTRAL 87SR ATOM LATTICE CLOCK AT VNIIFTRI», Proceedings of the 43th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Systems and Applications Meeting,  November 14 - 17, 2011, Hyatt Regency, Long Beach, California, USA, to be published.
  • В.Н. Барышев, «Стабилизация частоты лазерного излучения методом Паунда-Древера-Холла с использованием акустооптического фазового модулятор, работающего в чистом режиме Рамана-Ната», Квантовая Электроника 42, (4), 315-318 (2012).
  • С.И. Донченко, И.Ю. Блинов, И.С. Сильвестров. Комплекс средств фундаментального и  метрологического обеспечения ГЛОНАСС. Мир измерений 4 (134) 2012, стр. 12-20.
  • С.Л. Пасынок. Модернизация средств определения и прогнозирования параметров вращения Земли для фундаментального обеспечения ГЛОНАСС. Мир измерений 4(134)2012,стр.20-25.
  • С.Н. Слюсарев, А.Н. Костин, В.Н. Барышев, К.Л. Хабарова, В.Г. Пальчиков, С.Н. Стрелкин. Высокостабильный оптический стандарт частоты на холодных атомах стронция-87. Мир измерений 4 (134) 2012, стр. 26-29.
  • Ю.С. Домнин, В.Н. Барышев, А.И. Бойко, Г.А. Ёлкин, А.В. Новосёлов, Л.Н. Копылов, Д.С. Купалов. Цезиевые реперы частоты фонтанного типа МЦР-Ф1 и МЦР-Ф2. Мир измерений 4 (134) 2012, стр. 30-34.
  • Пасынок Сергей Леонидович. «Методы определения опорных значений углов нутации Земли». (pdf,185 стр.) Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Специальность 05.11.15 – метрология и метрологическое обеспечение.
  • Автореферат диссертации Пасынка С.Л. «Методы определения опорных значений углов нутации Земли».
  • Отзыв научного руководителя на диссертацию Пасынка С.Л. «Методы определения опорных значений углов нутации Земли».