|
|
Измерения времени и частоты, больших длин; определение параметров вращения Земли
Деятельность Института метрологии времени и пространства (ИМВП) основывается на решении трех важных взаимосвязанных задач. Это, во-первых, поддержание шкалы времени и обеспечение точным значением времени и эталонных частот многочисленных потребителей, во-вторых, измерение параметров вращения Земли (ПВЗ) и обеспечение потребителей значениями этих параметров, и в-третьих, метрологическое обеспечение измерений больших длин (расстояний между объектами), включая разработку методов калибровки соответствующих средств измерений. XX век характеризовался гигантским научно-техническим прорывом в решении этих задач: от определения времени посредством астрономических наблюдений за вращением Земли и ее положением в пространстве до создания шкалы атомного времени; от согласования значений текущего времени между обсерваториями посредством радио- и проводных средств связи до использования космических навигационных систем (КНС); от определения ПВЗ и их изменения во времени с помощью астрономических наблюдений до их определения с помощью шкалы атомного времени и КНС. Была решена задача метрологического обеспечения измерений больших расстояний. Все это привело к повышению точности на много порядков, необходимой для развития новых технологий. Если на бытовом уровне требования к точности определения текущего времени изменились мало, то развитие космонавтики, т.е. техники больших скоростей, создание высокоточного оружия потребовало точности шкалы атомного времени, приближающейся к пределу, определяемому фундаментальной физикой. Значительный вклад в развитие этого направления работ внесли несколько поколений физиков и инженеров, работавших в Центральном научно-исследовательском бюро службы времени (ЦНИБ) и во ВНИИФТРИ.
Главный метрологический центр Государственной службы времени и частоты
Эталонная база
ГЭТ 1-98 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ЭТАЛОНЕДИНИЦ ВРЕМЕНИ, ЧАСТОТЫ И НАЦИОНАЛЬНОЙ ШКАЛЫ ВРЕМЕНИ
|
Первый Государственный эталон единицы времени – секунды, единицы частоты – герца и национальной шкалы времени (ГЭВЧ) был создан во ВНИИФТРИ в 1967 г. Рост требований к точности ГЭВЧ со стороны потребителей в народном хозяйстве, науке и обороне страны привел к необходимости вести непрерывно продолжающиеся разработки новой, более точной аппаратуры для ГЭВЧ. С 1967 г. по настоящее время прошло пять переаттестаций ГЭВЧ. В 1998 году Постановлением Государственного Комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 04 марта 1999 года № 9-ст был утвержден ныне действующий эталон. Его основные метрологические характеристики за прошедшее с 1967 г. время были значительно улучшены. ГЭВЧ представляет собой комплекс средств измерений, обеспечивающих его непрерывную работу, состоящий из: – аппаратуры воспроизведения размеров единиц времени и частоты – метрологического цезиевого репера частоты; – аппаратуры хранения размеров единиц и шкал времени – группы водородных хранителей частоты и времени; – аппаратуры внутренних и внешних сличений эталона; – аппаратуры формирования шкалы времени; Результаты совместных измерений обрабатываются по ряду программ и алгоритмов. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Диапазон значений частот, Гц..................................................................................... 1–1014 Диапазон значений интервалов времени, с...................................................... 1·10-10–1·108 Неисключенная систематическая погрешность воспроизведения размеров единиц не превышает.......................... (2–3)·10-14, 1·10-14/год Среднеквадратическая относительная погрешность воспроизведения размеров единиц, не более.............................................................. 5·10-14 Относительная нестабильность размеров единиц на интервалах времени 1–3 месяца, не более................................................................................ (3–5)·10-15 Предел допускаемой погрешности метода передачи шкалы времени вторичным эталонам СКО, нс, не более......................................................... 2–5 за 5 суток По всем основным метрологическим характеристикам (кроме неисключенной систематической погрешности воспроизведения размеров единиц) эталон находится на уровне национальных эталонов времени и частоты развитых стран. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Потребность в точных измерениях времени и частоты существует во всех областях народного хозяйства и обороны страны: навигация, связь, телекоммуникации, космическая (включая КНС «ГЛОНАСС») и наземная навигация и геодезия, геодинамика, системы управления транспортом, часификация и др., информационные технологии. Ряд направлений фундаментальных исследований: по уточнению основных законов природы, по расширению знаний о Вселенной, Космосе, Земле, микромире – требуют еще более высокой точности эталона. Для решения различных научных и практических задач в стране эксплуатируются сотни тысяч различных приборов, использующих время-частотные методы.
| ВЭТ 1-5 ВТОРИЧНЫЙ ЭТАЛОН ЕДИНИЦ ВРЕМЕНИ, ЧАСТОТЫ И ШКАЛЫ ВРЕМЕНИ
|
Вторичный эталон единиц времени, частоты и шкалы времени изготовлен в 1968 г. и хранится в Иркутском филиале ВНИИФТРИ. Эталон представляет собой комплекс средств измерений и объектов, обеспечивающих его непрерывную работу, состоящий из: – аппаратуры хранения размеров единиц времени и частоты и шкал времени; – аппаратуры формирования, хранения и передачи рабочей шкалы и сетки эталонных частот; – аппаратуры внутренних и внешних сличений и передачи размеров единиц времени и частоты. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Диапазон воспроизводимых значений частот, Гц....................................................... 1–108 Диапазон воспроизводимых интервалов времени, с ........................................ 1·10-9–1·108 Нестабильность частоты, на интервалах 1 сут. – 3 мес., nо ................................. ≤ 1·10-14 Предел допустимых расхождений координированной шкалы эталона-копии UTC(Им) от шкалы ГЭВЧ UTC(SU), DТ, нс ..................................... ≤ 100 Погрешность автономного хранения шкалы времени за 90 сут., dо, нс.................. ≤ 100 Суммарная погрешность эталона, SSо..................................................................... ≤ 2·10-14
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Навигация, связь, телекоммуникации, космическая и наземная навигация и геодезия, геодинамика, системы управления транспортом, часификация и др., информационные технологии.
| ВЭТ 1-7 ВТОРИЧНЫЙ ЭТАЛОН ЕДИНИЦ ВРЕМЕНИ, ЧАСТОТЫ И ШКАЛЫ ВРЕМЕНИ
|
Вторичный эталон единиц времени, частоты и шкалы времени изготовлен в 1976–2001 гг. и хранится в Хабаровском филиале ВНИИФТРИ. Приказ ФГУП ВНИИФТРИ от 25.12.2002 г. № 171. Эталон представляет собой комплекс средств измерений и объектов, обеспечивающих его непрерывную работу, состоящий из: – водородных хранителей частоты и времени; – системы формирования рабочей шкалы времени; – аппаратуры внутренних и внешних сличений. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Диапазон измерений частоты, Гц..................................................................... 1,5·106–1·108 Диапазон измерений интервалов времени, с .................................................... 1·10-9–1·108 Суммарная погрешность эталона, SSо..................................................................... ≤ 4·10-14
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Навигация, связь, телекоммуникации, космическая и наземная навигация и геодезия, геодинамика, системы управления транспортом, часификация и др., информационные технологии.
|
|