Is een Atoomklok radioactief?

An atoomklok houdt de tijd beter dan elke andere klok. Ze houden zelfs de tijd beter dan de rotatie van de aarde en de beweging van de sterren. Zonder de atoomklok zou GPS-navigatie onmogelijk zijn, zou het internet niet synchroniseren en zou de positie van de planeten niet voldoende nauwkeurig bekend zijn om ruimtesondes en landers te lanceren en te bewaken.

Een atoomklok is niet radioactief, hij is niet afhankelijk van atoomverval. Integendeel, een atoomklok heeft een oscillerende massa en een veer, net als gewone klokken.

Het grote verschil tussen een standaardklok in je huis en een atoomklok is dat de oscillatie in een atoomklok zich tussen de kern van een atoom en de omringende elektronen bevindt. Deze oscillatie is niet precies een parallel met het balanswiel en de veer van een uurwerkhorloge, maar feit is dat beide oscillaties gebruiken om de tijd die voorbijgaat te volgen. De oscillatiefrequenties binnen het atoom worden bepaald door de massa van de kern en de zwaartekracht en elektrostatische "veer" tussen de positieve lading op de kern en de elektronenwolk eromheen.

Wat zijn de soorten atoomklokken?

Tegenwoordig, hoewel er verschillende soorten atoomklokken zijn, blijft het principe achter al deze hetzelfde. Het grootste verschil houdt verband met het gebruikte element en de middelen om te detecteren wanneer het energieniveau verandert. De verschillende soorten atoomklok omvatten:

De Cesium-atoomklok maakt gebruik van een straal cesiumatomen. De klok scheidt cesiumatomen van verschillende energieniveaus door een magnetisch veld.

De waterstof-atoomklok handhaaft waterstofatomen op het vereiste energieniveau in een container met wanden van een speciaal materiaal, zodat de atomen hun hogere energietoestand niet te snel verliezen.

De atoomklok van Rubidium, de eenvoudigste en meest compacte van allemaal, gebruikt een glazen cel van rubidiumgas die de absorptie van licht op de optische rubidium-frequentie verandert wanneer de omringende microgolffrequentie precies goed is.

De meest nauwkeurige commerciële atoomklok die vandaag beschikbaar is, maakt gebruik van het cesiumatoom en de normale magnetische velden en detectoren. Bovendien worden de cesiumatomen gestopt door heen en weer te zwaaien met laserstralen, waardoor kleine veranderingen in frequentie als gevolg van het Doppler-effect worden verminderd.

Wanneer was de atoomklok uitgevonden? atoomklok

In 1945 suggereerde fysica professor Isidor Rabi in Columbia dat een klok gemaakt kon worden van een techniek die hij ontwikkelde in de 1930s, atomaire bundel magnetische resonantie genaamd. Door 1949, het National Bureau of Standards (NBS, nu het National Institute of Standards and Technology, NIST) kondigde 's werelds eerste atoomklok aan met behulp van het ammoniakmolecuul als de bron van trillingen, en met 1952 kondigde het de eerste atoomklok aan met cesiumatomen als de trillingsbron, NBS-1.

In 1955, het Nationaal Fysisch Laboratorium (NPL) in Engeland heeft de eerste cesiumbundel-atoomklok gebruikt als kalibratiebron. In het volgende decennium werden meer geavanceerde vormen van de atoomklokken gecreëerd. In 1967 definieerde de 13e Algemene Conferentie over Gewichten en Maatregelen de SI-seconde op basis van trillingen van het cesiumatoom; 's werelds tijdregistratiesysteem had op dat moment geen astronomische basis meer! NBS-4, 's werelds meest stabiele cesium-atoomklok, werd voltooid in 1968 en werd in de 1990s gebruikt als onderdeel van het NPL-tijdsysteem.

In 1999 begon NPL-F1 te werken met een onzekerheid van 1.7-onderdelen in 10 tot de 15th-macht, of nauwkeurigheid tot ongeveer één seconde in 20 miljoen jaar, waardoor dit de meest accurate atoomklok ooit is gemaakt (een onderscheid dat in een vergelijkbare standaard wordt gedeeld in Parijs).

Hoe wordt Atoomkloktijd gemeten?

De juiste frequentie voor de specifieke cesiumresonantie wordt nu door internationale overeenstemming gedefinieerd als 9,192,631,770 Hz, zodat wanneer deze wordt gedeeld door dit aantal, de uitvoer exact 1 Hz of 1-cyclus per seconde is.

De nauwkeurigheid op lange termijn die haalbaar is met de moderne cesium-atoomklok (het meest gebruikelijke type) is beter dan één seconde per miljoen jaar. De atoomklok van waterstof vertoont een betere nauwkeurigheid op korte termijn (één week), bij benadering 10 maal de nauwkeurigheid van een cesium-atoomklok. Daarom heeft de atoomklok de nauwkeurigheid van tijdmeting ongeveer een miljoen keer verhoogd in vergelijking met de metingen die zijn uitgevoerd met behulp van astronomische technieken.

Synchroniseren met een atoomklok

De eenvoudigste manier om te synchroniseren met een atoomklok is om a te gebruiken speciale NTP-server. Deze apparaten ontvangen het GPS-ataomische kloksignaal of radiogolven van plaatsen zoals NIST of NPL.

MSF-atoomklokontvanger

Het besturende radiosignaal voor de National Physical LaboratoryDe atoomklok wordt verzonden op het MSF 60kHz-signaal via de zender op, CumbriaAnthorn, geëxploiteerd door British Telecom. Dit radio-atoomkloksignaal moet een bereik hebben van enkele 1,500 km of 937.5 mijlen. Alle Britse eilanden zijn natuurlijk binnen deze straal.
De rol van het Nationaal Fysisch Laboratorium als bewaarder van de nationale tijdstandaarden is ervoor te zorgen dat de Britse tijdschaal het eens is met de gecoördineerde universele tijd (UTC) tot het hoogste niveau van nauwkeurigheid en om die tijd beschikbaar te maken in het VK. Als voorbeeld, de MSF (AZG is de drieletterige roepnaam om de bron van het signaal te identificeren) radio-uitzending levert het tijdsignaal voor, elektronische handel in aandelen, de klokken op de meeste treinstations en voor BT's spreekklok.

DCF-atoomklok ontvanger

Het besturende radiosignaal voor de Duitse klok wordt uitgezonden via lange golf van de DCF 77kHz-zender in Mainflinger, nabij Dieburg, enkele 25 km ten zuidoosten van Frankfurt - de zender van Duitse nationale tijdsnormen. Het is vergelijkbaar in gebruik met de Cumbria-zender, maar er zijn twee antennes (radiomasten), zodat het tijd-signaal van de radio-atoomklok te allen tijde kan worden gehandhaafd.

Lange golf is de geprefereerde radiofrequentie voor het verzenden van radio-atoomkloktijdcode binaire signalen, aangezien deze het meest consequent presteert in het stabiele onderste deel van de ionosfeer. Dit komt omdat het lange golfsignaal dat de tijdcode naar uw uurwerk draagt, op twee manieren reist; direct en indirect. Tussen 700 km (437.5 mijl) tot 900 km (562.5 mijl) van elke zender kan de draaggolf rechtstreeks naar het uurwerk reizen. Het radiosignaal bereikt ook het uurwerk door te worden teruggekaatst van de onderkant van de ionosfeer. Tijdens de uren van daglicht is een deel van de ionosfeer genaamd de "D-laag" op een hoogte van sommige 70 km (43.75 mijl) verantwoordelijk voor het weergeven van het lange golf radiosignaal. Tijdens de uren van duisternis wanneer de straling van de zon niet van buiten de atmosfeer werkt, stijgt deze laag naar een hoogte van sommige 90 km (56.25 mijl) en wordt de "E-laag" in het proces. Simpele trigonometrie zal aantonen dat aldus weerspiegelde signalen verder zullen reizen.

Een groot deel van het gebied van de Europese Unie wordt gedekt door deze zender die de ontvangst vergemakkelijkt voor degenen die veel reizen in Europa. De Duitse klok is ingesteld op Midden-Europese tijd - een uur vóór de Britse tijd, na een intergouvernementele beslissing, van 22N oktober, 1995, zal de tijd in het VK altijd 1 uur minder zijn dan Europese tijd, met zowel het VK als het vasteland van Europa. en het vertragen van klokken op hetzelfde "tijdstip".

WVVB atomic clock ontvanger

Een radio-atoomkloksysteem is beschikbaar in Noord-Amerika, opgezet en geëxploiteerd door NIST - het National Institute of Standards and Technology, gevestigd in Fort Collins, Colorado.

WWVB heeft een hoog zendvermogen (50,000 watt), een zeer efficiënte antenne en een extreem lage frequentie (60,000 Hz). Ter vergelijking, een typisch AM-radiostation zendt uit met een frequentie van 1,000,000 Hz. De combinatie van hoog vermogen en lage frequentie geeft de radiogolven van MSF veel veerkracht, en dit enkele station kan daarom de hele continentale Verenigde Staten bestrijken, plus een groot deel van Canada en Midden-Amerika.

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. radio atoomklok tijdcodes worden verzonden vanaf WWVB met behulp van een van de eenvoudigste systemen mogelijk, en tegen een zeer lage gegevenssnelheid van één bit per seconde. Het 60,000 Hz-signaal wordt altijd verzonden, maar elke seconde wordt het aanzienlijk minder energie gedurende een periode van 0.2-, 0.5- of 0.8-seconden:

• 0.2 seconden met verminderd vermogen betekent een binaire nulwaarde • 0.5 seconden met verminderd vermogen is een binaire nul. • 0.8 seconden met verminderd vermogen is een scheidingsteken.

De tijdcode wordt verzonden in BCD (Binary Coded Decimal) en geeft minuten, uren, dag van het jaar en jaar aan, samen met informatie over zomertijd en schrikkeljaren. De tijd wordt verzonden met behulp van 53-bits en 7-scheidingstekens en duurt daarom 60 seconden om te verzenden.

Een klok of horloge kan een extreem kleine en relatief eenvoudige radio-atoomklokantenne en ontvanger bevatten om de informatie in het signaal te decoderen en de atoomkloktijd nauwkeurig in te stellen. Het enige dat u hoeft te doen, is de tijdzone instellen en de atoomklok geeft de juiste tijd weer.

Uitzoeken wat de tijd is, is iets dat we allemaal als vanzelfsprekend beschouwen. Klokken zijn overal en een blik op een polshorloge, een klokkentoren, een computerscherm of zelfs een magnetron vertelt ons hoe laat het is. Het was echter niet altijd gemakkelijk om de tijd te vertellen.

Klokken kwamen pas in de middeleeuwen aan en hun nauwkeurigheid was ongelooflijk slecht. Ware tijd om nauwkeurigheid te vertellen kwam pas na de komst van de elektronische klok in de negentiende eeuw. Veel van de moderne technologieën en toepassingen die we in de moderne wereld als vanzelfsprekend beschouwen, zoals satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en handel via het internet, vereisen echter een precisie en nauwkeurigheid die een elektronische klok ver overschrijdt.

Atoomklokken zijn verreweg de meest nauwkeurige tijdrovende apparaten. Ze zijn zo nauwkeurig dat de wereldwijde tijdschaal van de wereld die daarop is gebaseerd (Coordinated Universal Time) moet af en toe worden aangepast om rekening te houden met de vertraging van de rotatie van de aarde. Deze aanpassingen nemen de vorm aan van extra seconden die we leapseconden noemen.

Atoomkloknauwkeurigheid is zo nauwkeurig dat zelfs een seconde tijd niet verloren gaat in meer dan een miljoen jaar, terwijl een elektronische klok in vergelijking een seconde in een week zal verliezen.

Maar is deze nauwkeurigheid echt nodig? Wanneer je kijkt naar technologieën zoals global positioning, dan is het antwoord ja. Satellietnavigatiesystemen zoals GPS werken door triangulatie van tijdsignalen gegenereerd door atoomklokken aan boord van de satellieten. Omdat deze signalen met de snelheid van het licht worden uitgezonden, reizen ze elke seconde bijna 100,000 km. Elke onnauwkeurigheid in de klok met zelfs een duizendste van een seconde zou de positioneringsinformatie in kilometers kunnen zien.

Computernetwerken die over de hele wereld met elkaar moeten communiceren, moeten ervoor zorgen dat ze niet alleen nauwkeurige tijd draaien, maar ook met elkaar zijn gesynchroniseerd. Alle transacties die worden uitgevoerd op netwerken zonder synchronisatie kunnen leiden tot allerlei soorten fouten.

Fort zijn reden dat computernetwerken gebruiken NTP (Network Time Protocol) en netwerk tijdservers vaak aangeduid als een NTP-server. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal van een atoomklok en verdelen dit onder een netwerk, zodat een netwerk zo nauwkeurig en nauwkeurig mogelijk is.

Precisie in het vertellen van de tijd is nog nooit zo belangrijk geweest als nu. Ultra nauwkeurig atoomklokken zijn de basis voor veel van de technologieën en innovaties van de twintigste eeuw. Het internet, satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en wereldwijd bankieren zijn allemaal slechts een paar van de toepassingen die afhankelijk zijn van bijzonder nauwkeurige tijdregistratie.

Het probleem dat we in de moderne tijd hebben ondervonden, is dat ons begrip over hoe laat het is, enorm is veranderd in de afgelopen eeuw. Eerder werd gedacht dat tijd constant was, onveranderlijk en dat we in dezelfde tijd vooruit reisden.

Het meten van het verstrijken van de tijd was ook ongecompliceerd. Elke dag, bestuurd door de revolutie van de aarde, werd in gelijke hoeveelheden verdeeld in 24 - het uur. Echter, na de ontdekking van Einstein gedurende de vorige eeuw, werd al snel ontdekt dat de tijd helemaal niet constant was en voor verschillende waarnemers kon variëren omdat snelheid en zelfs zwaartekracht het kunnen vertragen.

Naarmate onze tijdwaarneming preciezer werd, werd een ander probleem duidelijk en dat was de eeuwenoude methode om de tijd bij te houden, door de rotatie van de aarde te gebruiken, was geen nauwkeurige methode.

Vanwege de zwaartekrachtsinvloed van de Maan op onze oceanen, is de spin van de aarde sporadisch, soms minder dan de 24-urendag en soms langer.

Atoomklokken werden ontwikkeld om te proberen de tijd zo precies mogelijk te houden. Ze werken met de onveranderlijke oscillaties van het atoomelektron terwijl ze van baan veranderen. Dit 'tikken' van een atoom gebeurt meer dan negen miljard keer per seconde in cesiumatomen, wat ze een ideale basis voor een klok maakt.

Deze uiterst nauwkeurige atoomkloktijd (officieel bekend als Internationale Atoomtijd - TAI) vormt de basis voor de officiële tijdschaal van de wereld, hoewel vanwege de noodzaak om het tijdsschema parallel te houden aan de rotatie van de Aarde (belangrijk bij het omgaan met buitenaardse lichamen) zoals astronomische objecten of zelfs satellieten) toegevoegde seconden, bekend als schrikkelseconde, worden toegevoegd aan TAI, deze gewijzigde tijdschaal staat bekend als UTC - Coordinated Universal Time.

UTC is de tijdschaal die wordt gebruikt door bedrijven, industrie en overheden over de hele wereld. Omdat het wordt bestuurd door atoomklokken, betekent dit dat de hele wereld kan communiceren via dezelfde tijdschaal, bestuurd door de ultraprecieze atoomklokken. Computernetwerken over de hele wereld ontvangen deze tijd met behulp van NTP-servers (Network Time Protocol) zorgt ervoor dat iedereen binnen enkele milliseconden dezelfde tijd heeft.

Atoomklokken staan ​​erom bekend accuraat te zijn. De meeste mensen hebben er misschien nooit een gezien, maar zijn zich er waarschijnlijk van bewust dat atoomklokken een zeer precieze tijd aanhouden. In feite zal de moderne atoomklok nauwkeurige tijd bijhouden en geen seconde verliezen in honderd miljoen jaar.

Deze precisie lijkt misschien overdreven, maar een groot aantal moderne technologieën is afhankelijk van atoomklokken en vereist een hoge mate van nauwkeurigheid. Een perfect voorbeeld zijn de satellietnavigatiesystemen die nu in de meeste auto's te vinden zijn. GPS is afhankelijk van atoomklokken omdat de satellietsignalen die in triangulatie worden gebruikt, reizen met de snelheid van het licht, die in één seconde bijna 100,000 km kan bestrijken.

Het is dus duidelijk hoe sommige moderne technologieën afhankelijk zijn van deze ultra precieze tijdwaarneming vanaf atoomklokken, maar hun gebruik stopt hier niet. Atoomklokken beheersen de wereldwijde tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time) en ze kunnen ook worden gebruikt om computernetwerken te synchroniseren.

Het lijkt misschien extreem om deze nanoseconde-precisie te gebruiken om ook computernetwerken te synchroniseren, maar omdat veel tijdgevoelige transacties via internet worden uitgevoerd met dergelijke transacties als de beurs, waar de prijzen kunnen dalen of stijgen, elke seconde kan worden gezien waarom atoomklokken gebruikt.

Om de tijd te ontvangen van een atoomklok een toegewijde NTP-server is de meest veilige en nauwkeurige methode. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal dat wordt uitgezonden door atoomklokken uit nationale fysicalaboratoria of direct van de atoomklokken aan boord van GPS-satellieten.

Door een toegewijde te gebruiken NTP-server een computernetwerk is veiliger en aangezien het wordt gesynchroniseerd met UTC (de wereldwijde tijdschaal), wordt het in feite gesynchroniseerd met elk ander computernetwerk met behulp van een NTP-server.

Tijdsynchronisatie speelt een steeds belangrijkere rol in de moderne wereld met steeds meer technologieën die afhankelijk zijn van nauwkeurige en betrouwbare tijd.

Tijdsynchronisatie is niet alleen belangrijk, maar kan ook cruciaal zijn voor de veilige werking van systemen zoals luchtverkeersleiding die gewoonweg niet konden functioneren zonder nauwkeurige synchronisatie. Denk aan de rampen die kunnen gebeuren in de lucht van vliegtuigen waren niet synchroon met elkaar?

In de wereldwijde handel is een te nauwkeurige en betrouwbare tijdsynchronisatie van groot belang. Wanneer 's morgens de beurzen van de wereld opengaan en handelaren van over de hele wereld aandelen kopen op hun computers. Aangezien aandelen per seconde fluctueren als machines niet meer gesynchroniseerd zijn, kan dit miljoenen kosten.

Maar synchronisatie is ook noodzakelijk in moderne computernetwerken; het houdt systemen veilig en maakt een goede controle en debugging van systemen mogelijk. Zelfs als een computernetwerk niet betrokken is bij tijdgevoelige transacties, kan een gebrek aan synchronisatie het kwetsbaar maken voor kwaadwillende aanvallen en kan het ook gevoelig zijn voor gegevensverlies.

Nauwkeurige synchronisatie is mogelijk in computernetwerken dankzij twee ontwikkelingen: GMT en NTP.

UTC is een gecoördineerde universele tijdschaal, gebaseerd op GMT, maar wordt bestuurd door een reeks atoomklokken, waardoor het nauwkeurig is binnen enkele nanoseconden.

NTP is een softwareprotocol - Network Time Protocol, ontworpen om computernetwerken nauwkeurig te synchroniseren met een enkele tijdsbron. Beide implementaties komen samen in één apparaat dat over de hele wereld vertrouwd is om computernetwerken te synchroniseren - de NTP-server.

An NTP tijdserver or netwerktijdserver is een apparaat dat de tijd van een atoomklok, UTC-bron ontvangt en deze via een netwerk distribueert. Omdat de tijdsbron continu wordt gecontroleerd door de tijdserver en afkomstig is van een atoomklok, wordt het netwerk nauwkeurig tot binnen enkele milliseconden van UTC, waardoor synchronisatie op een wereldwijde schaal wordt geboden.

Het is die tijd van het jaar weer wanneer we een uur verliezen tijdens het weekend terwijl de klokken voorwaarts gaan Britse zomertijd. Twee keer per jaar veranderen we de klokken maar in een tijdperk van GMT (Coordinated Universal Time) en tijdserver-synchronisatie is het echt nodig?

Het veranderen van de klokken is iets dat vlak voor de Eerste Wereldoorlog werd besproken toen de Londense bouwer William Willet het idee opperde als een manier om de gezondheid van het land te verbeteren (hoewel zijn oorspronkelijke idee was om de klokken twintig minuten op elke zondag in april voort te zetten).

Zijn idee was niet opgepakt hoewel het het zaadje van een idee zaaide en toen de Eerste Wereldoorlog uitbrak, werd het door veel naties geadopteerd als een manier om te bezuinigen en het daglicht te maximaliseren, hoewel veel van deze naties het concept na de oorlog weggooiden, waaronder het VK en de VS hebben het bewaard.

De zomertijd is in de loop der jaren veranderd, maar sinds 1972 is het in de zomer British Summer Time (BST) en Greenwich Meantime in de winter (GMT) gebleven. Ondanks dat dit al bijna een eeuw in gebruik is, blijft het wisselen van de klokken controversieel. Vier jaar lang experimenteerde Groot-Brittannië zonder dat het daglicht veranderde, maar het bleek niet populair in Schotland en het noorden waar de ochtenden donkerder waren.

Deze tijdschommeling zorgt voor verwarring (ik mis op zondag nog dat uur extra in bed) maar aangezien de handelswereld de mondiale civiele tijdschaal overneemt (die gelukkig hetzelfde is als GMT, wordt UTC met schrikkelseconde aangepast om te garanderen dat GMT is onaangetast door de vertraging van de rotatie van de aarde) is het toch nodig?

De wereld van tijdsynchronisatie hoeft zeker niet te worden aangepast voor zomertijd. UTC is overal ter wereld hetzelfde en dankzij apparaten zoals de NTP-server kan worden gesynchroniseerd, zodat de hele wereld op dezelfde tijd loopt.

Met een verscheidenheid aan afkortingen en tijdsschema's kan de wereld van tijdsynchronisatie behoorlijk verwarrend zijn, hier zijn enkele veelgestelde vragen waarvan we hopen dat ze u zullen helpen om u te verlichten.

Wat is NTP?

NTP is een protocol dat is ontworpen om computernetwerken te synchroniseren via internet of LAN (Local Area Networks). Het is niet de enige Tijdsynchronisatie protocol beschikbaar, maar het is de meest gebruikte en de oudste is bedacht in de late 1980's.

Wat zijn GMT en GMT?

GMT of Coordinated Universal Time is een wereldwijde tijdschaal, deze wordt bestuurd door uiterst nauwkeurige atoomklokken maar wordt hetzelfde gehouden als GMT (Greenwich Meantime) door het gebruik van schrikkelseconden die worden toegevoegd wanneer de rotatie van de aarde vertraagt. Strikt genomen is GMT de oude civiele tijdschaal en gebaseerd op wanneer de zon boven de meridiaanlijn staat, omdat de twee systemen in de tijd identiek zijn dankzij schrikkelseconden, wordt UTC vaak aangeduid als GMT en vice versa.

En een NTP Time Server?

Dit zijn apparaten die een computernetwerk synchroniseren met UTC door een tijdsignaal te ontvangen en te distribueren met het protocol NTP, dat ervoor zorgt dat alle apparaten nauwkeurig naar de timingreferentie lopen.

Waar haalt u UTC vandaan?

Er zijn twee veilige methoden om UTC te ontvangen. De eerste is om gebruik te maken van de signalen met lange golftijden die worden uitgezonden NIST (Wwvb) NPL in het VK (MSF) en de Duitse NPL (DCF) De andere methode is om een ​​GPS-netwerk te gebruiken. GPS-satellieten zenden een atoomkloksignaal uit dat kan worden gebruikt en geconverteerd naar UTC door de GPS NTP-server.

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. NTP GPS-server is een speciaal apparaat dat het tijdsignaal van het GPS-netwerk (Global Positioning System) gebruikt. GPS is nu een veelgebruikt hulpmiddel voor automobilisten met satellietnavigatieapparaten die op de meeste nieuwe auto's zijn gemonteerd. Maar GPS is veel meer dan alleen een hulpmiddel bij het positioneren, het hart van het GPS-netwerk is het atoomklokken die zich in elke GPS-satelliet bevinden.

Het GPS-systeem werkt door de tijd van deze klokken over te dragen, samen met de positie en snelheid van de satelliet. Een satellietnavigatieontvanger zal uitwerken wanneer deze deze tijd ontvangt hoe lang het duurde om aan te komen en dus hoe ver het signaal reiste. Met behulp van drie of meer van deze signalen kan het satellietnavigatieapparaat precies werken waar het is.

GPS kan dit alleen doen vanwege de atoomklokken die het gebruikt om de tijdsignalen te verzenden. Deze tijdsignalen reizen, net als alle radiosignalen, met de snelheid van het licht, dus een onnauwkeurigheid van slechts 1 milliseconde (1 / 1000 van een seconde) kan ertoe leiden dat de satellietnavigatie bijna 300 kilometers te ver gaat.

Omdat deze klokken zo nauwkeurig moeten zijn, vormen ze een ideale bron van tijd voor een NTP tijdserver. NTP (Network Time Protocol) is de software die de tijd verdeelt van de tijdserver naar het netwerk. GPS-tijd en UTC (Coordinated Universal Time) de civiele tijdschaal is niet hetzelfde, maar is gebaseerd op dezelfde tijdschaal zodat NTP er geen moeite mee heeft om het te converteren. Een toegewijde gebruiken NTP GPS-server een netwerk kan realistisch worden gesynchroniseerd tot binnen een paar milliseconden van UTC

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. GPS klok is een andere term die vaak aan a wordt gegeven GPS-tijd-server. Het GPS-netwerk bestaat uit actieve 21-satellieten (en enkele reserveonderdelen) 10,000-mijlen in een baan boven de aarde en elke satelliet omcirkelt de aarde twee keer per dag. Ontworpen voor satellietnavigatie, heeft een GPS-ontvanger ten minste drie satellieten nodig om een ​​positie te behouden. In het geval van een GPS-klok is slechts één satelliet vereist, waardoor het veel gemakkelijker wordt om een ​​betrouwbaar signaal te verkrijgen.

Elke satelliet zendt voortdurend zijn eigen positie en een tijdcode door. De tijdcode wordt gegenereerd door een ingebouwde atoomklok en is zeer nauwkeurig, dit moet zijn als deze informatie door de GPS-ontvanger wordt gebruikt om een ​​positie te trianguleren en als het slechts een halve seconde uit was, zou de Sat Nav-eenheid onnauwkeurig zijn voor duizenden van mijlen.

De meeste mensen hebben vaag gehoord van de atoomklok en veronderstellen dat ze weten wat iemand is, maar heel weinig mensen weten hoe belangrijk atoomklokken zijn voor het dagelijks leven in de eenentwintigste eeuw.

Er zijn zoveel technologieën die afhankelijk zijn van atoomklokken en zonder dat veel van de taken die we als vanzelfsprekend beschouwen onmogelijk zouden zijn. Luchtverkeersleiding, satellietnavigatie en internethandel zijn slechts enkele van de toepassingen die afhankelijk zijn van de ultra precieze chronometrie van een atoomklok.

Precies wat een atoomklok is, wordt vaak verkeerd begrepen. In eenvoudige termen is een atoomklok een apparaat dat de oscillaties van atomen in verschillende energietoestanden gebruikt om teken tussen seconden te tellen. Momenteel is cesium het geprefereerde atoom omdat het meer dan 9 miljard ticks per seconde heeft en omdat deze oscillaties nooit veranderen, is dit een zeer nauwkeurige methode om de tijd te houden.

Atoomklokken, ondanks wat veel mensen beweren, worden alleen gevonden in grootschalige natuurkundige laboratoria zoals NPL (UK National Physical Laboratory) en NIST (US National Institute of Standards and Time). Vaak suggereren mensen dat ze een atoomklok hebben die hun computernetwerk bestuurt of dat ze een atoomklok op hun muur hebben. Dit is niet waar en waar mensen naar verwijzen is dat ze een klok- of tijdserver hebben die de tijd van een atoomklok ontvangt.

Apparaten zoals de NTP tijdserver ontvangen vaak atoomkloksignalen van plaatsen zoals NIST of NPL via langegolfradio. Een andere methode om tijd van atomaire klokken te ontvangen, is het gebruik van het GPS-netwerk (Global Positioning System).

Het GPS-netwerk en satellietnavigatie zijn in feite een goed voorbeeld van waarom atomaire klok synchronisatie is hard nodig met zo'n hoge nauwkeurigheid. Moderne atoomklokken, zoals die op NIST, NPL en binnen in een baan rond GPS-satellieten, zijn tot op een seconde nauwkeurig binnen elke 100 miljoen jaar of zo. Deze nauwkeurigheid is cruciaal wanneer u onderzoekt hoe iets als een GPS-navigatiesysteem voor auto's werkt.

Een GPS-systeem werkt door triangulatie van de tijdsignalen die worden verzonden vanaf drie of meer afzonderlijke GPS-satellieten en hun ingebouwde atoomklokken. Omdat deze signalen met de snelheid van het licht reizen (bijna 100,000km per seconde) kan een onnauwkeurigheid van zelfs een hele milliseconde de navigatie-informatie met 100-kilometers overbrengen.

Deze hoge mate van nauwkeurigheid is ook vereist voor technologieën zoals luchtverkeersleiding die ervoor zorgen dat onze drukke luchten veilig blijven en zelfs cruciaal zijn voor veel internettransacties, zoals de handel in derivaten waarbij de waarde elke seconde kan stijgen en dalen.