Het Global Positioning System dat veel geliefd is bij bestuurders, piloten en zeevarenden als methode om een ​​locatie te vinden, biedt veel meer dan alleen satellietnavigatie-informatie. Het GPS-systeem werk met behulp van atoomklokken die signalen uitzenden die vervolgens door de computer worden trianguleerbaar in een satellietnavigatiesysteem.

Omdat deze atoomklokken zijn zeer nauwkeurig en drijven niet eens zoveel als een seconde, zelfs in een miljoen jaar, ze kunnen worden gebruikt als een methode van synchroniseren van computersystemen. GPS-tijd, de tijd die wordt gerelayeerd door de GPS-atoomklokken, is strikt genomen niet hetzelfde als UTC (Coordinated Universal Time), de wereldwijde tijdschaal van de wereld, maar omdat ze allebei gebaseerd zijn op Internationale Atoomen, kan deze eenvoudig worden geconverteerd. (GPS-tijd is werkelijke 17 seconden langzamer dan UTC omdat er 17 schrikkelseconden zijn toegevoegd aan de globale tijdschaal sinds de GPS-satellieten naar een baan zijn gestuurd).

A GPS klok is een apparaat dat het GPS-signaal ontvangt en dit vervolgens vertaalt in de tijd. De meeste GPS-klokken zijn ook dedicated tijdservers, omdat het weinig zin heeft om de exacte tijd te ontvangen als u er niets mee wilt doen. GPS-tijd-servers gebruik het protocol NTP (Network Time Protocol), een van de oudste protocollen van het internet en ontworpen om timinginformatie over een netwerk te verspreiden.

Een GPS-klok of GPS-tijdsserver werkt door een signaal rechtstreeks van de satelliet te ontvangen. Dit betekent helaas dat de GPS-antenne een duidelijk zicht op de lucht moet hebben om een ​​signaal te ontvangen. De tijd wordt vervolgens van de tijdserver naar alle apparaten in het netwerk gedistribueerd. De tijd op elk apparaat wordt regelmatig gecontroleerd door NTP en als dit verschilt van de tijd van de GPS-klok, wordt het aangepast.

Het instellen van een GPS-klok voor tijdsynchronisatie is relatief eenvoudig. De tijdserver (GPS-klok) is vaak ontworpen om een ​​1U-ruimte op een serverrack te vullen. Dit is verbonden met de GPS-antenne (meestal op het dak) via een lengte coaxkabel. De server is verbonden met het netwerk en zodra deze is vergrendeld op het GPS-systeem, kan deze worden ingesteld om met het synchroniseren van het netwerk te beginnen.

Atoomklokken, zoals veel mensen weten dat ze zeer nauwkeurige apparaten zijn, maar de atoomklok is een van de belangrijkste uitvindingen van de afgelopen 50-jaren en heeft aanleiding gegeven tot talloze technologieën en toepassingen die ons leven volledig hebben veranderd.

Je zou kunnen denken hoe een klok zo belangrijk kan zijn, ongeacht hoe nauwkeurig hij is, echter, wanneer je die precisie in overweging neemt, dat een moderne atoomklok verliest geen seconde in tijd in tientallen miljoenen jaren wanneer vergeleken met de volgende beste chronometers - elektronische klokken - die een seconde per dag kunnen verliezen, realiseer je je hoe nauwkeurig ze zijn.

In feite zijn atoomklokken cruciaal geweest bij het identificeren van de kleinere nuances van onze wereld en het universum. We nemen bijvoorbeeld al millennia aan dat een dag 24 uur lang is, maar in feite weten we dankzij de atoomkloktechnologie dat de lengte van elke dag enigszins verschilt en dat de rotatie van de aarde over het algemeen langzamer gaat.

Atoomklokken zijn ook gebruikt om de zwaartekracht van de aarde nauwkeurig te meten en hebben zelfs de theorieën van Einstein bewezen over hoe de zwaartekracht de tijd kan vertragen door nauwkeurig het verschil te meten in het verstrijken van de tijd op elke volgende centimeter boven het aardoppervlak. Dit is cruciaal geweest als het erom gaat satellieten in een baan om de aarde te brengen naarmate de tijd vordert, sneller dan hoog op de aarde dan op de grond.

Atoomklokken vormen ook de basis voor veel van de technologieën die we in ons dagelijks leven gebruiken. Satellietnavigatieapparaten vertrouwen op atoomklokken in GPS-satellieten. Ze moeten niet alleen rekening houden met de verschillen in tijd boven de baan, maar als satellietnavigeerders de tijd gebruiken die door de satellieten wordt verzonden naar trianguleposities, zou een onnauwkeurigheid van één seconde de navigatie-informatie met duizenden mijlen onnauwkeurig maken (als licht reist) bijna 180,000 mijl per seconde).

Atoomklokken zijn ook de basis voor de wereldwijde tijdschaal van de wereld - GMT (Coordinated Universal Time), die wordt gebruikt door computernetwerken over de hele wereld. Tijdsynchronisatie naar een atoomklok en UTC is relatief eenvoudig met een NTP tijdserver. Deze gebruiken het tijdsignaal van het GPS-systeem of speciale uitzendingen die worden uitgezonden grootschalige fysicalabs en verspreid het via internet met behulp van het tijdprotocol NTP.

De 'sat-nav' heeft een revolutie teweeggebracht in de manier waarop we reizen. Van taxichauffeurs, koeriers en de gezinsauto tot vliegtuigen en tanks, satellietnavigatieapparatuur wordt nu in bijna elk voertuig gemonteerd als het van de productielijn komt. Hoewel GPS-systemen zeker hun gebreken hebben, hebben ze ook verschillende toepassingen. Navigatie is slechts een van de belangrijkste toepassingen van GPS, maar het wordt ook gebruikt als een bron van tijd voor GPS NTP-tijd servers.

Het kunnen lokaliseren van locaties in de ruimte heeft ontelbare levens gered en het reizen naar onbekende bestemmingen probleemloos. Satellietnavigatie is afhankelijk van een constellatie van satellieten die bekend staat als GNSS (Global Navigational Satellite Systems). Momenteel is er slechts één volledig functionerend GNSS in de wereld, dat is de Global Positioning System (GPS).

GPS is eigendom van en wordt gerund door het Amerikaanse leger. De satellieten zenden twee signalen uit, een voor het Amerikaanse leger en een voor civiel gebruik. Oorspronkelijk was GPS alleen bedoeld voor de Amerikaanse strijdkrachten, maar na een onopzettelijke neerschoot van een vliegtuig, opende de toenmalige president van de VS Ronald Reagan het GPS-systeem voor de wereldbevolking om toekomstige tragedies te voorkomen.

GPS heeft een constellatie van meer dan 30-satellieten. Op elk willekeurig moment zijn ten minste vier van deze satellieten overhead, wat het minimumaantal is dat vereist is voor nauwkeurige navigatie.

De GPS-satellieten hebben elk een atoomklok. Atoomklokken gebruiken de resonantie van een atoom (de trilling of frequentie bij bepaalde energietoestanden) waardoor ze zeer nauwkeurig zijn en niet meer dan een seconde in de loop van een miljoen jaar verloren gaan. Deze ongelooflijke precisie maakt satellietnavigatie mogelijk.

De satellieten zenden een signaal uit vanaf de klok aan boord. Dit signaal bestaat uit de tijd en de positie van de satelliet. Dit signaal wordt terug naar de aarde gestraald, waar de satellietnavigator van je auto het ophaalt. Door uit te zoeken hoe lang dit signaal duurde om de auto te bereiken en vier van deze signalen te trianguleren, zal de computer in uw GPS-systeem precies werken waar u bent op het gezicht van de wereld. (Vier signalen worden gebruikt vanwege hoogteverschillen - op een 'platte' aarde zijn er maar drie nodig).

GPS-systemen kan alleen werken vanwege de zeer nauwkeurige nauwkeurigheid van de atoomklokken. Omdat de signalen worden uitgezonden met de snelheid van het licht en de nauwkeurigheid zelfs een milliseconde (een duizendste van een seconde) zou de positioneringberekeningen met 100-kilometers kunnen veranderen, aangezien het licht bijna elke 100,00km kan afleggen - op dit moment zijn GPS-systemen nauwkeurig tot ongeveer vijf meter.

De atoomklokken aan boord van GPS-systemen worden ook niet alleen voor navigatie gebruikt. Omdat atoomklokken zijn zo nauwkeurig GPS is een goede bron van tijd. NTP-tijdservers gebruiken GPS signalen om computers netwerken te synchroniseren. Een NTP GPS-server ontvangt het tijdsignaal van de GPS-satelliet en converteert het vervolgens naar UTC (Coordinated Universal Time) en distribueer het naar alle apparaten op een netwerk met zeer nauwkeurige tijdsynchronisatie.

volgend recente mediaberichten over het gebrek aan investeringen in het wereldwijde satellietnavigatiesysteem van de VS - GPS (Global Positioning System) en het mogelijke falen van navigatorontvangers in de afgelopen jaren, willen tijdsynchronisatiespecialisten, Galleon Systems, al hun klanten verzekeren dat de GPS niet werkt netwerk heeft geen invloed op de huidige GPS NTP tijdservers.

Recente mediaberichten na een onderzoek door het verantwoordingsbureau van de Amerikaanse overheid (GAO), dat wanbeheer en een gebrek aan investeringen concludeerde, betekenden dat het huidige aantal operationele 31-satellieten soms onder 24 kan zakken in 2011 en 2012, wat de nauwkeurigheid ervan zou belemmeren.

De UK's National Physical Laboratory zijn ervan overtuigd dat potentiële problemen van de GPS-navigatiefaciliteiten geen invloed hebben op de timinginformatie die wordt gebruikt door GPS NTP-servers.

Een woordvoerder van het National Physical Laboratory in het Verenigd Koninkrijk heeft bevestigd dat timinginformatie niet beïnvloed mag worden door mogelijke toekomstige satellietstoringen.

"Er wordt geschat dat er een 20% -risico is dat in 2011-2012 het aantal satellieten in de GPS-constellatie soms onder 24 zou kunnen dalen.

"Als dat zou gebeuren, zou de positienauwkeurigheid van GPS-ontvangers in sommige perioden enigszins kunnen verminderen, en in bepaalde gevallen kan het langer duren voordat een fix op sommige locaties wordt hersteld wanneer deze voor het eerst wordt ingeschakeld. Maar zelfs dan zou het effect een degradatie van de prestaties betekenen in plaats van het volledig uitvallen van de werking.

"Het is onwaarschijnlijk dat een GPS-timingontvanger aanzienlijk wordt beïnvloed, omdat elke satelliet die hij waarneemt nadat hij zijn positie heeft bepaald wanneer hij wordt ingeschakeld, voorziet van nuttige timinginformatie. Een kleine vermindering van het aantal satellieten in beeld mag de prestaties niet veel verminderen. "

Het Britse MSF-signaal dat wordt uitgezonden door Anthorn, Cumbria en wordt gebruikt door het Verenigd Koninkrijk NTP-server gebruikers worden op 11 juni voor een periode van vier uur uitgeschakeld voor gepland onderhoud. De MSF 60 kHz tijd- en frequentiestandaard is uitgeschakeld tussen 10.00 en 14: 00 BST (9: 00 - 13: 00 UTC).

gebruikers van NTP tijdservers die gebruik maken van het MSF-signaal moet op de hoogte zijn van de storing maar zou niet in paniek raken. Meest netwerk tijdservers die het Anthorn-systeem gebruiken, zouden nog steeds voldoende moeten functioneren en het ontbreken van een tijdsignaal voor vier uur zou geen synchronisatieproblemen of kloksnelheid moeten veroorzaken.

Echter, testen van tijdservers die gebruikmaken van AZG moet vóór of na de geplande uitval worden uitgevoerd. Meer informatie is verkrijgbaar bij NPL.

Elke netwerktijdserver Gebruikers die ultra-precieze precisie vereisen of tijdelijk verlies van dit signaal voelen, kunnen repercussies hebben in hun tijdsynchronisatie. Ze zouden serieus moeten overwegen om het GPS-signaal te gebruiken als een extra middel om een ​​tijdsignaal te ontvangen.

GPS is letterlijk overal op de planeet beschikbaar (zolang er een goed zicht is op de lucht) en is nooit leeg vanwege uitval.

Voor meer informatie over GPS NTP-server kan hier worden gevonden.

Tijdsynchronisatie op computernetwerken wordt vaak uitgevoerd door de NTP-server. NTP tijdservers genereer zelf geen timinginformatie, maar zijn slechts manieren om te communiceren met een atoomklok.

Over de precisie van een atoomklok wordt veel gesproken. Velen van hen kunnen de tijd handhaven tot nanoseconde precisie (miljardsten van een seconde), wat betekent dat ze niet honderden seconden lang accuraat voorbij een seconde zullen afdrijven.

Wat echter minder begrepen en besproken wordt, is waarom we zulke nauwkeurige klokken nodig hebben, nadat alle traditionele methoden om tijd te houden zoals mechanische klokken, elektronische horloges en het gebruik van de rotatie van de aarde om de dagen bij te houden, bewezen hebben betrouwbaar voor duizenden jaren.

De ontwikkeling van digitale technologie in de afgelopen jaren is echter bijna uitsluitend afhankelijk geweest van de ultrahoge precisie van een atoomklok. Een van de meest gebruikte toepassingen voor atoomklokken is in de communicatie-industrie.

Sinds enkele jaren worden telefoongesprekken in de meeste geïndustrialiseerde landen nu digitaal doorgegeven. De meeste telefoondraden zijn echter gewoon koperkabels (hoewel veel telefoonbedrijven nu investeren in glasvezel) die slechts één pakket met informatie tegelijk kan verzenden. Toch moeten telefoondraden tegelijkertijd vele gesprekken over dezelfde draden voeren.

Dit wordt bereikt door computers op de uitwisselingen die elke seconde van het ene gesprek naar het andere overschakelen en dit alles moet worden bestuurd met een precisie van nano-seconden, anders raken de gesprekken uit de pas en raken ze verward - vandaar de noodzaak. Atoomklokken; mobiele telefoons, digitale tv en internetcommunicatie gebruiken vergelijkbare technologie.

De nauwkeurigheid van atoomklokken is ook de basis voor satellietnavigatie zoals GPS (global positioning system). GPS-satellieten bevatten een ingebouwde atoomklok die een tijdsignaal genereert en verzendt. Een GPS-ontvanger ontvangt vier van deze signalen en gebruikt de timinginformatie om uit te zoeken hoe lang de uitzendingen duurden om deze te bereiken en dus de positie van de ontvanger op aarde.

De huidige GPS-systemen zijn tot op enkele meters nauwkeurig, maar geven een indicatie van hoe essentieel precisie is, een afwijking van één seconde GPS klok zou de GPS-ontvanger onnauwkeurig kunnen zien door meer dan 100 duizend mijlen (vanwege de enorme afstanden licht en dus de uitzendingen nemen een seconde in beslag).

Veel van deze technologieën die afhankelijk zijn van atoomklokken maken gebruik van NTP-servers als de geprefereerde manier om te communiceren met atoomklokken die de NTP tijdserver een van de meest cruciale apparaten in de communicatie-industrie.

Tijd is iets dat we allemaal kennen, het beheerst ons leven zelfs meer dan geld en we zijn constant 'in oorlog' met de tijd terwijl we vechten om onze dagelijkse taken uit te voeren voordat het op is.

Maar als we de tijd beginnen te onderzoeken, ontdekken we dat het begrip tijd begint te beseffen dat een niet-eindigende lineaire afstand tussen verschillende gebeurtenissen die we tijd noemen, puur een menselijke uitvinding is.

Natuurlijk bestaat er tijd, maar het volgt zeker niet de regels die het menselijke concept van tijd wel heeft. Het loopt niet eindeloos of constant en verandert en vervormt, afhankelijk van de snelheid van waarnemers en de aantrekkingskracht van de zwaartekracht. Eigenlijk was het dat wel Einstein's theorieën over relativiteit dat gaf de mensheid zijn eerste glimp over hoe laat het werkelijk is en hoe het ons dagelijks leven beïnvloedt.

Einstein beschreef een vierdimensionale ruimte-tijd, waarin tijd en ruimte onlosmakelijk met elkaar zijn verweven. Deze ruimte-tijd wordt vervormd en gebogen door de zwaartekracht vertragende tijd (of onze waarneming ervan). Einstein suggereerde ook dat de snelheid van het licht de enige constante in het universum was en de tijd veranderde afhankelijk van de relatieve snelheid.

Als het gaat om het bijhouden van de tijd, kunnen de theorieën van Einstein elke poging tot chronologie belemmeren. Als zowel de zwaartekracht als de relatieve snelheid de tijd kunnen beïnvloeden, wordt het moeilijk om de tijd nauwkeurig te meten.

We hebben lang geleden het idee verlaten om de hemellichamen en de rotatie van de aarde te gebruiken als een referentie voor onze tijdwaarneming, aangezien in het begin van de twintigste eeuw werd erkend dat de rotatie van de aarde helemaal niet accuraat of betrouwbaar was. In plaats daarvan zijn we afhankelijk geweest van de oscillaties van atomen om de tijd bij te houden. Atoomklokken meet atoomtikken van bepaalde atomen en ons tijdsbegrip is gebaseerd op deze teken met elke seconde gelijk aan meer dan 9 miljard oscillatie van het cesiumatoom.

Ook al baseren we ons nu op atomaire oscillaties, technologieën zoals GPS satellieten (Global Positioning System) moeten nog steeds de effecten van lagere zwaartekracht tegengaan. In feite kunnen de effecten van tijd zo nauwkeurig worden gevolgd dankzij atoomklokken dat die op verschillende hoogten boven zeeniveau met enigszins verschillende snelheden werken waarvoor moet worden gecompenseerd.

Atoomklokken kunnen ook worden gebruikt om een ​​computernetwerk te synchroniseren en ervoor te zorgen dat ze zo nauwkeurig mogelijk werken. Meest NTP tijdservers werken door gebruik te maken en het tijdsignaal uitgezonden door een atoomklok (ofwel via GPS of lange golf) met behulp van het protocol te verspreiden NTP (Network Time Protocol).

Is het GPS-tijdsignaal hetzelfde als het GPS-positioneringssignaal?

Het GPS-netwerk (Global Positioning System) is algemeen bekend als een satellietnavigatiesysteem. Het geeft echter een ultra-nauwkeurig tijdsignaal door van een ingebouwde atoomklok.

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.