Служба точного времени на основе GPS/ГЛОНАСС технологий.

Цель проекта:
Создание «электронной» Службы времени на базе рубидиевых стандартов частоты и времени и GPS/ГЛОНАСС-приёмников.
Задачи:
Проектирование программно-аппаратного измерительного узла (NTP сервера)
Сопряжения имеющегося оборудования
Разработка программного обеспечения
Поверка, запуск в опытную эксплуатацию и введение в штатный режим работы.

Распространение точного времени
Задачи службы времени
Получение (астрономические наблюдения, сигналы GPS)
Хранение (стандарт частоты и времени)
Передача ( ЛВС/Internet)

Расположение узлов измерительного комплекса
Служба Времени (Лаборатория астрометрии, В. О.)
Пулковская обсерватория (ГАО)
Математико-механический ф-т (ПУНК)
Связь между узлами осуществляется через Internet

Общая схема программно-аппаратного измерительного узла
Управляющий
Компьютер (NTP Server)
GPS/ГЛОНАСС
приёмник
Рубидиевый
стандарт
Частотомер
Устройство
сопряжения
частотомера
Internet
1pps
Показания в двоично-десятичной
системе счисления
RS232
NTP
Интервал м/д импульсами
COM
COM/LPT
Ч1-78
Navman Jupiter
1pps
RX TX 1pps
1pps
Ч3-34А
Плата
связи и
управления

Блок-схема платы связи и управления
Управляющий
Компьютер
GPS/ГЛОНАСС
приёмник
MAX232
COM
1pps
1pps
TX
RX
TTL
RS232
Плата связи и управления

Стандарт частоты и времени Ч1-78
Среднеквадратическая вариация хода часов за сутки не более 0.3 мкс (паспортная величина)
Частотомер электронно-счётный Ч3-34А
Погрешность измерений интервалов времени 10 нс
(паспортная величина)

Блок-схема устройства сопряжения частотомера с персональным компьютером
PIC16F877
MAX232
IDC50
MCP23016
MCP23016
Ч3-34А
50
PC
I2C
RS232
старший разряд ЦПМ
УСЧ

Схема УСЧ (электрическая принципиальная)

NTP - Network Time Protocol
(Сетевой протокол времени)
Целью протокола является обеспечение максимально возможной точности и надежности, несмотря на значительный разброс задержек при прохождении через большое число промежуточных маршрутизаторов
Протокол описывает серверы с их уровнями и механизмы взаимодействия. (RFC1305) www.ntp.org
Серверы 1 уровня – синхронизированы с эталонными шкалами (атомные часы или GPS приёмники). Всего в мире ~150, в России 4.
Серверы 2 уровня – синхронизированы с серверами первого или второго уровня, имеют более низкую точность по сравнению с серверами первого уровня. Всего в мире >200, в России 6.

Текущие достижения
Устройтва:
сопряжения ПК с частотомером Ч3-34А;
связи и управления с GPS-приемником Navman Jupiter 5V;
связи и управления с GPS-приемником Motorola M12+;
Программное обеспечение:
Разработано встроенное программное обеспечение устройства сопряжения частотомера с персональным компьютером
Настроено программное обеспечение NTP сервера

Текущие достижения
Запущен в опытную эксплуатацию на Службе времени один из узлов комплекса, проработан вопрос о размещении двух других узлов для повышения точности работы системы
В Пулковской обсерватории идет сбор данных о поправках между шкалами времени GPS/ГЛОНАСС и местных водородных стандартов
Определён линейный ход рубидиевого стандарта после замены на нём кварцевого генератора (относительный ход составил 5,48 мкс/сутки, что является удовлетворительной величиной)
Руководство IT отдела СПбГУ обратилось с просьбой о снабжении внутренней локальной сети университете шкалой точного времени