Повышение оперативности контроля и надёжности формирования шкалы времени группы водородных стандартов времени и частоты

Рассмотрены вопросы формирования и хранения шкал времени. Периодичность внутригруппового контроля хода водородных стандартов является одним из факторов, влияющих на надёжность формирования шкалы времени. Предложен алгоритм формирования аналитической и физической шкал времени группы водородных стандартов времени и частоты, основанный на повышении оперативности внутригруппового контроля хода водородных стандартов. При использовании этого алгоритма время, необходимое для выявления и последующей компенсации вариаций хода отдельных водородных стандартов, сокращается с одних суток до нескольких минут. Сформированная в соответствии с предложенным алгоритмом аналитическая групповая шкала времени даёт детальное представление о вариациях хода отдельных водородных стандартов в течение суток. Показано, что в нестабильность физической шкалы времени вносят основной вклад как вариации хода отдельных водородных стандартов, так и погрешности средств измерений интервалов времени. На Государственном первичном эталоне единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2022 экспериментально подтверждено, что в результате изменения периодичности группового контроля в соответствии с разработанным алгоритмом уменьшается нестабильность формируемой шкалы времени в интервалах времени измерения более 1 ч.

1. David W. Allan, John H. Shoaf, Donald Halfordt, Тime and frequency: theory and fundamentals. Chapter 8. Statistics of Time and Frequency Data Analysis, Nat. Bur. Stand. (U.S.), Monogr. 140, 1974, pp. 151–204. URL: https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/ MONO/nbsmonograph140.pdf (дата обращения: 30.09.2022 г.).

2. Норец И. Б. Эталонная база ГСВЧ. Современное состояние и перспективы развития // Альманах современной метрологии. 2016. № 8. С. 53–74.

3. Кошеляевский Н. Б., Соколова О. Ю. Ансамбль часов на основе H-мазеров как средство хранения национального размера единицы времени и формирования национальной шкалы времени // Метрология времени и пространства: доклады VII международного симпозиума. ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, 2015. С. 112–129.

4. Антропов С. Ю., Глазов Е. Ю., Карауш А. А. и др. Алгоритм формирования шкал времени эталонов ГСВЧ // Метрология времени и пространства: материалы X Международного симпозиума. Менделеево, 2021. С. 38–39.

5. Блинов И. Ю., Капитонов А. Л., Смирнов Ю. Ф. Реализация национальной шкалы времени UTC(SU) и ее передача в наземный комплекс управления ГЛОНАСС // Альманах современной метрологии. № 1. 2014. С. 65–74.

6. Каган С. Н., Смирнов Ю. Ф., Игнатенко И. Ю., Наумов А. В. Комплекс формирования и передачи национальной шкалы координированного времени UTC(SU) в НКУ ГЛОНАСС // Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в Российской Федерации: восьмая всероссийская научнотехническая конференция. Пос. Поведники, Московская обл. 2010. С. 96.

7. Смирнов Ю. Ф. Оценка погрешности хранения шкалы времени водородных стандартов с учетом систематических изменений частоты // Измерительная техника. 2007. № 3. C. 42–45.

8. Сутырин Д. В., Бердасов О. И., Антропов С. Ю., Грибов А. Ю., Балаев Р. И., Стельмашенко Е. Ф., Федорова Д. М., Малимон А. Н., Слюсарев С. Н. Оптический репер частоты для применения в национальной шкале времени // Квантовая электроника. 2019. Т. 49. № 2. С. 199–204.

9. Panfi lo G., Harmegnies A., Tisserand L., Metrologia, 2012, vol. 49, no. 1, pp. 49–56. https://doi.org/10.1088/0026-1394/49/1/008

10. Bauch A., Weyers S., Piester D., Staliuniene E., Yang W., Metrologia, 2012, vol. 49, pp. 180–188. https://doi.org/10.1088/0026-1394/49/3/180

11. Riley W. J., Handbook of Frequency Stability Analysis, NIST Special Publication 1065 (July 2008), pp. 14–18, URL: https://tsapps.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=50505 (дата обращения : 30.09.2022 г.).

12. Рекомендация МСЭ-R TF.538-4 (07/2017). Меры случайных нестабильностей частоты и времени (фазы). URL: https://www.itu.int/rec/R-REC-TF.538-4-201707-I/en (дата обращения: 30.09.2022 г.).