GPS의 역할

정확한 시간과 주파수 보급에서 GPS의 역할

주로 내비게이션 시스템으로 알려진 GPS(Global Positioning System)은 정확한 시간, 시간 간격 및 주파수를 전파하는 용도로 사용된다. 

GPS 캐리어 신호(반송파)들은 아래의 그림과 같이 지상의 통제 시스템의 온보드 원자 시계에서 발생하며, 모니터링 된다.  아래의 그림을 보면  GPS 위성은 타임 신호를 각 서브 프레임 데이터를 반송파를 통해 변조하여 전송한다. 내비게이션 및 측량 수신기는 GPS 시간을 사용하여 위치 솔루션을 계산하고, 시간 및 주파수 수신기는 GPS 위성 전송을 사용하여 타이밍 신호 및 발진기를 제어한다.

시간, 시간간격, 주파수

시간과 시간간격은 서로 다른 개념이다. 먼저 시간은 이벤트에 대한 원점을 참조할 수 있는 표시라고 할 수 있다. 그리고 시간 간격은 지속의 간격을 측정하는 수단이다. 이벤트의 시간은 시, 분 , 초 및 달력 날자로 측정할 수 있는 반면에 시간 간격은 두 이벤트 사이의 시간의 차이로 나타내어 진다. 

주파수는 1초 내에 전압파형의 진동횟수 처럼 시간 간격 내에서 발생하는 이벤트의 수에 대한 측정이다. 

UTC (Coordinated Universal Time)는 1972 년에 여러 국가에서 채택한 시간 시스템입니다. UTC는 프랑스의 BIPM (Bureau International des Poids et Mesures)에 의해 조정되며 전 세계에 위치한 가중 원자 시계 조합을 기반으로 한다. 

UTC는 때때로 윤초를 추가하여 변경됩니다. UTC와 비교할 수있는 다른 시간 시스템으로는 예를 들어 UTI가 있는데, 이는 지구의 각 회적 속도를와 관련이 있으며 항해자가 사용한다. 

 

시간, 주파수 사용자

천문대는 천구의 사건을 기록하고 먼곳에서 동시 관츨을 수행하는데 시간을 사용한다. 매우 긴 기준선 간섭 법은 광범위하게 분리 된 방사성 천문대 관측소에서 시간 동기화 된 기록을 사용하여 마치 하나의 거대한 안테나에서 온 것처럼 천상의 무선 소스를 매핑합니다. 전력 회사는 50 또는 60 헤르츠 라인 주파수를 사용하고 유지한다.

컴퓨터 네트워크는 원격 노드와 통신 전환 및 청구를 위해 동기화 할 때 시간을 사용한다. 통신 시스템은 시간과 주파수를 모두를 매개변수로 하여,  반송파 주파수와 데이터 비트 그리고 위상 타이밍을 유지한다. 군사 및 은행의 통신 네트워크는 특별한 타이밍 요구사항을 통해서 데이터의 암호화 및 암호해독 장비에 사용한다.

주파수 표준은 위성통신 송신기 뿐만 아니라 라디오 및 텔리비전 방송국용으로 필요하다. 우주 운송체를 추적하려면 동기화된 지상국을 통한 조정 및 관측이 필요하다.  지상국과 우주 운송체는 나노초 (10-9 또는 10 억분의 1 초) 단위로 측정 된 정확도를 달성하는 정확한 시간, 시간 간격 및 주파수의 조합이 필요하다.

정확한 시간과 정확한 주파수를 가진 사용자는 정확한 시간간격을 통해 주기파의 엣지 또는 파형 제로 그코싱  주기적 펄스 에지 또는 파형 제로 크로싱 사이의 시간을 측정한다. 하지만 시간을 사용할 때와 주파수를 사용할 때 측정의 안정성을 위해 요구되는 간격이 달라진다.