В развитых странах мира проблеме постоянного совершенствования научно-технической базы и организационной структуры систем единства измерений времени и частоты уделяется постоянное внимание. Например, в США вопросами время-частотного обеспечения занимается Национальный институт стандартов и технологий (NIST) и Военно-морская обсерватория (USNO), в которой находится государственный эталон времени и частоты. Во Франции эталон времени и частоты размещен в Парижской обсерватории [6].
Среди зарубежных служб времени ведущее место занимает служба единого времени США [6]. Координированная шкала времени этой службы - UTC (USNO). Сигналы, излучаемые передающими станциями службы времени США, обеспечивают потребителям возможность привязки собственных шкал времени (ШВ) друг к другу (с помощью бюллетеней USNO или автоматизированной службы данных) и к ШВ ведущих часов USNO. В качестве передающих станций службы времени США используются как специальные средства, так и системы более широкого применения, в сигналы которых в той или иной форме входит частотно-временная информация. В состав передающих станций входят: специальные КВ и ДВ радиостанции службы времени; СДВ радиостанции связи ВМС США; станции ДВ РНС LORAN-C и СДВ РНС OMEGA; ТВ передатчики; спутники метеорологической системы GOES, СРНС TRANSIT и GPS- NAVSTAR. С помощью передающих станций и транспортируемых квантовых часов осуществляется привязка ШВ потребителей друг к другу и к ШВ ведущих часов USNO.
Основой для создания Государственной службы единого времени и эталонных частот (ГСВЧ) Украины явились ряд организаций и предприятий Украины, входящих в прошлом в состав Государственной системы единого времени и эталонных частот (ГСЕВЭЧ) СССР [7].
ГСЕВЭЧ СССР развивалась на основе функционально разделенных подсистем (подсистемы Государственного стандарта и подсистемы средств Министерства обороны), причем первая в основном стимулировала развитие метрологической службы времени и частоты, а вторая обеспечивала потребности технических и радиотехнических комплексов в Министерстве обороны.
Иерархическая структура ГСЕВЭЧ СССР [7] показана на рис. 6.
Функционально система состояла из главного метрологического центра (ГМЦ), оборудованного Государственным эталоном времени и частоты (ГЭВЧ) с относительной погрешностью воспроизведения действительного значения частоты (ДЗЧ) 1×10-14 за месяц (среднеквадратичная вариация), ряда вторичных эталонов и подсистемы контроля и управления (ПКУ) для обеспечения единства воспроизводимых и передаваемых в системе UTC шкал времени и размеров единиц времени и частоты, управления передающими средствами, контроля частотно-временного поля системы.
Ведущими органами системы являлись ГМЦ (п. Менделеево Московской области) и автоматизированный центр управления системой (АЦУС) в п. Голицино Московской области с эталоном времени и частоты, среднеквадратичная погрешность (СКП) совмещения ДЗЧ которого с ГЭВЧ < 1×10-13, а СКП поддержания шкалы времени (ШВ) относительно ШВ ГЭВЧ менее 100 нс. Кроме этого, в состав системы входили эталон-копия (г. Иркутск) и вторичные эталоны (гг. Новосибирск, Петропавловск-Камчатский, Хабаровск, Харьков, Ужгород).
ГМЦ и вторичные эталоны были оборудованы разработанными в ХНУРЭ средствами радиометеорной синхронизации, что позволяло производить регулярные сличения и поддерживать погрешность синхронизации ШВ эталонов на уровне 20-40 нс [8, 13-16].
Как средство синхронизации ШВ с ГСЕВЭЧ использовалась система спутниковой навигации ГЛОНАСС, входящая функционально в состав системы. Для этого осуществлялась синхронизация ШВ АЦУС и центрального синхронизатора ГЛОНАСС со СКП 20 нс [7]. 
Для синхронизации крупных радиотехнических комплексов применялась аппаратура потребителей четырех классов точности (приемные пункты), позволяющая формировать свою ШВ, синхрочастоты и коды времени, имеющая в своем составе средства сопряжения с аппаратурой потребителя по нормализованным интерфейсным каналам. Аппаратура приемных пунктов состояла из квантовых стандартов частоты, средств привязки шкал времени по сигналам, излучаемым различными средствами ГСЕВЭЧ и аппаратура функционального контроля [7].
После распада СССР большая часть технических средств ГСЕВЭЧ осталась в России. В связи с этим одной из первоочередных актуальных задач для Украины встала задача организации частотно-временного обеспечения в стране. Для ее решения была создана Государственная комиссия единого времени и эталонных частот Украины (1993 г.) и разработана Государственная программа создания и развития ГСВЧ Украины на период 1995-1999 гг. (программа продлялась до 2001 г.) [8, 10].
Выполнение указанной выше программы позволило разработать структуру ГСВЧ Украины (рис. 7), которая бы учитывала особенности эталонной базы и время-частотного обеспечения в Украине, а также возможности разработки целого ряда технических средств и комплексов на базе научно-технического потенциала Украины.
Основными задачами ГСВЧ Украины являются [8]:
1) воспроизведение и хранение единиц времени и частоты с наивысшей точностью;
2) воспроизведение и хранение национальной шкалы времени UTC(UA) и хранение ее со шкалой Всемирного координированного времени UTC;
3) передача сигналов времени и частоты по телевидению, сети проводного вещания, радио, метеорным и другим каналам связи, а также обеспечение потребителей этих сигналов необходимой информацией справочного характера;
4) осуществление контроля точности передаваемых сигналов времени и частоты, в том числе техническими средствами негосударственных организаций, обеспечение соответствия их характеристик установленным нормам и доведение этой информации до потребителей;
5) определение всемирного времени UT, параметров вращения Земли и обеспечение потребителей соответствующей информацией;
6) анализ метрологического обеспечения измерений времени и частоты и постоянное его усовершенствование;
7) разработка и внедрение нормативных документов в области измерений времени и частоты;
8) проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с целью повышения точности воспроизведения и хранения единиц времени и частоты и шкал времени, передачи сигналов времени и частоты, создания новых средств измерительной техники и др.;
9) научно-методическое руководство службами времени предприятий и организаций;
10)осуществление международного сотрудничества в области измерения времени и частоты.
Основой эталонной базы ГСВЧ Украины является утвержденный в 1997г. государственный первичный эталон времени и частоты, который создан в ХГНИИМ [9, 11].
Государственный первичный эталон времени и частоты Украины по своему составу и техническим характеристикам соответствует мировому уровню, входя в состав восьми лучших эталонов. Структурная схема эталона представлена на рис. 8.
Эталон имеет следующий состав [11]:
а) аппаратура воспроизведения и хранения единиц времени и частоты, состоящая из водородных стандартов Ч1-80, Ч1-76, Ч1-70М;
б) аппаратура хранения шкалы времени и эталонных частот, состоящая из систем:
1) формирования рабочей шкалы времени (автоматический коммутатор сигналов водородных генераторов, устройство синхронизации кварцевого генератора, синхронометры Ч7-15 и Ч7-37;
2) формирования эталонных частот (синтезатор частоты Ч6‑31, синтезатора частоты в диапазоне от 1 до 18 ГГц, синхронизированных генераторов СВЧ-1 (72,338 ГГц), СВЧ-2 (43,5 Ггц) и СВЧ-3 (48,7 ГГц);
3) усиления и размножения эталонных сигналов частоты и времени (блоки буферных усилителей);
в) аппаратура внутренних сличений, которая включает:
1) блоки фазовых компараторов;
2) частотные компараторы Ч7-12 и Ч7-39;
3) автоматизированную измерительную систему (коммутаторы сигналов, синхронометр Ч7-37, частотомеры Ч3-65 и Ч3-64, ПЭВМ типа IBM PC;
4) систему сравнения частот (частотный и фазовый компараторы, блок интерфейса, частотомеры Ч3-64 и Ч3-54, , ПЭВМ типа IBM PC;
5) измеритель частотных характеристик сигналов;
г) аппаратура внешних сличений в составе:
1) аппаратуры сличения эталонов с помощью сигналов спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPS;
2) радиометеорной аппаратуры сличения "Метка-6М";
3) аппаратуру сличения эталонов по каналам телевидения;
д) аппаратура жизнеобеспечения эталона (системы резервирования электропитания, кондиционирования и термостатирования помещений, контроля параметров среды).
Метрологические характеристики эталона [9, 11]:
а) диапазон значений интервалов времени, которые воспроизводятся эталоном, составляет от 1·10-10 до 1·108 с, диапазон значений частот от 1 до 7·1010 Гц.
б) относительная СКП воспроизведения единиц не превышает 5·10-14 при 20 независимых наблюдениях.
в) не исключенная систематическая погрешность не превышает 1·10-13.
г) нестабильность эталона на интервалах измерений от 1000 с до 1 суток не превышает 2·10-14.
д) допустимое значение сдвига национальной шкалы координированного времени, воспроизводимой эталоном, и Международной шкалы координированного времени составляет ±2 мкс.
В состав эталонной базы ГСВЧ Украины также включены: рабочий эталон времени и частоты филиала ГНИИ "Система" (г. Ужгород). который входил в состав ГСЕВЭЧ СССР, и рабочий эталон времени и частоты УкрЦСМ (г. Киев). По составу и точности рабочие эталоны уступают государственному эталону (относительные СКП рабочих эталонов в Ужгороде и Киеве составляют соответственно 2·10-13 и 4·10-13). Оба рабочих эталона оснащены радиометеорной аппаратурой сличения.
Государственный первичный эталон и рабочие эталоны удачно размещены по территории Украины (запад, центр, восход) с точки зрения обеспечения единства измерений времени и частоты в пределах государства.
При разработке средств передачи частотно–временной информации в ГСВЧ Украины учтено, что собственных специализированных радиостанций и космических радионавигационных систем Украина не имеет и в ближайшее время иметь не будет. Поэтому для большинства потребителей наиболее пригодным средством передачи частотно–временной информации выбрана система телевидения (канал УТ–1). Для потребителей высокоточной частотно–временной информации (погрешность синхронизации менее 0,1 мкс) предлагается использовать метеорную аппаратуру синхронизации, разработчиком которой является ХНУРЭ.
В структуре ГСВЧ предусмотрены средства контроля информационных полей радиостанций и радионавигационных систем других стран (России и США), а также структуры, которые бы информировали потребителей про параметры частотно-временной информации отечественных и зарубежных источников.
3 Современные системы, основанные на синхронизации времени и частоты
