Радиоинтерферометры со сверхдлинными базами (РСДБ) представляют собой территориально распределенные синхронные приемные системы, предназначенные для исследований параметров космических (радиоастрономия) и других источников радиоизлучения [1, 50, 62]. Разрешение по угловым координатам, которое удается достичь в результате обработки результатов измерений во всех пунктах, соответствует размерам антенны соизмеримой с протяженностью РСДБ. Из известных РСДБ следует отметить Украинский радиотелескоп БУРАН и систему КВАЗАР (Россия).
Для разработки РСДБ КВАЗАР в С-Петербурге был организован Институт Прикладной Астрономии. Проект был закончен в 1989 г и в настоящее время происходит реализация сети КВАЗАР [60].
Сеть КВАЗАР состоит из ряда Станций наблюдения(СН) с антеннами размером 32 м и Центром управления (Цу) в С-Петербурге (рис 9).
РСДБ КВАЗАР предназначена для точного определения инерционных, динамических и наземных координатных систем и их взаимной ориентации, для составления высокоточных карт космических радиоисточников и других радиотехнических исследований.
Сеть КВАЗАР, как региональная сеть геодинамических станций, в перспективе обеспечит широкодиапазонную координатно-временную поддержку фундаментальных исследований и приложений, в частности реализацию наземной эталонной сети в Восточной Европе и Азии. Геодезическая концепция этой сети состоит из нескольких стержневых точек на территории Евразии. В дальнейшем сеть будет уплотнена дополнительными передвижными станциями.
Изначально проект предполагает пять СН на Европейской и Азиатской территории бывшего СССР (см. п.п. 2-6 на рис. 9). В этой конфигурации диапазон расстояний между СН лежит в пределах от 1000 до 7000 км. Планируется также расположение трех СН за границей (см. п.п. 7-9 на рис. 9).
Все СН оборудованы водородными стандартами частоты с относительными нестабильностями: 4×10-13 1/с; 3×10-15 1/час; 5×10-15 1/сутки. Для первичной временной синхронизации используются сигналы систем ГЛОНАСС и GPS (погрешность 20 нс) и специальная система синхронизации часов через геостационарные ИСЗ (погрешность 1 нс). Система связи сети КВАЗАР использует геостационарный спутник “Горизонт” и предназначена для следующих целей:
· высокоскоростная передача данных от СН к ЦУ в реальном масштабе времени 4.5 Мбит/с для каждой СН или 9 Мбит/с для каждой из трех СН с вероятностью ошибки 10-3;
· обмен командами управления и информацией между всеми СН и ЦУ в дуплексном режиме со скоростью 9.6 кбит/с и вероятностью ошибки 10-5;
· предварительную синхронизацию атомных часов на СН с погрешностью 1 нс;
· цифровую телефонную коммуникацию между всеми СН и ЦУ с вероятностью ошибки 10-5.
Ширина спутникового канала 36 МГц, частотный диапазон 14/11 ГГц. СН снабжены спутниковыми антеннами диаметром 4 (или 12) м, а ЦУ – 12 м антеннами. Мощность передатчика 250 Вт.
Таблица 5 – Требования к синхронизации в цифровых системах связи
|
Параметр сигналов устройства синхронизации
|
|
|
|
|
|
| –
|
|
|
| первичный узел
| Транзитный усовершенствованный узел
| Транзитный узел
| Оконечный узел
|
| Относительная
нестабильность частоты
| 1,0×10-11
| –
| –
| –
|
| Начальный сдвиг частоты
| –
| 1,0 10-10
| 5,0 10-10
| 1,0 10-8
|
| Стабильность в режиме хранения частоты
| –
| 2,0 10-11
| 1,0 10-9
| 2,0 10-8
|
| Погрешность измерения временного интервала при переключении резерва
| 80 нс
| £ 1 мкс
| £ 1 мкс
| £ 1 мкс
|
| Средняя скорость изменения фазы
| –
| £ 81нс/ 1,326 мс
| £ 81нс/ 1,326 мс
| £ 81нс/ 1,326 мс
|
| | | | | | |
4 Основные методы синхронизации стандартов времени и частоты
