Hiro

مفهوم زمان در GPS

زمان یک پارامتر خطی است که همواره در جهت مثبت رشد می کند. زمان به صورت عمده نیازمند یک مبدا اندازه گیری، وسیله اندازه گیری و دقت اندازه گیری دارد است. سیستم های تعیین موقعیت ماهواره های جی ان اس اس (GNSS) برای اندازه گیری زمان، نیاز به ساعت های دقیق و سیستم زمانی استاندارد دارند. در نتیجه هر سیستم تعیین موقعیت ماهواره ای، شامل یک سیستم زمانی مشخص می باشد. تمامی سیستم های زمانی مربوط به جی ان اس اس GNSS، بر پایه ثانیه SI و زمان اتمی می باشند. البته این سیستم های زمانی، مبدا و آفست متفاوتی نسبت به هم دارند که در ادامه با آن ها بیشتر آشنا می شوید.

تعاریف زمان:

زمان محلی (Local Time): عبارت است از زمان نسبت به نصف‌النهار آسمانى هر ناظر خاص، که براى همه نقاط واقع بريک نصف‌النهار، از قطب تا استواى زمين، يکسان است.

زمان میانگین گروینویچ (GMT): که مخفف (Greenwich Mean Time) می باشد، به ساعت جاری دهکده گرینویچ در نزدیکی شهر لندن اشاره دارد. این ساعت در رصدخانه سلطنتی گرینویچ و بر اساس موقعیت خورشید تنظیم می‌شود.

زمان مختصاتی جهانی (UTC): که مخفف (Coordinated Universal Time) می باشد، یک معیار زمان برای تعیین ساعت‌ها و اختلافات زمانی در سراسر جهانست. ساعت هماهنگ جهانی تنها ۰٫۹ ثانیه با ساعت گرینویچ اختلاف دارد.

زمان اتمی بین المللی (TAI): که مخفف (Temps Atomique International) می باشد، یک معیار برای سنجش زمان اتمی جهانی است که برحسب SI به صورت مداوم شمرده می شود. در حال حاضر TAI حدود 37 ثانیه از UTC جلوتر است.

زمان جی پی اس:

سیستم زمانی GPS که از سال 1990 شناخته شده است، توسط ساعت های اتمی موجود در قسمت کنترل و نیز ماهواره های GPS تولید می شود. در واقع این ساعت های اتمی، یک مقیاس زمانی مشخص را به همراه وزن این مقیاس به کمک مشاهداتی خاص تولید می کنند. این زمان تولید شده با زمان UTC دارای اختلافی در حد نانومتر می باشد. این میزان اختلاف توسط پیغام های ناوبری به کاربران GPS ارسال می شود تا بتوانند به دقت بالا تعیین موقعیت کنند. مبدا سیستم زمانی GPS، ششم ژانویه 1980 می باشد.  این زمان با زمان بین المللی اتمی TAI دارای اختلاف مشخصی می باشد: t (GPS) = TAI – 19 s. زمان GPS با زمان استاندارد UTC داری اختلافی متغیر است. این اختلاف که بیان کننده اختلاف بین زمان اتمی و زمان خورشیدی می باشد توسط ثانیه جهشی یا Leap Second مشخص می شود. وظیفه اعلام ثانیه جهشی بر عهده سرویس IERS می باشد. معمولا زمان GPS را به صورت هفته GPS و ثانیه از هفته جاری مشخص می کنند. هفته GPS یا GPS Week تعداد هفته هایی است که از مبدا این سیستم زمانی می گذرد. هر هفته دارای 604800 ثانیه می باشد. در زمان نگارش این نوشته، هفته 2000 GPS می باشد.

زمان گلوناس:

مبدا سیستم زمانی GLONASS، اول ژانویه 1996 می باشد. این زمان بر اساس زمان UTC شهر مسکو تعیین شده است. در نتیجه همواره اختلافی 3 ساعته با زمان استاندارد UTC دارد. این سه ساعت به دلیل تفاوت زمانی UTC در گرینویچ و زمان شهر مسکو می باشد. t (GLONASS) = UTC + 3 h. زمان GLONASS بر اساس زمان اتمی حاصل از ساعت های اتمی هیدروژن-میزر در قسمت زمینی GLONASS و هم زمان سازی این مقیاس زمانی با زمان UTC به دست می آید. این همزمان سازی در ابتدا با خطای زیادی انجام می شد (در حدود چند صد نانومتر). ولی از اوایل سال 2014 دقت این همزمان سازی بهبود چشمگیری داشت (به چند ده نانومتر رسید).

زمان بیدو:

مبدا سیستم زمانی Beidou، اول ژانویه سال 2006 انتخاب شده است. این سیستم زمانی دارای اختلاف ثابتی نسبت به سیستم زمانی اتمی بین المللی می باشد. t (Beidou) = TAI – 33 s. هر دو زمان Galileo Time و Beidou Time توسط ساعت های اتمی که در قسمت کنترل این سیستم های تعیین موقعیت ماهواره ای وجود دارند تولید می شوند. این سیستم های زمانی با استفاده از زمان UTC تولید شده توسط لابراتوارهای مختلف، با زمان UTC مقایسه می شوند. مقدار تفاوت Galileo Time با زمان UTC در حدود 50 نانو ثانیه می باشد. این مقدار برای زمان Beidou در حدود دوبرابر این مقدار یعنی 100 نانو ثانیه می باشد.

زمان گالیله:

این زمان که مربوط به سیستم تعیین موقعیت ماهواره های Galileo می باشد، مقدار اختلاف ثابتی با زمان اتمی بین المللی دارد. مبدا زمانی این سیستم دقیقا منطبق با مبدا زمانی GPS Time که در بالا اشاره کردم است. علت این تطابق، بهبودی کارایی سیستم در هنگام تلفیق با GPS می باشد.

t (Galileo) = TAI – 19 s.

اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email
اشتراک گذاری در print

مقالات مرتبط

مقالات مرتبط

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا