Il Global Positioning System molto amato da piloti, piloti e navigatori marittimi come metodo per trovare la posizione offre molto di più delle sole informazioni di navigazione satellitare. Il sistema GPS funziona utilizzando orologi atomici che trasmettono segnali che vengono poi triangolati dal computer in un sistema di navigazione satellitare.

Perché questi orologi atomici sono molto accurati e non vanno alla deriva di nemmeno un secondo, anche in un milione di anni, possono essere utilizzati come metodo di sincronizzazione dei sistemi informatici. L'ora GPS, l'ora trasmessa dagli orologi atomici GPS, non è esattamente la stessa di UTC (Coordinated Universal Time), la scala cronologica globale del mondo, ma poiché entrambi sono basati sul Tempo Atomico Internazionale, può essere facilmente convertita. (Il tempo GPS è 17 effettivo più lento di quello UTC poiché sono stati aggiunti 17 secondi intercalati alla scala cronologica globale dai satelliti GPS inviati in orbita).

A Orologio GPS è un dispositivo che riceve il segnale GPS e poi lo traduce nel tempo. La maggior parte degli orologi GPS sono time server dedicati in quanto non ha molto senso ricevere l'ora esatta se non si fa nulla con esso. GPS time server usa il protocollo NTP (Network Time Protocol) che è uno dei protocolli più vecchi di Internet e progettato per distribuire le informazioni di temporizzazione su una rete.

Un orologio GPS o un server orario GPS funziona ricevendo un segnale direttamente dal satellite. Questo purtroppo significa che l'antenna GPS deve avere una visione chiara del cielo per ricevere un segnale. L'ora viene quindi distribuita dal server orario a tutti i dispositivi sulla rete. L'ora su ciascun dispositivo viene regolarmente controllata da NTP e, se diversa dall'ora dell'orologio GPS, viene regolata.

L'impostazione di un orologio GPS per la sincronizzazione dell'ora è relativamente semplice. Il time server (orologio GPS) è spesso progettato per riempire uno spazio 1U su un rack del server. Questo è collegato all'antenna GPS (di solito sul tetto) tramite una lunghezza del cavo coassiale. Il server è connesso alla rete e una volta collegato al sistema GPS può essere impostato per iniziare a sincronizzare la rete.

Orologi atomici, come molte persone sanno di essere dispositivi molto precisi ma l'orologio atomico è una delle più importanti invenzioni degli ultimi anni 50 e ha dato origine a numerose tecnologie e applicazioni che hanno completamente rivoluzionato le nostre vite.

Potresti pensare a come un orologio possa essere così importante indipendentemente da quanto sia accurato, tuttavia, se consideri tale precisione, a moderno orologio atomico non perde un secondo nel tempo in decine di milioni di anni rispetto ai prossimi migliori cronometri - orologi elettronici - che possono perdere un secondo al giorno che ti rendi conto di quanto siano precisi.

In effetti, gli orologi atomici sono stati fondamentali per identificare le più piccole sfumature del nostro mondo e dell'universo. Ad esempio, per millenni abbiamo supposto che un giorno sia 24 ore ma in realtà, grazie alla tecnologia dell'orologio atomico, ora sappiamo che la lunghezza di ogni giorno differisce leggermente e in generale la rotazione della Terra sta rallentando.

Gli orologi atomici sono stati anche usati per misurare con precisione la gravità della terra e hanno perfino dimostrato le teorie di Einstein su come la gravità può rallentare il tempo misurando accuratamente la differenza nel passare del tempo ad ogni pollice successivo sopra la superficie terrestre. Questo è stato cruciale quando si tratta di posizionare i satelliti in orbita quando il tempo passa più velocemente al di sopra della terra che al suolo.

Gli orologi atomici costituiscono anche la base per molte delle tecnologie che impieghiamo nelle nostre vite quotidiane. I dispositivi di navigazione satellitare si basano su orologi atomici nei satelliti GPS. Non solo devono tener conto delle differenze di tempo sopra l'orbita, ma come i satelliti usano il tempo inviato dai satelliti per triangolare le posizioni, un'accuratezza di un secondo vedrebbe le informazioni di navigazione inaccurate di migliaia di miglia (mentre la luce viaggia quasi 180,000 miglia ogni secondo).

Gli orologi atomici sono anche la base per i tempi globali del mondo - UTC (Coordinated Universal Time), che viene utilizzato da reti di computer in tutto il mondo. La sincronizzazione dell'ora con un orologio atomico e l'UTC è relativamente semplice con a NTP time server. Questi usano il segnale orario dal sistema GPS o trasmissioni speciali trasmesse da laboratori di fisica su larga scala e quindi distribuirlo su Internet utilizzando il protocollo temporale NTP.

Il "navigatore satellitare" ha rivoluzionato il nostro modo di viaggiare. Dai tassisti, i corrieri e le auto di famiglia agli aerei di linea e ai carri armati, i dispositivi di navigazione satellitare sono ora installati in quasi tutti i veicoli mentre escono dalla linea di produzione. Anche se i sistemi GPS hanno sicuramente dei difetti, hanno anche molti usi. La navigazione è solo uno degli usi principali del GPS, ma è anche utilizzato come fonte di tempo for Tempo NTP GPS server.

Essere in grado di localizzare punti dallo spazio ha salvato innumerevoli vite e rendere il viaggio verso destinazioni sconosciute senza problemi. La navigazione satellitare si basa su una costellazione di satelliti nota come GNSS (Global Navigational Satellite Systems). Attualmente esiste solo un GNSS pienamente funzionante nel mondo che è il Global Positioning System (GPS).

Il GPS è di proprietà e gestito dai militari statunitensi. I satelliti trasmettono due segnali, uno per l'esercito americano e uno per l'uso civile. Originariamente, il GPS era destinato esclusivamente alle forze armate statunitensi, ma a seguito di un abbattimento accidentale di un aereo di linea, l'allora presidente degli Stati Uniti Ronald Reagan ha aperto il sistema GPS alla popolazione mondiale per prevenire future tragedie.

Il GPS ha una costellazione di oltre i satelliti 30. In qualsiasi momento almeno quattro di questi satelliti sono generali, ovvero il numero minimo richiesto per una navigazione accurata.

I satelliti GPS hanno ciascuno a bordo di un orologio atomico. Gli orologi atomici usano la risonanza di un atomo (la vibrazione o la frequenza in particolari stati energetici) che li rende altamente accurati, non perdendo nemmeno un secondo nel tempo in un milione di anni. Questa incredibile precisione è ciò che rende possibile la navigazione satellitare.

I satelliti trasmettono un segnale dall'orologio di bordo. Questo segnale consiste nel tempo e nella posizione del satellite. Questo segnale viene riportato sulla Terra, dove il navigatore satellitare della tua auto lo recupera. Calcolando quanto tempo impiega questo segnale per raggiungere l'auto e triangolando quattro di questi segnali, il computer del tuo sistema GPS funzionerà esattamente dove sei sulla faccia del mondo. (Quattro segnali sono usati a causa di cambiamenti di elevazione - su una terra "piatta" sarebbero necessari solo tre).

Sistemi GPS può funzionare solo grazie all'accuratezza estremamente precisa degli orologi atomici. Poiché i segnali vengono trasmessi alla velocità della luce e la precisione anche di un millisecondo (un millesimo di secondo) potrebbe modificare i calcoli di posizionamento di 100 chilometri in quanto la luce può percorrere quasi 100,00km ogni secondo - attualmente i sistemi GPS sono precisi a circa cinque metri.

Gli orologi atomici a bordo dei sistemi GPS non sono solo usati per la navigazione. Perché gli orologi atomici sono così precisi Il GPS è una buona fonte di tempo. I server di tempo NTP utilizzano il GPS segnali per sincronizzare reti di computer a. Un server NTP GPS riceverà il segnale orario dal satellite GPS quindi convertirlo in UTC (Coordinated Universal Time) e distribuirlo a tutti i dispositivi su una rete che fornisce una sincronizzazione temporale estremamente precisa.

A seguire recenti resoconti dei media sulla mancanza di investimenti nel sistema di navigazione satellitare globale degli Stati Uniti - GPS (Global Positioning System) e il potenziale fallimento dei ricevitori di navigazione negli ultimi anni, gli specialisti della sincronizzazione temporale, Galleon Systems, vorrebbero garantire a tutti i loro clienti che qualsiasi guasto del GPS la rete non influenzerà la corrente Time server NTP GPS.

I recenti resoconti dei media a seguito di uno studio dell'ufficio di responsabilità del governo degli Stati Uniti (GAO), che ha concluso la cattiva gestione e la mancanza di investimenti, hanno fatto sì che l'attuale numero di satelliti operativi 31 possa scendere al di sotto di 24 a volte in 2011 e 2012 che ne ostacolerebbe l'accuratezza.

Tuttavia, la Laboratorio di fisica nazionale del Regno Unito sono fiduciosi che eventuali problemi potenziali delle strutture di navigazione GPS non influenzeranno le informazioni di temporizzazione utilizzate da GPS server NTP.

Un portavoce del National Physical Laboratory del Regno Unito ha confermato che le informazioni sulla tempistica non dovrebbero essere influenzate da eventuali futuri guasti del satellite.

"Si stima che vi sia un rischio 20% che in 2011-2012 il numero di satelliti nella costellazione GPS potrebbe scendere sotto 24 a volte.

"Se ciò dovesse accadere, ci potrebbe essere una leggera riduzione dell'accuratezza della posizione dei ricevitori GPS in alcuni periodi, e in particolare potrebbero richiedere più tempo per acquisire una soluzione in alcuni luoghi quando sono stati accesi per la prima volta. Tuttavia, anche in questo caso l'effetto sarebbe un peggioramento delle prestazioni, piuttosto che una totale incapacità di operare.

"È improbabile che un ricevitore di temporizzazione GPS sia influenzato in modo significativo poiché, una volta determinata la sua posizione all'accensione, ogni satellite che osserva fornisce informazioni utili sul tempo. Una piccola riduzione del numero di satelliti in vista non dovrebbe peggiorare molto le sue prestazioni. "

Il segnale MSF del Regno Unito trasmesso da Anthorn, Cumbria e utilizzato dal Regno Unito Server NTP gli utenti possono essere disattivati ​​per un periodo di quattro ore su 11 giugno per la manutenzione programmata. Lo standard di frequenza e frequenza 60 kHz di MSF sarà disattivato tra 10.00 e 14: 00 BST (9: 00 - 13: 00 UTC).

Gli utenti di NTP time server che utilizza il segnale di MSF dovrebbe essere a conoscenza dell'interruzione ma non dovrebbe andare nel panico. Maggior parte Network Time Server che utilizza il sistema Anthorn dovrebbe comunque funzionare adeguatamente e la mancanza di un segnale di temporizzazione per quattro ore non dovrebbe creare problemi di sincronizzazione o deriva del clock.

Tuttavia, qualsiasi test di time server che utilizza MSF dovrebbe essere condotto prima o dopo l'interruzione pianificata. Ulteriori informazioni sono disponibili da NPL.

Qualsiasi ora del server di rete gli utenti che richiedono precisione ultra-precisa o si sentono temporaneamente la perdita di questo segnale potrebbe causare ripercussioni sulla sincronizzazione del loro tempo dovrebbero seriamente considerare l'utilizzo del segnale GPS come ulteriore mezzo per ricevere un segnale orario.

Il GPS è disponibile letteralmente ovunque sul pianeta (a patto che ci sia una buona visione chiara del cielo) e non è mai giù a causa di interruzioni.

Per ulteriori informazioni sulla GPS server NTP può essere trovato qui.

Sincronizzazione oraria sulle reti di computer è spesso condotta dal Server NTP. NTP time server non generano informazioni sul tempo ma sono semplicemente metodi di comunicazione con un orologio atomico.

La precisione di un orologio atomico è ampiamente discussa. Molti di loro possono mantenere il tempo di precisione in nanosecondi (miliardesimi di secondo), il che significa che non andranno alla deriva oltre un secondo in accuratezza in centinaia di milioni di anni.

Tuttavia, ciò che è meno compreso e discusso è il motivo per cui abbiamo bisogno di avere orologi così accurati, dopo che tutti i metodi tradizionali di tenere il tempo come orologi meccanici, orologi elettronici e usare la rotazione della Terra per tenere traccia dei giorni si sono rivelati affidabile per migliaia di anni.

Tuttavia, lo sviluppo della tecnologia digitale negli ultimi anni è stato quasi esclusivamente legato alla precisione ultra alta di un orologio atomico. Una delle applicazioni più utilizzate per orologi atomici è nel settore delle comunicazioni.

Ormai da diversi anni le telefonate effettuate nella maggior parte dei paesi industrializzati vengono ora trasmesse digitalmente. Tuttavia, la maggior parte dei cavi telefonici sono semplicemente cavi in ​​rame (sebbene molte compagnie telefoniche stiano ora investendo in fibra ottica) che possono trasmettere solo un pacchetto di informazioni alla volta. Eppure i fili telefonici devono trasportare molte conversazioni lungo gli stessi fili allo stesso tempo.

Ciò è ottenuto dai computer delle centrali che passano da una conversazione all'altra migliaia di volte al secondo e tutto ciò deve essere controllato con una precisione nano-secondo, altrimenti le chiamate diventeranno fuori passo e confuse: da qui la necessità. Orologi atomici; i telefoni cellulari, la TV digitale e le comunicazioni Internet utilizzano tecnologie simili.

L'accuratezza degli orologi atomici è anche la base per la navigazione satellitare come il GPS (sistema di posizionamento globale). I satelliti GPS contengono un orologio atomico integrato che genera e trasmette un segnale orario. Un ricevitore GPS riceverà quattro di questi segnali e userà le informazioni di temporizzazione per calcolare la durata delle trasmissioni per raggiungerlo e quindi la posizione del ricevitore sulla Terra.

Gli attuali sistemi GPS sono precisi per pochi metri ma per dare un'indicazione di quanto sia vitale la precisione, una deriva di un secondo di a Orologio GPS potrebbe vedere il ricevitore GPS essere inaccurato da oltre 100 mille miglia (a causa delle enormi distanze di luce e quindi le trasmissioni richiedono in un secondo).

Molte di queste tecnologie dipendono dagli orologi atomici NTP server come il modo preferito per comunicare con gli orologi atomici facendo il NTP time server uno dei pezzi più importanti di attrezzature nei settori della comunicazione.

Il tempo è qualcosa a cui tutti siamo abituati, governa le nostre vite ancor più dei soldi e siamo costantemente in "guerra" con il tempo mentre ci battiamo per condurre i nostri compiti quotidiani prima che finisca.

Tuttavia, quando iniziamo a esaminare il tempo, scopriamo che il concetto di tempo comincia a rendersi conto che una distanza lineare senza fine tra diversi eventi che chiamiamo tempo è puramente un'invenzione umana.

Naturalmente il tempo esiste ma certamente non segue le regole che il concetto umano del tempo fa. Non è mai infinito o costante e cambia e si deforma a seconda della velocità degli osservatori e della forza di gravità. In effetti lo era Le teorie di Einstein sulla relatività che ha dato al genere umano il suo primo sguardo su che tempo sia realmente e come influenza la nostra vita quotidiana.

Einstein descrisse uno spazio-tempo quadridimensionale, dove il tempo e lo spazio sono intrecciati inestricabilmente insieme. Questo spazio-tempo diventa deformato e piegato dalla gravità che rallenta il tempo (o la nostra percezione di esso). Einstein inoltre, suggerì che la velocità della luce era l'unica costante nell'universo e il tempo cambiava a seconda della velocità relativa ad esso.

Quando si tratta di tenere traccia del tempo, le teorie di Einstein possono ostacolare qualsiasi tentativo di cronologia. Se sia la gravità che la velocità relativa possono influenzare il tempo, diventa difficile misurare il tempo con precisione.

Abbiamo abbandonato da tempo l'idea di usare i corpi celesti e la rotazione terrestre come riferimento per il nostro cronometraggio, poiché fu riconosciuto all'inizio del XX secolo che la rotazione della Terra non era affatto accurata o affidabile. Invece, abbiamo dipeso n le oscillazioni degli atomi per tenere traccia del tempo. Gli orologi atomici misurare le zecche atomiche di particolari atomi e il nostro concetto di tempo si basa su queste zecche con ogni secondo uguale a oltre 9 miliardi di oscillazione dell'atomo di cesio.

Anche se ora basiamo il tempo sulle oscillazioni atomiche, tecnologie come GPS i satelliti (Global Positioning System) devono ancora contrastare gli effetti della gravità inferiore. In effetti gli effetti del tempo possono essere monitorati in modo così preciso grazie agli orologi atomici che quelli a diverse altitudini sul livello del mare corrono a velocità leggermente diverse che devono essere compensate.

Gli orologi atomici possono anche essere utilizzati per sincronizzare una rete di computer garantendo che funzionino nel modo più preciso possibile. Maggior parte NTP time server operare utilizzando e distribuendo il segnale orario trasmesso da un orologio atomico (tramite GPS o onda lunga) utilizzando il protocollo NTP (Network Time Protocol).

Il segnale orario GPS è uguale al segnale di posizionamento GPS?

La rete GPS (Global Positioning System) è comunemente nota come sistema di navigazione satellitare. Tuttavia, in realtà trasmette un segnale orario ultra preciso da un orologio atomico di bordo.

La Server NTP GPS è un dispositivo dedicato che utilizza il segnale orario dalla rete GPS (Global Positioning System). Il GPS è ora uno strumento comune per gli automobilisti con dispositivi di navigazione satellitare montati sulla maggior parte delle auto nuove. Ma il GPS è molto più di un semplice aiuto per il posizionamento, nel cuore stesso della rete GPS orologi atomici che si trovano all'interno di ciascun satellite GPS.

Il sistema GPS funziona trasmettendo il tempo da questi orologi insieme alla posizione e alla velocità del satellite. Un ricevitore satellitare di navigazione funzionerà quando riceverà questa volta quanto tempo ci è voluto per arrivare e quindi quanto lontano ha viaggiato il segnale. Usando tre o più di questi segnali, il dispositivo di navigazione satellitare può funzionare esattamente dove si trova.

Il GPS può farlo solo a causa degli orologi atomici che usa per trasmettere i segnali orari. Questi segnali orari viaggiano, come tutti i segnali radio, alla velocità della luce, quindi un'accuratezza di solo 1 millisecondo (1 / 1000 di un secondo) potrebbe portare alla navigazione satellitare quasi a chilometri di 300.

Poiché questi orologi devono essere così precisi, costituiscono una fonte ideale di tempo per a NTP time server. NTP (Network Time Protocol) è il software che distribuisce il tempo dal server del tempo alla rete. Ora GPS e UTC (Coordinated Universal Time) la scala temporale civile non è esattamente la stessa cosa ma sono base per la stessa tempistica, quindi NTP non ha problemi a convertirlo. Utilizzando un dedicato Server NTP GPS una rete può essere sincronizzata realisticamente in pochi millisecondi di UTC

La Orologio GPS è un altro termine spesso dato a a GPS ora del server. La rete GPS è composta da satelliti attivi 21 (e poche miglia 10,000 di riserva in orbita sopra la Terra e ogni satellite circonda la Terra due volte al giorno. Progettato per la navigazione satellitare, un ricevitore GPS ha bisogno di almeno tre satelliti per mantenere una posizione. Tuttavia, nel caso di un orologio GPS è richiesto solo un satellite, rendendo molto più facile ottenere un segnale affidabile.

Ogni satellite trasmette continuamente la propria posizione e un codice temporale. Il time code è generato da un orologio atomico integrato ed è estremamente preciso, deve essere dato che questa informazione viene utilizzata dal ricevitore GPS per triangolare una posizione e se era solo a mezzo secondo dall'unità di navigazione satellitare sarebbe inaccurato da migliaia di miglia.