Satellit i omloppsbana med jordens krökta horisont och rymden i bakgrunden

Kalibrering av GNSS-utrustning för noggrann tid och frekvens

Kalibrerade instrument är en förutsättning för metrologisk spårbarhet. Genom att kalibrera GNSS-mottagarutrustning blir tid och frekvens från GNSS (ex. GPS och Galileo) spårbar och noggrann. RISE utför kalibrering av utrustning, både i vårt laboratorium och hos kund, i enlighet med CIPM-MRA vilket uppfyller Swedacs krav på spårbarhet.

Syfte

Tid från globala navigationssatellitsystem (GNSS), exempelvis det amerikanska GPS och det europeiska Galileo, är billig och enkel att använda samtidigt som den är precis. Signalerna i rymden från GPS- och Galileo-systemen är inte bara precisa utan även noggranna vilket innebär att utsänd tid från dessa system sällan avviker mer än några få nanosekunder från den globala tidsskalan UTC.

Nere på marken ser dock situationen annorlunda ut. Flera faktorer påverkar noggrannheten hos tiden från att den lämnar satellitkonstellationen tills det att den når punkten där den används. Fördröjningar i atmosfären och jonosfären kan till viss del hanteras på systemnivå. Lokala effekter från exemelvis signalreflektioner från objekt i mottagarantennens omgivning och fördröjningar i antenn, antennkabel, mottagare och användarens tidsdistribution måste hanteras via lokala jämförelser mot en noggrann referens, d.v.s. en kalibrering. Typisk fördröjning i kablage är 5 ns per meter signalkabel.

Frekvensöverföring via GNSS är mindre känslig för lokala fördröjningar men utrustningen måste alltjämt kalibreras för att anses spårbar.

Behovet av kalibrering beror på noggrannhetskravet hos användaren. Regelbunden kalibrering av varje installation rekommenderas då kraven på relativ noggrannhet i frekvens är bättre än 10^-12 över en dag. För tid rekommenderas regelbunden kalibrering då krav på noggrannhet är bättre än 100 ns.

Metod

RISE erbjuder kalibrering av både s.k. GNSS-disciplinerade oscillatorer samt GNSS-mottagare avsedda för tidhållning. Kalibrering kan ske både hos kund och i RISE lokaler.