03.02.2010
Zeitvergleiche mit kalibrierten Sende- und Empfangseinrichtungen sind Voraussetzungen für den Betrieb des Bodensegments eines Satellitennavigationssystems (siehe Beitrag im Jahresbericht 2008), aber auch für die Realisierung der Koordinierten Weltzeit durch das Internationale Büro für Maß und Gewicht (BIPM). Die angestrebte Unsicherheit der Zeitvergleiche von 1 ns (1 σ) erforderte bisher die aufwändige Kalibrierung der Bodenstationen mit Hilfe einer transportablen TWSTFT (Zweiweg-Satelliten-Zeit- und Frequenztransfer)-Bodenstation. Dieses Verfahren ist sehr erfolgreich eingesetzt worden (vergl. Piester et al., Metrologia 45 (2008) S. 185), funktioniert in dieser Art aber beispielsweise nicht für Verbindungen zwischen Europa und Asien, also z. B. zwischen PTB und NIM (Peking). Weiterhin ist es arbeitsaufwändig und mit hohen Kosten verbunden. Wir konnten zeigen, dass eine ähnlich kleine Kalibrierunsicherheit auch einfacher erreicht werden kann. Hierzu wird ein ausgesuchter GPS-Zeitempfänger nacheinander in kurzem zeitlichen Abstand in den beiden beteiligten Instituten betrieben und mit einem ortsfesten Empfänger verglichen. Bisher erfolgten zwei Kalibrierungen dieser Art in Zusammenarbeit mit dem spanischen Königlichen Observatorium der Armada (ROA) und dem METAS in Bern. Die Verbindung mit dem chinesischen NIM wird ab Oktober 2009 auf diese Weise kalibriert, später sollen weitere Institute folgen. Diese Art der Vergleiche sollen im Rahmen eines EURAMET-Projektes für die Unterstützung der Arbeit des BIPM vorgeschlagen werden.
Blick auf 5 GPS-Antennen auf dem Dachfirst der Atomuhrenhalle der PTB. Die Antennen im Vorder- und Hintergrund sind Bestandteil der GPS-Referenzstationen des Internationalen GNSS (Globales Navigationssatellitensystem)-Service IGS. Eine der kleinen hellgrünen Antennen ist mit dem reisenden GPS-Zeitempfänger verbunden.