История отечественных ИКТ: 100 лет передачи сигналов точного времени

Петр Чачин

1 декабря исполняется 100 лет с начала регулярной передачи с Пулковской обсерватории сигналов точного времени через Петроградскую радиостанцию «Новая Голландия», с которой она была связана прямыми телеграфными линиями. Передача была организована астрономом Николаем Днепровским при помощи и содействии связиста Павла Азбукина.

Николай Иванович Днепровский (1887 – 1944) – выпускник МГУ, с 1915 по 1936 гг. работал в Пулковской обсерватории (с 1932 — заместитель директора по научной части). В 1919-м он организовал там Радиотехническую службу времени. Павел Андреевич Азбукин (1882 – 1970) – пионер отечественной дальней проводной связи, один из основателей ЦНИИС и ЛОНИИС, провел цикл исследований по разработке системы передачи международных сигналов времени через ленинградскую и московскую радиостанции.

Спустя полгода после описываемых событий, в мае 1921-го начались регулярные передачи сигналов времени через московскую Ходынскую радиостанцию, на которую они передавались по проводам из Пулково. В дальнейшем при Главной российской обсерватории в Пулково был образован Междуведомственный комитет службы времени. При его содействии совершенствовались источники эталонного сигнала (часы), развивалась сеть передачи сигналов времени по территории страны, расширялись и сферы их применения.

Наиболее точные часы, применяемые службой времени в предвоенный период, были электромеханические двухмаятниковые часы Шорта (точность порядка 1 с/год). Затем службой времени стали использоваться кварцевые и рубидиевые (точность до 12 знака) приборы.

Сейчас самые точные часы — атомные. Они основаны на принципе электромагнитных колебаний, излучаемых атомами или молекулами при переходе из одного энергетического состояния в другое. Эталон атомного времени не имеет ни суточных, ни вековых колебаний, не стареет и обладает достаточной определенностью, точностью и воспроизводимостью. В России атомные оптические часы разрабатывает Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ) Росстандарта.

Оптические часы работают на холодных атомах стронция, погрешность их хода составляет одну секунду в несколько миллиардов лет. Ключевой элемент этих часов — оптический стандарт частоты (ОСЧ). Это стандарт с использованием оптического перехода нейтральных атомов.

Чтобы удовлетворить нынешние потребности общества в точности, во ВНИИФТРИ продолжается разработка атомных оптических часов второго поколения. Она находится на завершающем этапе. Более точные оптические часы позволят повысить точность геодезии и навигации, будут востребованы для уточнения фундаментальных физических теорий и физических констант, заложат основы развития телекоммуникаций следующего (шестого) поколения — 6G.

Однако ожидается, что на смену атомным часам в ближайшем будущем придут еще более точные часы — ядерные. В настоящее время точность оптических стандартов времени и частоты в наиболее продвинутых лабораториях мира достигла уровня 18-19-го знака. Ожидаемая точность ядерных часов будет выше как минимум на порядок.

Создаваемые современными атомными часами эталонные сигналы частоты и времени (ЭСЧВ) предназначены для передачи размеров единиц времени и частоты, и шкалы координированного времени UTC(SU) от государственного первичного эталона к эталонным и рабочим средствам измерений с целью обеспечения единства измерений в стране.

Для передачи эталонных сигналов Государственная служба времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГСВЧ) использует широко разветвленную сеть средств передачи, которая включает в себя радиостанции ОНЧ-, НЧ- и ВЧ-диапазонов, а так же спутниковую систему ГЛОНАСС, телевидение и сеть звукового вещания.

Эталонные сигналы частоты и времени, излучаемые радио- и телевизионными станциями, а также спутниками ГЛОНАСС, контролируются пунктами метрологического контроля ГСВЧ.

Об авторе: Ведущий раздела "Связь" Виртуального компьютерного музея.
Статья публиковалась в еженедельнике «IT News» 01.12.2020
Помещена в музей с разрешения редакции 2 декабря 2020