Novinky zeměměřické knihovny č. 1/2007

Klíčová slova: atomové hodiny na družicích, GPS, Galileo

Shrnutí: Družice GPS mívaly na svých palubách dvoje ceziové a dvoje rubidiové atomové normály. Postupně GPS přešla na čtyři rubidiové hodiny. Galileo má v plánu užít místo toho vodíkové masery. Článek zvažuje přednosti těchto hodin na navigačních družicích.

Atomové hodiny na družicích GPS jsou přizpůsobovací technologií, snad dokonce technologií umožňující fungování celého systému. Jsou současně jednou z nejobtížněji pořizovatelných technologií.

První družice GPS známé jako generace prvního bloku (Navstar Space Vehicles 1 - 11) původně užívaly po třech nově vyvinutých rubidiových hodinách, od družice Navstar 4 pak čtvery. Po čase se přešlo na různé typy hodin s předpokladem využití relativních předností různých technologií a předpokládanou životností při dálkovém ovládání pět až sedm a půl roku.

Náročné požadavky vedou k výrobě jednotlivých kusů v manufaktuře vyrábějící krátkodobě (~100 s) stabilní signál s nízkým šumem a dostatečně dlouhou předvídatelnou synchronizací (~jeden den) pro přesná měření vzdáleností.

Původně se dávala přednost rubidiovým jednotkám pro nízký krátkodobý šum. Ale jejich teplotní závislost a vysokofrekvenční nestálost omezuje jejich dlouhodobou předvídatelnost. Ceziové jednotky se jevily vhodné pro své malé posuny frekvencí a nízkou teplotní závislost.

Další vývoj hodin pro družice se předpokládá co vodíková maserová technologie.

Námořní výzkumná laboratoř Spojených států (NRL = Naval Research Laboratory) se zabývá alternativními směry vývoje hodin na družice a ověřuje na oběžných drahách zejména rubidiové a ceziové hodiny. Firma EG&G, nyní Perkin Elmer Optoelectonocs se stala alternativním zdrojem pro kvalitní rubidiové hodiny.

Pro družice Galileo GNSS započal vývoj maserových hodin.