Përveç tcp/ip, ekzistojnë shumë mënyra për të sinkronizuar kohën. Disa prej tyre kërkojnë vetëm një telefon të zakonshëm, ndërsa të tjerë kërkojnë pajisje elektronike të shtrenjta, të rralla dhe të ndjeshme. Infrastruktura e gjerë e sistemeve të sinkronizimit të kohës përfshin observatorë, institucione shtetërore, stacione radio, grupime satelitësh dhe shumë të tjera.
Sot do të flas për mënyrën se si funksionon sinkronizimi i kohës pa internet dhe si të bëni një server NTP 'satelitor' me duar.
Transmetimi në valët e shkurtra
Në Shtetet e Bashkuara të Amerikës, NIST transmeton kohën dhe frekuencën e saktë në valët treguese 2.5, 5, 10, 15 dhe 20 MHz nga stacioni WWVH në Fort Collins, Colorado, dhe në frekuencat 2.5, 5, 10 dhe 15 MHz nga stacioni WWVH në Kauai, Hawaii. Kodi i kohës transmetohet në intervale 60 sekondash me shpejtësi 1 b/s, duke përdorur modulacionin si amplitude në një nënfrekvencë prej 100 Hz.
Këshilli Kombëtar i Kërkimeve (NRC) i Kanadasë transmeton informacionin e kohës dhe frekuencës në 3.33, 7.85 dhe 14.67 MHz nga stacioni CHU në Ottawa, provincia Ontario.
Formati i transmetimit WWVH
Shpërndarja e sinjalit nga stacionet me valë të shkurtra zakonisht ndodh përmes reflektimit nga shtresat e sipërme të ionosferës. Transmetimet e sinjalit mund të pranohen në distanca të mëdha, megjithatë saktësia e kohës është rreth një milisekondë.
Standarti aktual NTPv4 përfshin drjverët audio për WWV, WWVH dhe CHU.
Transmetimi në valët e gjata
NIST gjithashtu transmeton kohën dhe frekuencën e saktë në valët e gjata në frekuencën 60 kHz nga Boulder, Colorado. Ekzistojnë edhe stacione të tjera të transmetimit të sinjaleve të kohës së saktë në valët e gjata.
Thirrjet dhe lokacioni
Frekvenca (kHz)
Fuqia (kW)
WWVB Fort Collins, Colorado, SHBA
60
50
DCF77 Mainflingen, Gjermani
77.5
30
MSF Rugby, Mbretëria e Bashkuar
60>
50
HBG Prangins, Zvicër
75
20
JJY Fukushima, Japoni
40
50
JJY Saga, Japoni
60
50
Stacionet e Ulëta të Kohës Standarde
Kodi temporal pĂ«rcillet pĂ«rmes njĂ« intervali 60 sekondash me shpejtĂ«si 1 b/s, po ashtu si nĂ« stacionet me valĂ« tĂ« shkurtra. Formatet e transmetimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave janĂ« gjithashtu tĂ« ngjashme pĂ«r tĂ« dy standardet. ShpĂ«rndarja e sinjalit ndodh pĂ«rmes shtresave tĂ« inferiores sĂ« ionosferĂ«s, tĂ« cilat janĂ« relativisht tĂ« qĂ«ndrueshme dhe kanĂ« luhatje tĂ« parashikueshme ditore tĂ« lartĂ«sisĂ«. FalĂ« kĂ«saj parashikueshmĂ«rie tĂ« mjedisit fizik, saktĂ«sia rritet deri nĂ« 50 ÎŒs.
Formati i transmetimit WWVB
Sateliti operacional gjeostacionar për vëzhgimin e mjedisit
Në SHBA, NIST gjithashtu transmeton të dhëna për kohën dhe frekuencën e saktë rreth 468 MHz nga satelitët operacionalë të mjedisit (GOES). Kodi temporal alternohet me mesazhe që përdoren për anketimin e sensorëve të largët. Ai përbëhet nga 60 BCD polubajt të transmetuar me një interval prej 30 sekondash. Informacioni i kodit temporal është i ngjashëm me shërbimet tokësore.
Sistemet globale të pozicionimit
Ministria e Mbrojtjes e SHBA-së përdor GPS për navigimin e saktë mbi tokë, në det dhe në ajër. Ky sistem ofron një mb.cover 24-orëshe të globit me një grup satelitësh në orbita 12-orëshe, me një kënd 55°.
Grupi inicial i 24 satelitëve është zgjeruar në 31 satelitë në një konfiguracion heterogjen, në mënyrë që të paktën 6 satelitë të jenë gjithmonë në fushëpamje, ndërsa 8 ose më shumë satelitë janë në fushëpamje në shumicën e pjesëve të botës.
ShĂ«rbime tĂ« ngjashme me GPS janĂ« nĂ« funksionim ose planifikohen nga vende tĂ« tjera. GLONASS i RusisĂ« funksionon tashmĂ« pĂ«r njĂ« dekadĂ«, duke filluar nga 2 Shtatori 2010, kur numri i pĂ«rgjithshĂ«m i satelitĂ«ve arriti nĂ« 26 â grupi ishte plotĂ«sisht i vendosur pĂ«r mb.cover tĂ« plotĂ« tĂ« TokĂ«s.
Satelitët GPS rreth globit.
Sistemi satelitor i navigimit të Bashkimit Evropian quhet "Galileo". Pritej që "Galileo" të fillonte të funksiononte në vitet 2014-2016, kur të gjitha 30 satelitët e planifikuar do të ishin në orbitë, por deri në vitin 2018 grupi satelitor "Galileo" ende nuk kishte arritur numrin e nevojshëm të aparateve.
Ka është gjithashtu sistemi kinez "Beidou", i cili në përkthim do të thotë "breshka". Grupi i përbërë nga 16 satelitë u lançua në funksionim komercial më 27 dhjetor 2012, si një sistem rajonal pozicionimi. Parashikohet që sistemi të arrijë kapacitetin e plotë deri në vitin 2020. Sot, në Habra doli , rreth lancimit të suksesshëm të satelitit të këtij sistemi.
Matematika e përcaktimit të koordinatave përmes SRN.
Si e përcakton një navigues GPS/GLONASS në telefonin tuaj pozitat me kaq saktësi përmes sistemit të komunikimit të radiovizionit (SRN)? Për të kuptuar parimin e llogaritjeve, duhet të kujtojmë gjeometrinë dhe algebrën e nivelit të lartë të shkollave të mesme ose shkollave të fizikas dhe matematikës.
Ădo satelit i raporton marrĂ«sit kohĂ«n e saktĂ«. SatelitĂ«t janĂ« tĂ« pajisur me ora atomike dhe prandaj mund t'u besosh atyre. Duke ditur shpejtĂ«sinĂ« e dritĂ«s, nuk Ă«shtĂ« e vĂ«shtirĂ« tĂ« pĂ«rcaktosh rrezen e sferĂ«s mbi tĂ« cilĂ«n ndodhet sateliti. Kjo sferĂ«, nĂ« kontakt me TokĂ«n, formon njĂ« rreth, ku ndodhet marrĂ«si GPS/GLONASS.
Kur sinjali arrin nga dy satelitë, tashmë kemi një ndërprerje të Tokës dhe dy sferave, e cila jep vetëm dy pika në rreth. Sfera e tretë e satelitit në ideal duhet të bjerë në një nga këto dy pika, duke e përcaktuar përfundimisht koordinatat e marrësit.
Në parim, madje edhe me dy satelitë, përmes treguesve të drejtpërdrejta, mund të kuptojmë se cila nga dy pikët është më afër të vërtetës dhe algoritmet moderne të softuerit të navigimit mund të përballen me këtë detyrë. Pse na nevojitet atëherë një satelit i katërt?
Përcaktimi i vendndodhjes përmes grumbullit të satelitëve.
Nuk është e vështirë të vërehet se në këtë pamje idealizuese ka shumë nuanca, të cilat varen nga saktësia e llogaritjeve. Koha në marrës, ndoshta burimi më i dukshëm i gabimeve. Për të bërë që gjithçka të funksionojë siç duhet, koha e marrësit GPS/GLONASS duhet të sinkronizohet me kohën e satelitëve. Pa këtë, gabimi do të ishte ± 100 mijë km.
Nga formula e shpejtësisë, kohës dhe distancës S = v*t, marrim ekuacionin bazë për transmetimin e sinjalit të SRN. Distanca nga sateliti është e barabartë me produktin e shpejtësisë së dritës me ndryshimin e kohës mes satelitit dhe marrësit.
Kryesisht kjo ndodh pĂ«r shkak se edhe pas tĂ« gjitha sinkronizimeve, koha nĂ« marrĂ«sin tpr e dimĂ« me njĂ« shkallĂ« tĂ« mjaftueshme saktĂ«sie. Mes kohĂ«s sĂ« vĂ«rtetĂ« dhe tpr do tĂ« ekzistojĂ« gjithmonĂ« njĂ« Ît, pĂ«r shkak tĂ« sĂ« cilĂ«s gabimi i llogaritjeve bĂ«het i papranueshĂ«m. Kjo Ă«shtĂ« arsyeja pse Ă«shtĂ« e nevojshme katĂ«rt sateliti.
Për një argumentim më të qartë matematikor për nevojën e katër satelitëve, do të ndërtojmë një sistem ekuacionesh.
PĂ«r tĂ« pĂ«rcaktuar katĂ«r tĂ« panjohurit x, y, z dhe Ît, duhet qĂ« numri i vĂ«zhgimeve tĂ« jetĂ« i barabartĂ« ose mĂ« i madh se numri i tĂ« panjohurve. Ky Ă«shtĂ« njĂ« kusht i nevojshĂ«m, por jo i mjaftueshĂ«m. NĂ«se matrica e ekuacioneve normale del tĂ« jetĂ« e degjeneruar, sistemi i ekuacioneve nuk do tĂ« ketĂ« zgjidhje.
Po ashtu nuk duhet harruar Teoria Speciale e Relativitetit dhe efektet relativiste me ngadalësimin e kohës në orët atomike satelitore në raport me ato tokësore.
NĂ«se supozojmĂ« se sateliti lĂ«viz nĂ« orbitĂ« me shpejtĂ«si 14,000 km/h, marrim njĂ« ngadalĂ«sim tĂ« kohĂ«s rreth 7 ÎŒs (mikrosekonda). Nga ana tjetĂ«r, veprojnĂ« efektet relativiste tĂ« TeorisĂ« sĂ« PĂ«rgjithshme tĂ« Relativitetit.
ĂĂ«shtja Ă«shtĂ« se satelitĂ«t nĂ« orbita ndodhen nĂ« njĂ« distancĂ« tĂ« madhe nga Toka, ku kurvatura e kontinuitetit hapĂ«sinor-kohor Ă«shtĂ« mĂ« e vogĂ«l se nĂ« sipĂ«rfaqen e TokĂ«s pĂ«r shkak tĂ« masĂ«s sĂ« TokĂ«s. Sipas TPR, kalimi i orĂ«ve tĂ« vendosur mĂ« afĂ«r njĂ« objekti masiv do tĂ« duket mĂ« i ngadalshĂ«m se ato qĂ« janĂ« mĂ« larg nga ai.
- G â konstanta gravituese;
- M â masa e objektit, nĂ« kĂ«tĂ« rast Toka;
- r â distanca nga qendra e TokĂ«s deri nĂ« satelit;
- c â shpejtĂ«sia e dritĂ«s.
Llogaritja me kĂ«tĂ« formulĂ« jep njĂ« ngadalĂ«sim tĂ« kohĂ«s 45 ÎŒs nĂ« satelit. NĂ« total -7ÎŒs + 45ÎŒs = 38ÎŒs bilanci â efekteve tĂ« TPR dhe TPR.
Në detyrat praktike për përcaktimin e vendndodhjes përmes SRS, duhet të merret parasysh gjithashtu dhe vonesat ionosferike dhe troposferike. Përveç kësaj, korrigjimet 46 ns lidhen me ekscentrikën 0.02 të orbitës së satelitëve GPS.
Mundësia për të marrë sinjale njëkohësisht nga më shumë se katër satelitë GPS / GLONASS lejon për më shumë saktësi në përcaktimin e koordinatave të marrësit. Kjo arrihet falë faktit se navigatori zgjidh sistemin e katër ekuacioneve me katër të panjohur. 
numri i herëve dhe merr mesataren, duke rritur saktësinë e vlerësimit përkatës sipas ligjeve të statistikës matematikore.
Si të konfigurojmë një server NTP Stratum 1 përmes lidhjes satelitore
Për të konfiguruar një server koherence të lartë, nevojiten vetëm GPSD, NTP dhe një marrës GPS me dalje 1PPS (një impuls në sekondë).
1. Instaloni gpsd dhe ntpd, ose gpsd dhe chronyd. Versioni i gpsd duhet të jetë ℠3.20
(1:1109)$ sudo emerge -av gpsd chrony
Kopja lokale e indeksit të largët është e azhurnuar dhe do të përdoret.
Duke llogaritur varësitë... përfunduar!
[binary N ] net-misc/pps-tools-0.0.20120407::gentoo 31 KiB
[binary N ] net-misc/chrony-3.5-r2::gentoo USE="adns caps cmdmon ipv6 ntp phc readline refclock rtc seccomp (-html) -libedit -pps (-selinux)" 246 KiB
[binary N ] sci-geosciences/gpsd-3.17-r3:0/23::gentoo USE="X bluetooth cxx dbus ipv6 ncurses python shm sockets udev usb -debug -latency-timing -ntp -qt5 -static -test" GPSD_PROTOCOLS="aivdm ashtech earthmate evermore fv18 garmin garmintxt gpsclock isync itrax mtk3301 navcom ntrip oceanserver oncore rtcm104v2 rtcm104v3 sirf skytraq superstar2 tnt tripmate tsip ublox -fury -geostar -nmea0183 -nmea2000 -passthrough" PYTHON_TARGETS="python2_7" 999 KiB
Totali: 3 paketa (3 të reja, 3 binare), Madhësia e shkarkimeve: 1275 KiB
A dëshiron të bashkosh këto paketa? [Po/Jo]2. Lidhni marrësin GPS me mbështetje PPS në portin serial RS232 ose USB.
Një marrës GPS i zakonshëm i lirë nuk do të funksionojë; mund të nevojitet pak vrapim për të gjetur një të përshtatshëm.
3. Sigurohuni që pajisja me të vërtetë të ofrojë PPS; për këtë kontrolloni portin me mjetin gpsmon.
4. Hapni skedarin /etc/conf.d/gpsd dhe redaktoni rreshtin e mëposhtëm.
Zëvendësoni
GPSD_OPTIONS=""në mënyrë që të bëhet
GPSD_OPTIONS="-n"Ky ndryshim është i nevojshëm që gpsd, kur nisi, të fillojë menjëherë kërkimin e burimeve GNSS.
5. Filloni ose rivendosni gpsd.
(1:110)$ sudo /etc/init.d/gpsd start
(1:111)$ sudo /etc/init.d/gpsd restart
Për shpërndarjet me systemd, përdorni komandën përkatëse systemctl.
6. Kontrolloni rezultatin e komandës cgps.
Duhet të siguroheni që të dhënat të vijnë të sakta nga satelitët. Në konsolë duhet të ketë diçka të ngjashme me ilustrimin.
Rezultati i komandës konsolë cgps.
7. ĂshtĂ« koha tĂ« redaktoni skedarin /etc/ntp.conf.
# GPS Serial data reference (NTP0)
server 127.127.28.0
fudge 127.127.28.0 time1 0.9999 refid GPS
# GPS PPS reference (NTP1)
server 127.127.28.1 prefer
fudge 127.127.28.1 refid PPS
Shënimi i sipërm NTP0 tregon një burim universale kohe, në dispozicion në pothuajse të gjitha pajisjet GPS. Shënimi i poshtëm NTP1 përcakton një burim PPS shumë më të saktë.
8. Rivendosni ntpd.
(1:112)$ sudo /etc/init.d/ntpd restart Për shpërndarjet me systemd, përdorni komandën systemctl.
$ sudo systemctl restart ntp
Materialet e përdorura
- David L Mills, Protokolli i Kohës në Rrjet në Tokë dhe në Hapësirë, Botimi i Dytë.
Burimi: habr.com
