پرو ہوسٹر > بلاگ > انتظامیہ > انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

tcp/ip کے علاوہ، وقت کو ہم آہنگ کرنے کے بہت سے طریقے ہیں۔ ان میں سے کچھ کو صرف ایک باقاعدہ ٹیلی فون کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ دوسروں کو مہنگے، نایاب اور حساس الیکٹرانک آلات کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹائم سنکرونائزیشن سسٹم کے وسیع انفراسٹرکچر میں رصد گاہیں، سرکاری ادارے، ریڈیو اسٹیشن، سیٹلائٹ برج اور بہت کچھ شامل ہے۔

آج میں آپ کو بتاؤں گا کہ انٹرنیٹ کے بغیر ٹائم سنکرونائزیشن کیسے کام کرتی ہے اور اپنے ہاتھوں سے "سیٹیلائٹ" این ٹی پی سرور کیسے بناتا ہے۔

شارٹ ویو ریڈیو براڈکاسٹنگ

ریاستہائے متحدہ میں، NIST فورٹ کولنز، کولوراڈو میں WWVH سے 2.5, 5, 10, 15 اور 20 MHz ریڈیو لہروں پر درست وقت اور فریکوئنسی منتقل کرتا ہے اور 2.5, 5, 10 اور 15 MHz پر WWVH سے Kauai. ریاست ہوائی . ٹائم کوڈ 60 سیکنڈ کے وقفوں پر 1 bps پر منتقل کیا جاتا ہے۔ 100 ہرٹج سب کیرئیر پر پلس چوڑائی کی ماڈیولیشن کا استعمال۔

کینیڈا کی نیشنل ریسرچ کونسل (NRC) اوٹاوا، اونٹاریو میں CHU سے 3.33، 7.85 اور 14.67 MHz پر وقت اور تعدد کی معلومات تقسیم کرتی ہے۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔
براڈکاسٹ فارمیٹ WWVH

شارٹ ویو اسٹیشنوں سے سگنل کی تبلیغ عام طور پر آئن اسپیئر کی اوپری تہوں سے عکاسی کے ذریعہ ہوتی ہے۔ سگنل کی ترسیل لمبی دوری سے موصول کی جا سکتی ہے، لیکن وقت کی درستگی ایک ملی سیکنڈ کے حکم پر ہے۔

موجودہ NTPv4 معیار میں WWV، WWVH اور CHU کے لیے آڈیو ڈرائیور شامل ہیں۔

لانگ ویو ریڈیو براڈکاسٹنگ

NIST بولڈر، کولوراڈو سے 60 kHz پر لانگ ویو ریڈیو پر درست وقت اور فریکوئنسی بھی منتقل کرتا ہے۔ طویل لہروں پر وقت کے سگنل منتقل کرنے والے دوسرے اسٹیشن بھی ہیں۔

کال کے نشانات اور مقام
تعدد (kHz)
پاور (کلو واٹ)

WWVB Fort Collins, Colorado, USA
60
50

DCF77 مین فلنگن، جرمنی
77.5
30

MSF رگبی، برطانیہ
60>
50

HBG Prangins، سوئٹزرلینڈ
75
20

JJY فوکوشیما، جاپان
40
50

جے جے وائی ساگا، جاپان
60
50

کم تعدد معیاری وقت کے اسٹیشن

شارٹ ویو اسٹیشنوں کی طرح ٹائم کوڈ 60 bps پر 1 سیکنڈ کے وقفوں میں منتقل ہوتا ہے۔ ڈیٹا ٹرانسمیشن فارمیٹس بھی دونوں معیاروں کے لیے ایک جیسے ہیں۔ سگنل ionosphere کی نچلی تہوں کے ذریعے پھیلتا ہے، جو نسبتاً مستحکم ہوتے ہیں اور روزانہ کی اونچائی کے مختلف ہونے کی پیش گوئی کرتے ہیں۔ جسمانی ماحول کی اس پیشین گوئی کی بدولت، درستگی 50 μs تک بڑھ جاتی ہے۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔
WWVB براڈکاسٹ فارمیٹ

جیو سٹیشنری آپریشنل ماحولیاتی سیٹلائٹ

امریکہ میں، NIST جیو سٹیشنری آپریشنل انوائرنمنٹل سیٹلائٹس (GOES) سے تقریباً 468 MHz پر درست وقت اور فریکوئنسی ڈیٹا بھی منتقل کرتا ہے۔ ٹائم کوڈ ریموٹ سینسرز کو پول کرنے کے لیے استعمال ہونے والے پیغامات کے ساتھ بدلتا ہے۔ یہ 60 BCD نبلوں پر مشتمل ہوتا ہے جو 30 سیکنڈ کے وقفوں پر منتقل ہوتا ہے۔ ٹائم کوڈ کی معلومات زمینی خدمات سے ملتی جلتی ہے۔

گلوبل پوزیشننگ سسٹم

امریکی محکمہ دفاع زمین، سمندر اور ہوا میں درست نیویگیشن کے لیے GPS کا استعمال کرتا ہے۔ یہ نظام 24° پر مائل 12 گھنٹے کے مدار میں مصنوعی سیاروں کے برج کا استعمال کرتے ہوئے دنیا کی 55 گھنٹے کوریج فراہم کرتا ہے۔

24 سیٹلائٹس کے اصل نکشتر کو ایک متضاد ترتیب میں 31 سیٹلائٹس تک پھیلا دیا گیا تاکہ کم از کم 6 سیٹلائٹس ہمیشہ نظر میں رہیں، اور 8 یا اس سے زیادہ سیٹلائٹ دنیا کے بیشتر حصوں میں نظر آتے ہیں۔

GPS جیسی خدمات دوسرے ممالک چلا رہے ہیں یا ان کی منصوبہ بندی کر رہے ہیں۔ روسی GLONASS ایک درجن سالوں سے کام کر رہا ہے، اگر آپ 2 ستمبر 2010 سے شمار کریں، جب سیٹلائٹس کی کل تعداد 26 ہو گئی تھی - برج زمین کو مکمل طور پر ڈھانپنے کے لیے مکمل طور پر تعینات کیا گیا تھا۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔
دنیا بھر میں GPS سیٹلائٹ۔

یورپی یونین کا سیٹلائٹ نیویگیشن سسٹم گلیلیو کہلاتا ہے۔ یہ توقع کی جا رہی تھی کہ گیلیلیو 2014-2016 میں کام کرنا شروع کر دے گا، جب تمام 30 منصوبہ بند سیٹلائٹ مدار میں بھیجے جائیں گے۔لیکن 2018 تک، گیلیلیو سیٹلائٹ سیٹلائٹ سیٹلائٹس کی مطلوبہ تعداد تک نہیں پہنچا تھا۔

چینی "بیڈو" بھی ہے، جس کا مطلب ہے "وہیل"۔ 16 دسمبر 27 کو علاقائی پوزیشننگ سسٹم کے طور پر 2012 مصنوعی سیاروں کے نکشتر کو تجارتی آپریشن میں لانچ کیا گیا تھا۔ یہ منصوبہ ہے کہ یہ نظام 2020 تک پوری صلاحیت تک پہنچ جائے گا۔ آج ہی، میں Habré پر باہر آیا ہوں۔ مضموناس سسٹم کے سیٹلائٹ کے کامیاب لانچ کے بارے میں۔

SRNS کا استعمال کرتے ہوئے نقاط کے تعین کی ریاضی

آپ کے اسمارٹ فون پر GPS/GLONASS نیویگیٹر ریڈیو نیویگیشن کمیونیکیشن سسٹم (SRNS) کا استعمال کرتے ہوئے اتنی درستگی کے ساتھ مقام کا تعین کیسے کرتا ہے؟ حساب کے اصول کو سمجھنے کے لیے، آپ کو ہائی اسکول، یا فزکس اور ریاضی کے اسکول میں سٹیریومیٹری اور الجبرا کو یاد رکھنے کی ضرورت ہے۔

ہر سیٹلائٹ وصول کنندہ کو صحیح وقت بتاتا ہے۔ سیٹلائٹ میں ایک ایٹمی گھڑی ہے اور اس لیے اس پر بھروسہ کیا جا سکتا ہے۔ روشنی کی رفتار کو جاننے کے بعد، سیٹلائٹ جس سطح پر واقع ہے اس کے دائرے کے رداس کا تعین کرنا مشکل نہیں ہے۔ یہی کرہ، زمین کے ساتھ رابطے میں، ایک دائرہ بناتا ہے جس پر GPS/Glonass ریسیور واقع ہوتا ہے۔

جب سگنل دو سیٹلائٹس سے آتا ہے، تو ہمارے پاس پہلے سے ہی زمین اور دو کرہوں کا ایک دوسرے کا حصّہ ہوتا ہے، جو دائرے پر صرف دو پوائنٹ دیتا ہے۔ تیسرے سیٹلائٹ کا دائرہ مثالی طور پر ان دو پوائنٹس میں سے ایک میں گرنا چاہیے، آخر میں وصول کنندہ کے نقاط کا تعین کرتا ہے۔

اصولی طور پر، دو سیٹلائٹس سے بھی، بالواسطہ شواہد کی بنیاد پر، کوئی سمجھ سکتا ہے کہ دونوں میں سے کون سا نکتہ حقیقت کے قریب ہے، اور جدید نیویگیشن سافٹ ویئر الگورتھم اس کام سے نمٹ سکتے ہیں۔ پھر ہمیں چوتھے سیٹلائٹ کی ضرورت کیوں ہے؟

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔
سیٹلائٹ نکشتر کا استعمال کرتے ہوئے مقام کا تعین کرنا۔

یہ دیکھنا آسان ہے کہ اس مثالی تصویر میں بہت سی باریکیاں ہیں جن پر حساب کی درستگی منحصر ہے۔ وصول کنندہ کا وقت شاید غلطی کا سب سے واضح ذریعہ ہے۔ ہر چیز کے کام کرنے کے لیے، GPS/Glonass ریسیور کا وقت سیٹلائٹ کے وقت کے ساتھ ہم آہنگ ہونا چاہیے۔ اس کے بغیر، خرابی ∓ 100 ہزار کلومیٹر ہوگی۔

رفتار، وقت اور فاصلہ S = v*t کے فارمولے سے ہم SRNS سگنل کی ترسیل کے لیے بنیادی مساوات حاصل کرتے ہیں۔ سیٹلائٹ کا فاصلہ روشنی کی رفتار کی پیداوار اور سیٹلائٹ اور ریسیور پر وقت کے فرق کے برابر ہے۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

یہ بنیادی طور پر اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ تمام ہم آہنگی کے بعد بھی، ہم وصول کنندہ پر ٹائم ٹی پی آر کو کافی حد تک درستگی کے ساتھ جانتے ہیں۔ صحیح وقت اور tpr کے درمیان ہمیشہ Δt ہو گا، جس کی وجہ سے حساب کی غلطی ناقابل قبول ہو جاتی ہے۔ اس لیے آپ کی ضرورت ہے۔ چوڑائی سیٹلائٹ

چار سیٹلائٹس کی ضرورت کے واضح ریاضیاتی جواز کے لیے، ہم مساوات کا ایک نظام بنائیں گے۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

چار نامعلوم x، y، z، اور Δt کا تعین کرنے کے لیے، مشاہدات کی تعداد نامعلوم افراد کی تعداد کے برابر یا اس سے زیادہ ہونی چاہیے۔ یہ ایک ضروری شرط ہے لیکن کافی نہیں۔ اگر عام مساوات کا میٹرکس واحد نکلے تو مساوات کے نظام کا کوئی حل نہیں ہوگا۔

ہمیں اسپیشل تھیوری آف ریلیٹیویٹی اور زمینی گھڑیوں کی نسبت سیٹلائٹ ایٹم کلاک پر ٹائم ڈیلیشن کے ساتھ اضافیت کے اثرات کو بھی نہیں بھولنا چاہیے۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

اگر ہم فرض کریں کہ سیٹلائٹ مدار میں 14 ہزار کلومیٹر فی گھنٹہ کی رفتار سے حرکت کر رہا ہے، تو ہمیں تقریباً 7 μs (مائیکروسیکنڈز) کا ٹائم ڈائلیشن ملتا ہے۔ دوسری طرف، عمومی نظریہ اضافیت کے اضافی اثرات کام کرتے ہیں۔

نقطہ یہ ہے: مدار میں سیٹلائٹ زمین سے بہت زیادہ فاصلے پر ہیں، جہاں خلائی وقت کے تسلسل کی گھماؤ زمین کی کمیت کی وجہ سے زمین کی سطح سے کم ہے۔ عمومی اضافیت کے مطابق، کسی بڑے شے کے قریب واقع گھڑیاں اس سے زیادہ دور ہونے والی گھڑیوں کی نسبت سست دکھائی دیں گی۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

  • G ثقلی مستقل ہے؛
  • M آبجیکٹ کا ماس ہے، اس صورت میں زمین؛
  • r زمین کے مرکز سے سیٹلائٹ کا فاصلہ ہے۔
  • c روشنی کی رفتار ہے۔

اس فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے کیلکولیشن سیٹلائٹ پر 45 μs کا وقت پھیلاتا ہے۔ کل -7μs +45μs = 38μs بیلنس - STR اور GTR کے اثرات۔

SRNS پوزیشننگ ایپلی کیشنز میں، ionospheric اور tropospheric تاخیر کو بھی مدنظر رکھا جانا چاہیے۔ اس کے علاوہ، 46 این ایس کی تصحیحیں GPS سیٹلائٹ کے مدار کی 0.02 سنکی ہونے کی وجہ سے ہیں۔

چار سے زیادہ GPS/GLONASS سیٹلائٹ سے بیک وقت سگنل وصول کرنے کی صلاحیت آپ کو وصول کنندہ کے نقاط کا تعین کرنے کی درستگی کو مزید بڑھانے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ اس حقیقت کی وجہ سے حاصل ہوا ہے کہ نیویگیٹر چار نامعلوموں کے ساتھ چار مساوات کے نظام کو حل کرتا ہے۔ انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔ اوقات کی تعداد اور اوسط قدر لیتا ہے، ریاضی کے اعداد و شمار کے قوانین کے مطابق حتمی تخمینہ کی درستگی کو بڑھاتا ہے۔

سیٹلائٹ کنکشن کے ذریعے NTP سرور Stratum 1 کو کیسے ترتیب دیا جائے۔

اعلیٰ معیار کا ٹائم سرور قائم کرنے کے لیے، آپ کو صرف GPSD، NTP اور 1PPS (ایک پلس فی سیکنڈ) آؤٹ پٹ کے ساتھ ایک GPS رسیور کی ضرورت ہے۔

1. gpsd اور ntpd، یا gpsd اور chronyd انسٹال کریں۔ GPSD ورژن ≥ 3.20 ہونا چاہیے۔

(1:1109)$ sudo emerge -av gpsd chrony

Local copy of remote index is up-to-date and will be used.

Calculating dependencies... done!

[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

Total: 3 packages (3 new, 3 binaries), Size of downloads: 1275 KiB

Would you like to merge these packages? [Yes/No]

2. PPS سپورٹ کے ساتھ GPS ریسیور کو RS232 سیریل یا USB پورٹ سے جوڑیں۔

ایک باقاعدہ سستا GPS ریسیور کام نہیں کرے گا۔ صحیح تلاش کرنے کے لیے آپ کو تھوڑی تلاش کرنا پڑ سکتی ہے۔

3. یقینی بنائیں کہ آلہ واقعی PPS جاری کرتا ہے؛ ایسا کرنے کے لیے، gpsmon یوٹیلیٹی کے ساتھ پورٹ چیک کریں۔

4. /etc/conf.d/gpsd فائل کو کھولیں اور درج ذیل لائن میں ترمیم کریں۔

تبدیل کریں

GPSD_OPTIONS=""

تاکہ یہ بن جائے

GPSD_OPTIONS="-n"

اس تبدیلی کی ضرورت ہے تاکہ جی پی ایس ڈی سٹارٹ اپ پر فوری طور پر SRNS ذرائع کی تلاش شروع کر دے۔

5. جی پی ایس ڈی شروع یا دوبارہ شروع کریں۔

(1:110)$ sudo /etc/init.d/gpsd start
(1:111)$ sudo /etc/init.d/gpsd restart

systemd کے ساتھ تقسیم کے لیے، مناسب systemctl کمانڈ استعمال کریں۔

6. cgps کمانڈ کا کنسول آؤٹ پٹ چیک کریں۔

آپ کو یہ یقینی بنانا ہوگا کہ ڈیٹا سیٹلائٹ سے صحیح طریقے سے موصول ہوا ہے۔ کنسول میں مثال کی طرح کچھ ہونا چاہئے۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔
سی جی پی ایس کنسول کمانڈ کا آؤٹ پٹ۔

7. یہ وقت ہے کہ /etc/ntp.conf فائل میں ترمیم کریں۔

# 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

سرفہرست NTP0 اندراج تقریباً تمام GPS آلات پر دستیاب ایک عالمگیر ٹائم سورس کی نشاندہی کرتا ہے۔ نیچے کا NTP1 اندراج ایک بہت زیادہ درست PPS ذریعہ کی وضاحت کرتا ہے۔

8. این ٹی پی ڈی کو دوبارہ شروع کریں۔

(1:112)$ sudo /etc/init.d/ntpd restart

systemd کے ساتھ تقسیم کے لیے، systemctl کمانڈ استعمال کریں۔
$ sudo systemctl دوبارہ شروع کریں ntp

استعمال شدہ مواد

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

انٹرنیٹ کے بغیر وقت کی مطابقت پذیری۔

ماخذ: www.habr.com

نیا تبصرہ شامل کریں