Comparaisons de temps et de fréquence
Le calcul du temps universel coordonné UTC nécessite des comparaisons de fréquence et de temps entre des horloges atomiques réparties sur les cinq continents. Ces comparaison de grande précision, à distance, constituent une partie essentielle de la métrologie temps et fréquence.
Méthodes à sens unique
Dans les méthodes à sens unique, chaque partenaire reçoit un signal codé en provenance d'une source commune, par exemple un satellite GPS, et note l'état de l'horloge locale au moment de l'arrivée du signal. Si les données sont échangées entre les partenaires, il est possible de calculer la différence entre les horloges locales au moment de la mesure. Les méthodes à sens unique sont peu coûteuses à mettre en oeuvre parce que chaque partenaire n'a besoin que d'un poste récepteur. Toutefois l'exactitude qu'on peut attendre de ces méthodes est limitée puisque le temps de propagation du signal depuis la source commune jusqu'aux utilisateurs ne peut pas être contrôlé. L'utilisation des satellites GPS comme source commune est très répandue.
Méthodes bidirectionnelles
Dans les méthodes bidirectionnelles, le temps de propagation du signal entre deux stations est mesuré et corrigé. Ceci n'est possible que si chaque partenaire dispose à la fois d'un poste récepteur et d'un poste émetteur. C'est pourquoi les méthodes bidirectionnelles sont plus coûteuses à mettre en oeuvre que les méthodes à sens unique, mais elles permettent de faire des comparaisons plus exactes puisque les temps de propagation sont étalonnés. Les méthodes bidirectionnelles sont couramment mises en oeuvre en transmettant des signaux codés à travers des satellites commerciaux de télécommunication.
Méthodes de comparaison utilisées à METAS
METAS est équipé pour différentes méthodes de comparaison de temps et fréquence. Ces systèmes sont utilisés pour la comparaison avec d'autres instituts et pour l'intégration des horloges atomiques de METAS dans UTC.
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GPS Common View
Le GPS Common View est une méthode à sens unique. METAS possède un récepteur GPS géodésique multicanal pour la comparaison de ses horloges avec celles d'autres instituts. Les observations GPS sont transmises régulièrement au BIPM et elles sont mises à disposition sur un Serveur FTP .
Les neutrinos plus rapide que la lumière ?
Un étalonnage réalisé à METAS contribue à la synchronisation entre Rome et Genève.
GPS Carrier Phase
METAS a développé en collaboration avec l'institut d'astronomie de l'université de Berne (AIUB) une méthode de comparaison temps et fréquence qui offre une meilleure stabilité à court-terme que le GPS Common View. La mise en oeuvre de cette méthode à sens unique requiert un réseau de stations géodésiques munies de récepteurs GPS capables de mesurer à la fois les différences de code et les différences de phase du signal GPS par rapport à l'horloge locale. Les données doivent être traitées de façon centralisée pour tout le réseau et le résultat du calcul donne la position exacte de chaque satellite et de chaque station ainsi que les différences entre les horloges locales. Les orbites des satellites GPS, les positions exactes des stations géodésiques agréées et les différences entre les horloges sont calculées et mises à disposition au niveau international par le service IGS (International GNSS Service). METAS a installé une station géodésique agréée IGS (WAB2 ) sur le toit de METAS et contribue ainsi à l'échelle de temps internationale IGS.
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TWSTFT
METAS a mis en service une station TWSTFT (Two Way Satellite Time and Frequency Transfer) pour la comparaison de ses horloges avec celles d'autres instituts. La méthode TWSTFT est basée sur l'échange bidirectionnel de signaux codés à travers un satellite de télécommunications. Depuis janvier 2005 METAS participe quotidiennement à des sessions de comparaisons internationales TWSTFT dans le cadre d'un groupe de travail du CCTF (Comité consultatif du temps et des fréquences).
 Description détaillée de la station TWSTFT de METAS (170 kB)
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