BAHAN PRESENTASI (TIME MEASUREMENT)

Bahan presentasi ini dibuat untuk memenuhi 

tugas mata kuliah Sensor kelas C

Dosen : Darwison, M.T

Oleh:

VILONIA SARI

1610953037

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Padang

2017 

Pengukuran waktu bisa dibagi menjadi dua,yaitu

1. Time of day measurement Adalah pengukuran yang dilakukan sehari-hari seperti, tahun,bulan,hari,jam,menit,dan detik.

2. Interval measurement Adalah pengukuran waktu yang memerlukan dua atau lebih peristiwa.

Interval measurement merupakan salah satu standar pengukuran.(panjang,massa,suhu). 　　 Pencatatan waktu melibatkan kedua jenis pengukuran. Pertama, kita harus menemukan perioda peristiwa Yang berulang pada tingkat konstan. Misalnya, pendulum dalam satu jam bisa berayun maju mundur dengan kecepatan satu kali per detik. Begitu kita tahu bahwa ayunan pendulum bolak-balik setiap detik, kita bisa menetapkan yang kedua sebagai unit dasar interval waktu kita. Kita kemudian bisa mengembangkan sistem ketepatan waktu, atau Skala waktu Skala waktu dibuat dengan mengukur unit waktu kecil dan kemudian menghitung jumlah detik yang telah berlalu untuk menetapkan interval waktu yang lebih lama, seperti menit, jam, dan hari. Perangkat yang menghitungnya disebut jam.

The Evolution of Clocks and Timekeeping 

Setiap jam memiliki perangkat yang menghasilkan peristiwa periodik yang disebut resonator. Dalam kasus jam pendulum, pendulum adalah resonator. Tentu saja resonator memerlukan sumber energi seperti, per atau mesin. Bersamaan dengan itu resonator dan sumber energi membentuk sebuah osilator.. Bagian lain dalam menghitung jam adalah melalui ayunan dari osilator dan mengubahnya ke satuan waktu seperti jam, menit, detik atau ke satuan yang lebih kecil seperti milidetik (ms), mikrodetik (MS), dan nanodetik (NS). Dan akhirnya sebagian jam dapat mencatat hasilnya.

Atomic Oscillators 　　

Osilator atom menggunakan tingkat energi terkuantisasi dalam atom dan molekul sebagai sumber frekuensi resonansi mereka. Hukum mekanika kuantum mendikte bahwa energi dari sistem terikat, seperti atom, memiliki nilai diskrit tertentu. Medan elektromagnetik dapat meningkatkan atom dari satu tingkat energi ke tingkat yang lebih tinggi. Atau atom pada tingkat energi tinggi bisa turun ke tingkat yang lebih rendah dengan memancarkan energi elektromagnetik.

Atomic osilator dibagi menjadi 3 tipe :

1. Rubudium osilator ( 6.835 GHz ), merupaskan atomic osilator yang paling murah dan umum ditemukan.Mereka sangat sesuai untuk aplikasi yang memerlukan osilator berkinerja tinggi kecil dengan waktu pemanasan yang sangat cepat.

2. Cesium beam (9,1926 GHz), Berfungsi sebagai referensi utama untuk sebagian besar waktu presisi.

3. Hydrogen maser(1.42 GHz ), Meskipun kinerja pemeras hidrogen lebih unggul dari cesium dalam beberapa hal, namun kinerjanya tidak banyak digunakan karena harganya mahal. Hanya sedikit yang dibangun, dan sebagian besar dimiliki oleh laboratorium standar nasional. Harga maser hidrogen seringkali melebihi $ 200.000.

Banyak aplikasi memerlukan jam berbeda di lokasi yang berbeda untuk disetel ke waktu yang sama (sinkronisasi), atau dijalankan pada tingkat yang sama (syntonization). Aplikasi yang umum adalah mentransfer waktu dari satu lokasi dan menyinkronkan jam di lokasi lain. Ini memerlukan 1 pulsa per detik (pps) output yang direferensikan ke UTC. Begitu kita memiliki pulsa tepat waktu, kita tahu waktu kedatangan setiap detik dan bisa menyamaratakan jam lokal dengan membuatnya berjalan pada tingkat yang sama. Namun, kita masih harus tahu waktu-waktu sebelum kita bisa menyinkronkan jam. Kode waktu menyediakan jam UTC, menit, dan detik, dan sering memberikan informasi tanggal seperti bulan, hari, dan tahun. Sebagai rangkuman, sinkronisasi memerlukan dua hal: pulsa tepat waktu dan kode waktu. Banyak sinyal transfer waktu memenuhi kedua persyaratan tersebut. Sinyal ini berasal dari jam UTC yang mengacu pada satu atau lebih osilator cesium. Sinyal waktu dari jam ini kemudian didistribusikan (atau ditransfer) ke pengguna. Waktu dapat ditransfer melalui berbagai media, termasuk kabel koaksial, serat optik, sinyal radio (di berbagai tempat dalam spektrum), saluran telepon, dan jaringan komputer.

Metode Transfer Waktu

Penyumbang ketidakpastian transfer waktu terbesar adalah penundaan jalur, atau penundaan yang diperkenalkan saat sinyal bergerak dari pemancar (sumber) ke penerima (tujuan). Untuk menggambarkan masalah keterlambatan jalur, pertimbangkan sinyal waktu yang dipancarkan dari stasiun radio. Asumsikan bahwa sinyal waktu hampir sempurna pada sumbernya, dengan ketidakpastian ± 100 ns UTC. Jika situs penerima dipasang sejauh 1000 km, kita perlu menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan sinyal untuk menuju ke situs. Sinyal radio berjalan dengan kecepatan cahaya (≅3.3 μs km-1). Oleh karena itu, pada saat sinyal sampai ke situs, sudah terlambat 3,3 ms. Kita bisa mengkompensasi delay jalur ini dengan membuat penyesuaian 3,3 ms ke jam. Ini disebut kalibrasi jalannya. Selalu ada batasan seberapa baik kita bisa mengkalibrasi sebuah jalan. Misalnya, untuk menemukan panjang jalur, kita memerlukan koordinat untuk penerima dan pemancar, dan perangkat lunak untuk menghitung penundaan. Bahkan saat itu, kita mengasumsikan bahwa sinyal mengambil jalur terpendek antara pemancar dan penerima. Tentu saja, ini tidak benar. Sinyal radio bisa terpental antara Bumi dan ionosfer, dan menempuh perjalanan lebih jauh dari jarak antar antena. Perkiraan penundaan jalur yang baik memerlukan pengetahuan tentang variabel-variabel yang memengaruhi propagasi radio: waktu tahun, waktu, posisi matahari, indeks matahari, dll. Bahkan kemudian, perkiraan penundaan jalur begitu tidak tepat sehingga mungkin terjadi. Sulit untuk memulihkan waktu dengan ketidakpastian ± 1 ms (10.000 kali lebih buruk dari waktu yang ditransmisikan).

Desainer sistem transfer waktu telah mengembangkan banyak cara inovatif untuk mengatasi masalah penundaan jalur. Metode yang lebih canggih memiliki jalur kalibrasi sendiri yang secara otomatis mengkompensasi penundaan jalur. Berbagai sistem transfer waktu dapat dibagi menjadi lima kategori umum:

Metode 1.One-way (jalur calibrates pengguna): Ini adalah jenis sistem transfer waktu yang paling sederhana dan paling umum, sistem satu arah dimana pengguna bertanggung jawab untuk mengkalibrasi jalan (jika diperlukan). Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 18.1, sinyal dari pemancar ke penerima tertunda τab oleh medium. Untuk mendapatkan hasil terbaik, pengguna harus memperkirakan τab dan mengkalibrasi jalur dengan mengkompensasi penundaan. Seringkali, pengguna sistem satu arah hanya memerlukan ketidakpastian waktu ± 1 detik, jadi tidak ada upaya yang dilakukan untuk mengkalibrasi jalur. Misalnya, pengguna siaran frekuensi tinggi (HF) dapat menyinkronkan jam pada tingkat 1 s tanpa mengkhawatirkan efek penundaan jalur.

2. Metode satu arah (self-calibrating path): Metode ini adalah variasi dari metode satu arah sederhana yang ditunjukkan pada Gambar 18.1. Namun, sistem transfer waktu (dan bukan pengguna) bertanggung jawab untuk memperkirakan dan menghapus penundaan τab.

3. Common-view method: Metode common-view melibatkan pemancar referensi tunggal (R) dan dua receiver (A dan B). Pemancar berada dalam "pandangan umum" untuk kedua receiver. Kedua receiver membandingkan sinyal yang diterima secara simultan ke jam lokal mereka dan mencatat data (Gambar 18.2). Receiver A menerima sinyal di atas jalur τra dan membandingkan referensi ke jam lokalnya (R - Clock A). Penerima B menerima sinyal di atas jalur τrb dan catatan (R - Jam B). Kedua receiver tersebut kemudian menukar dan bedakan datanya. Kesalahan dari dua jalur (τra dan τrb) itu.

4. Metode dua arah: Metode dua arah memerlukan dua pengguna untuk mentransmisikan dan menerima melalui medium yang sama pada saat bersamaan (Gambar 18.3). Situs A dan B sekaligus menukar sinyal waktu melalui media yang sama dan membandingkan sinyal yang diterima dengan jam mereka sendiri. Site A record A - (B + τba) dan situs B mencatat B - (A + τab), di mana τba adalah jalur penundaan dari A ke B, dan τab adalah jalur penundaan dari A ke B. Perbedaan antara kedua himpunan ini Pembacaan menghasilkan 2 (A - B) - (τba - τab). Jika jalurnya timbal balik (τab = τba), maka selisihnya, A - B, diketahui dengan sempurna karena jalur antara A dan B telah diukur. Bila diterapkan dengan benar menggunakan sambungan optik satelit atau satelit, metode dua arah lebih unggul dari semua metode transfer waktu lainnya dan mampu mengalami ketidakpastian ± 1 ns. Transfer waktu dua arah memiliki banyak potensi aplikasi di jaringan telekomunikasi. Namun, saat media nirkabel digunakan, ada beberapa batasan yang membatasi kegunaannya. Ini mungkin memerlukan peralatan mahal dan lisensi pemerintah sehingga pengguna bisa mengirimkannya. Dan seperti metode common-view, metode dua arah mengharuskan pengguna untuk bertukar data. Namun, karena pengguna dapat mentransmisikan, adalah mungkin untuk memasukkan data dengan informasi timing dan untuk menghitung hasilnya secara real time.

5. Metode loop-back: Seperti metode dua arah, metode loop-back mengharuskan receiver untuk mengirim informasi kembali ke pemancar. Misalnya, sinyal waktu dikirim dari pemancar (A) Ke penerima (B) di atas jalur τab. Penerima (B) kemudian menggemakan atau merefleksikan sinyal kembali ke pemancar (A) di atas jalur τba. Pemancar kemudian menambahkan dua penundaan jalur (τab + τba) untuk mendapatkan penundaan perjalanan pulang-pergi, dan membagi angka ini dengan 2 untuk memperkirakan penundaan jalur satu arah. Pemancar kemudian memajukan sinyal waktu dengan perkiraan penundaan satu arah. Beberapa faktor berkontribusi ketidakpastian terhadap metode loop-back. Salah satunya adalah bahwa tidak selalu diketahui apakah sinyal dari A ke B menempuh jalur yang sama seperti sinyal dari B ke A. Dengan kata lain, kita tidak dapat menganggap jalur timbal balik. Bahkan jika kita memiliki jalur timbal balik, kita tidak menggunakan jalur yang sama pada saat bersamaan. Pertama, pemancar mengirim data ke penerima, lalu penerima mengirim data kembali ke pemancar. Dalam interval antara transmisi data, jalur mungkin telah berubah, dan perubahan ini berkontribusi pada ketidakpastian. Metode loop-back mungkin tidak praktis melalui media nirkabel karena mengembalikan informasi ke pemancar memerlukan pemancar radio, lisensi siaran, dsb. Bila mediumnya adalah sambungan telepon atau jaringan, bagaimanapun, adalah mungkin untuk menerapkan loop- Kembali seluruhnya dalam perangkat lunak.

Kode Waktu

Kode waktu adalah pesan yang berisi informasi terkini, yang memungkinkan pengguna mengatur jam ke waktu yang benar. Pedoman International Telecommunications Union (ITU) menyatakan bahwa semua kode waktu harus mendistribusikan jam UTC, menit, dan detik, serta koreksi DUT1 [14]. Kode waktu disiarkan dalam sejumlah format yang berbeda (termasuk biner, kode biner desimal [BCD], dan ASCII) dan hanya sedikit standarisasi. Kode waktu standar ini pertama kali dibuat oleh Inter-Range Instrumentation Group (IRIG) pada tahun 1956 dan masih banyak digunakan oleh produsen peralatan saat ini. IRIG mendefinisikan sejumlah kode waktu, namun yang paling umum adalah IRIG-B. Kode IRIG memungkinkan produsen membangun peralatan yang kompatibel. Misalnya, penerima satelit dengan keluaran IRIG-B dapat menggerakkan tampilan sepanjang waktu yang menerima masukan IRIG-B. Atau, bisa memberikan referensi waktu ke server jaringan yang bisa membaca IRIG-B. Format kode waktu IRIG adalah kode modulasi lebar dan serial yang dapat digunakan baik dalam bentuk dc atau amplitudo-termodulasi (AM). Sebagai contoh, IRIG-B memiliki periode bingkai 1 s dan dapat dikirim baik sebagai amplop modulasi pergeseran tingkat dc atau sebagai pembawa Hz 1000 termodulasi. BCD dan data waktu biner lurus (hari, jam, menit, detik) termasuk dalam bingkai 1 s. Decoder Simple IRIG-B hanya mengambil data yang dikodekan dan memberikan resolusi 1 s. Decoder lain menghitung siklus pembawa dan memberikan resolusi waktu sama dengan periode siklus 1000 Hz (1 ms). Tahap dekoder yang lebih canggih mengunci sebuah osilator ke kode waktu dan memberikan resolusi hanya dibatasi oleh rasio signal-to-noise kode waktu (biasanya ± 2 μs).

Sinyal Transfer Waktu Radio 

Banyak jenis penerima menerima kode waktu yang dikirimkan melalui radio. Biayanya sangat bervariasi, dari kurang dari $ 500 sampai $ 15.000 atau lebih. Jam radio datang dalam beberapa bentuk yang berbeda. Beberapa perangkat standalone (atau rack mount) dengan tampilan waktu digital. Ini sering memiliki antarmuka komputer seperti RS-232 atau IEEE488. Yang lain tersedia sebagai kartu yang terhubung langsung ke bus komputer. Saat memilih jam radio, pastikan bahwa sinyal tersebut dapat digunakan di area dan jenis antena yang sesuai dapat dipasang. Saat meninjau sinyal waktu radio, ingatlah bahwa nilai ketidakpastian yang disebutkan mengacu pada sinyal mentah. Penundaan tambahan diperkenalkan sebelum sinyal diproses oleh receiver dan digunakan untuk menyinkronkan jam. Misalnya, ada penundaan kabel antara antena dan penerima. Ada penundaan peralatan yang diperkenalkan oleh perangkat keras, dan penundaan pemrosesan diperkenalkan oleh perangkat lunak. Jika tidak diketahui, penundaan ini dapat menyebabkan kesalahan sinkronisasi. Bergantung pada aplikasi, kesalahan sinkronisasi mungkin atau mungkin tidak penting. Namun, mereka harus diukur dan dipertanggungjawabkan saat melakukan analisis ketidakpastian tentang sistem waktu.

Sinyal Radio HF (termasuk WWV dan WWVH) 

Siaran radio frekuensi tinggi (HF) atau gelombang pendek biasanya digunakan untuk transfer waktu pada tingkat kinerja moderat. Stasiun ini sangat populer karena beberapa alasan: mereka menyediakan cakupan di seluruh dunia, mereka bekerja dengan receiver berbiaya rendah, dan mereka memberikan pengumuman audio yang memungkinkan Anda "mendengarkan" waktu. Untuk menggunakan sinyal waktu HF, Anda memerlukan radio gelombang pendek. Beberapa perusahaan memproduksi receiver waktu HF khusus yang secara otomatis menemukan sinyal terbaik untuk digunakan dengan memindai beberapa frekuensi yang berbeda. Beberapa dari mereka memiliki antarmuka komputer built-in (biasanya RS-232) sehingga Anda dapat menggunakannya untuk mengatur jam komputer. WWV dan WWVH paling cocok untuk sinkronisasi pada tingkat 1 s (atau sepersekian detik). Ketidakpastian sebenarnya tergantung pada jarak pengguna dari pemancar, namun harus kurang dari 30 ms. Meskipun ketidakpastian ± 1 ms dimungkinkan dengan jalur yang dikalibrasi dengan baik, ada sinyal lain yang tersedia yang lebih mudah digunakan dan lebih dapat diandalkan pada tingkat 1 ms.

Sinyal Radio LF (termasuk WWVB dan LORAN-C) 

Sebelum pengembangan sinyal satelit, sinyal frekuensi rendah (LF) adalah metode pilihan untuk transfer waktu. Sementara penggunaan sinyal LF telah berkurang, mereka tetap memiliki satu keunggulan utama - seringkali mereka dapat diterima di dalam ruangan tanpa antena eksternal. Seperti halnya sinyal HF, pengguna harus mengkalibrasi jalur untuk mendapatkan hasil terbaik. Namun, karena bagian dari sinyal LF adalah gelombang bawah tanah dan mengikuti kelengkungan Bumi, perkiraan penundaan jalur yang baik jauh lebih mudah dilakukan. Dua contoh sinyal LF yang digunakan untuk transfer waktu adalah WWVB dan LORAN-C. WWVB mentransmisikan kode waktu biner pada operator 60 kHz. LORAN-C mentransmisikan pulsa tepat waktu pada 100 kHz namun tidak memiliki kode waktu.

WWVB

Adalah stasiun radio LF (60 kHz) yang dioperasikan oleh NIST dari situs yang sama dengan WWV di dekat Ft. Collins, CO Sinyal saat ini mencakup sebagian besar Amerika Utara, dan peningkatan daya (6 dB dan dijadwalkan untuk tahun 1998) akan meningkatkan area cakupan dan memperbaiki rasio signal-to-noise di Amerika Serikat. Meskipun jauh lebih stabil daripada jalur HF, jalur WWVB dipengaruhi oleh panjang jalur, dan oleh perubahan musiman dan harian.

LORAN-C

Adalah sistem radionavigasi berbasis darat. Sebagian besar sistem dioperasikan oleh Departemen Perhubungan A.S. (DOT), namun beberapa stasiun dioperasikan oleh pemerintah asing. Sistem terdiri dari kelompok stasiun (disebut rantai). Setiap rantai memiliki satu stasiun induk, dan dari dua sampai lima stasiun sekunder. Stasiunnya memiliki daya tinggi, biasanya 275 sampai 1800 kW, dan disiarkan pada frekuensi pembawa 100 kHz dengan menggunakan bandwidth dari 90 kHz sampai 110 kHz. Karena ada banyak rantai LORAN-C yang menggunakan frekuensi pembawa yang sama, rantai mengirimkan pulsa sehingga masing-masing stasiun dapat diidentifikasi. Setiap rantai mentransmisikan kelompok pulsa yang terdiri dari pulsa dari semua stasiun individual. Grup pulsa dikirim pada Group Repetition Interval yang unik (GRI). Misalnya, rantai 7980 mentransmisikan pulsa setiap 79,8 ms. Dengan mencari kelompok pulsa yang berada pada interval ini, receiver dapat mengidentifikasi rantai 7980. Setelah sebuah stasiun tertentu di dalam rantai diidentifikasi, bentuk pulsa memungkinkan receiver untuk menemukan dan melacak siklus gelombang pembawa spesifik dari carrier. LORAN-C tidak mengirimkan kode waktu, namun dapat mengirimkan pulsa tepat waktu yang dirujuk ke UTC. Hal ini dimungkinkan karena waktu kedatangan kelompok pulsa bertepatan dengan UTC kedua pada interval reguler.

Satelit Lingkungan Operasional Geostasioner (GOES) 

IST menyediakan kode waktu terus menerus melalui satelit GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite). Satelit ini dioperasikan oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Layanan ini menyediakan cakupan ke seluruh belahan bumi bagian barat. Dua satelit digunakan untuk menyiarkan waktu. GOES / East pada 75 ° Bujur Barat yang disiarkan pada frekuensi pembawa 468,8375 MHz. GOES / West pada 135 ° Bujur Barat disiarkan pada frekuensi pembawa 468,825 MHz. Satelit berada di orbit geostasioner 36.000 km di atas khatulistiwa. Jam master GOES disinkronisasi ke UTC (NIST) dan terletak di fasilitas NOAA di Wallops Island, VA. Satelit berfungsi sebagai transponder yang mentransmisikan sinyal dari jam utama. Kode waktu GOES mencakup tahun, hari, tahun, menit, dan detik, koreksi DUT1, informasi posisi satelit, dan Daylight Saving Time dan lompatan indikator kedua. Kode waktu interlaced dengan pesan yang digunakan oleh NOAA untuk berkomunikasi dengan sistem pengumpulan data cuaca. Pesan 50 bit dikirim setiap 0,5 detik, namun hanya 4 bit pertama (satu kata BCD) berisi informasi waktu. Kerangka kode waktu yang lengkap terdiri dari 60 kata BCD dan membutuhkan waktu 30 detik untuk menerima. Dengan menggunakan informasi posisi satelit, GOES menerima peralatan dapat mengukur dan mengkompensasi penundaan jalur jika koordinat penerima diketahui. Ketidakpastian waktu dari layanan GOES adalah ± 100 μs [15].

Global Positioning System (GPS) 

Global Positioning System (GPS) adalah sistem navigasi radionavigasi yang dikembangkan dan dioperasikan oleh Departemen Pertahanan A.S.. Ini terdiri dari sebuah konstelasi 24 satelit yang mengorbit di Bumi (21 satelit utama dan 3 orbit orbit). Ke-24 satelit mengorbit Bumi dalam enam pesawat bertingkat cenderung 55 ° dari khatulistiwa. Setiap satelit berukuran 20.200 km di atas Bumi dan memiliki periode orbit 11 jam h, 58 menit, yang berarti satelit akan melewati tempat yang sama di Bumi 4 menit lebih awal setiap hari. Karena satelit terus mengorbit Bumi, GPS harus bisa digunakan di manapun di permukaan bumi. Setiap satelit menyiarkan bentuk gelombang spektrum menyebar, yang disebut kode pseudo random noise (PRN) pada L1 dan L2, dan setiap satelit diidentifikasi oleh kode PRN yang dipancarkannya. Ada dua jenis kode PRN. Tipe pertama adalah kode akuisisi kasar (disebut kode C / A) dengan chip tingkat 1023 chip per milidetik. Yang kedua adalah kode presisi (disebut kode P) dengan chip tingkat 10230 chip per milidetik. Kode C / A berulang setiap milidetik. Kode P hanya berulang setiap 267 hari, namun untuk alasan praktis disetel ulang setiap minggu. Kode C / A disiarkan di L1, dan kode P disiarkan pada L1 dan L2 Untuk alasan keamanan nasional.

Menggunakan GPS dalam Mode Satu Arah 

GPS memiliki rasio kinerja harga terbaik dari sistem transfer saat ini. Untuk menggunakan sebagian besar receiver, Anda cukup memasang antena, menghubungkan antena ke penerima, dan menghidupkan receiver. Antena sering berupa kerucut kecil atau cakram (berdiameter sekitar 15 cm) dan harus dipasang di luar ruangan di tempat yang memiliki pemandangan langit yang jelas dan tidak terhalang. Begitu penerima dinyalakan, ia melakukan pencarian di langit untuk menemukan satelit yang saat ini berada di atas cakrawala dan terlihat dari lokasi antena. Penerima kemudian mengumpulkan dua blok data (disebut almanak dan ephemeris) dari satelit yang ditemukannya. Setelah ini selesai, ia dapat menghitung koordinat 3 dimensi (garis lintang, bujur, dan ketinggian) selama empat satelit berada dalam tampilan. Penerima kemudian dapat mengkompensasi penundaan jalur, dan menyinkronkan pulsa tepat waktu. Jika antena memiliki pemandangan langit yang jelas, setidaknya ada empat satelit yang harus selalu terlihat setiap saat, dan receiver harus selalu bisa menghitung posisinya.

Kinerja GPS dalam Mode Satu Arah Sebagian besar.

Sebagian besar penerima waktu GPS memberikan denyut nadi 1 pps. GPS juga menyiarkan tiga lembar informasi kode waktu: jumlah minggu sejak waktu GPS dimulai (5 Januari 1980); Yang kedua saat ini dalam minggu ini; Dan jumlah detik kabisat sejak waktu GPS dimulai. Dengan menggunakan dua informasi pertama, penerima GPS dapat memulihkan waktu GPS. Dengan menambahkan informasi lompatan kedua, receiver dapat memulihkan UTC. Waktu GPS berbeda dari UTC dengan jumlah detik kabisat yang terjadi sejak 5 Januari 1980. Sebagian besar penerima GPS mencetak UTC dalam format waktu tradisional: bulan, hari, tahun, jam, menit, dan detik. Tabel 18.3 mencantumkan spesifikasi ketidakpastian UTC untuk SPS dan PPS. Karena hampir semua penerima GPS dibatasi untuk menggunakan SPS, baris teratas dalam tabel paling diminati. Ini menunjukkan ada kemungkinan 50% bahwa pulsa tepat waktu dari GPS akan berada dalam ± 115 ns UTC. Ketidakpastian GPS (probabilitas ~ 68%) adalah ± 170 ns, dan ketidakpastian 2 ((95%) adalah ± 340 ns. Untuk mencapai ketidakpastian yang ditunjukkan pada Tabel 18.3, seseorang harus mengkalibrasi penundaan penerima dan antena, dan memperkirakan kesalahan sinkronisasi.

Menggunakan GPS dalam Mode Common-View

Mode common-view digunakan untuk menyinkronkan atau membandingkan standar waktu atau skala waktu pada dua atau lebih lokasi. Common-view GPS adalah metode yang digunakan oleh BIPM untuk mengumpulkan data dari laboratorium yang berkontribusi pada TAI. Common-view time transfer memerlukan receiver GPS yang dirancang khusus yang dapat membaca jadwal pelacakan. Jadwal ini memberi tahu penerima kapan harus mulai melakukan pengukuran dan satelit mana yang akan dilacak. Pengguna lain di lokasi lain menggunakan jadwal yang sama dan melakukan pengukuran secara simultan dari Satelit yang sama. Jadwal pelacakan harus dirancang sedemikian sehingga memilih satelit yang dapat dilihat oleh kedua pengguna pada sudut elevasi yang wajar. Setiap situs mengukur perbedaan antara jam lokal dan satelitnya. Tabel 18.4 merangkum berbagai sinyal transfer waktu radio.

Computer Time Transfer Sinyal 

Salah satu masalah transfer waktu yang paling umum melibatkan sinkronisasi jam komputer. Jam radio seperti yang dijelaskan di bagian terakhir sering digunakan untuk ketepatan waktu komputer. Namun, menggunakan layanan panggilan atau waktu internet seringkali lebih mudah dan lebih murah daripada membeli jam radio.

Layanan Pengaturan Waktu Dial-Up

Layanan waktu dial-up memungkinkan komputer menyinkronkan jam mereka menggunakan saluran telepon biasa. Untuk menggambarkan bagaimana layanan ini bekerja, lihat NIST's Automated Computer Time Service (ACTS), yang mulai online pada tahun 1988. ACTS membutuhkan komputer, modem, dan beberapa perangkat lunak sederhana. Saat komputer terhubung ke ACTS melalui telepon, komputer akan menerima kode waktu ASCII. Informasi dalam kode waktu ini digunakan untuk menyinkronkan jam komputer. ACTS dapat digunakan pada kecepatan modem hingga 9600 baud dengan 8 bit data, 1 stop bit, dan tidak ada paritas. Untuk menerima kode waktu penuh, seseorang harus terhubung dengan 1200 baud atau lebih tinggi. Kode waktu penuh dikirimkan sekali per detik dan berisi lebih banyak informasi daripada kode waktu baud 300, yang dikirimkan setiap 2 detik. Tabel 18.6 menjelaskan kode waktu ACTS penuh.

Layanan Pengaturan Waktu Jaringan Komputer yang terhubung ke Internet dapat disinkronisasi tanpa biaya menggunakan layanan dial-up. Server waktu Internet menyediakan tingkat standardisasi yang lebih tinggi daripada layanan dial-up. Beberapa protokol timing standar didefinisikan dalam serangkaian dokumen RFC (Request for Comments). Seseorang bisa mendapatkan dokumen-dokumen ini dari sejumlah situs internet. Empat protokol timing utama adalah Time Protocol, Daytime Protocol, Network Time Protocol (NTP), dan Simple Network Time Protocol (SNTP). Tabel 18.8 merangkum berbagai protokol dan tugas port mereka, atau port dimana server waktu "mendengarkan" untuk permintaan dari klien

Perangkat lunak komputer untuk mengakses berbagai layanan jaringan dial-up dan jaringan tersedia untuk semua sistem operasi utama. Seseorang sering bisa mendapatkan salinan evaluasi (shareware) dari Internet atau layanan online lainnya.

Perkembangan Masa Depan 

Kedua realisasi SI dan kinerja teknik transfer waktu akan terus membaik. Salah satu perkembangan yang menjanjikan adalah meningkatnya penggunaan standar air mancur-cesium. Perangkat ini bekerja dengan laser yang mendinginkan atom dan kemudian mengangkatnya secara vertikal. Frekuensi resonansi terdeteksi saat atom naik dan jatuh di bawah pengaruh gravitasi. Banyak laboratorium sedang mengerjakan konsep ini, yang harus mengarah pada perbaikan substansial terhadap standar cesium balok atom yang ada [28]. Dalam jangka panjang, standar ion yang terperangkap dapat menyebabkan perbaikan beberapa kali lipat. Standar ini menghasilkan frekuensi resonansi dari perubahan energi sistematis dalam transisi dalam ion-ion tertentu. Ketidakpastian frekuensi perangkat semacam itu pada akhirnya bisa mencapai ± 1 × 10-18 [29]. Masa depan transfer waktu harus melibatkan ketergantungan yang lebih dan lebih pada sistem berbasis satelit. Sistem berbasis ground seperti LORAN-C diharapkan akan dihapus [30]. Ketidakpastian waktu GPS akan membaik jika program Selektif Availability (SA) dihentikan (seperti yang diharapkan) pada awal abad ke-20 [31]. GLONASS, mitra Rusia untuk GPS, mungkin menjadi lebih banyak digunakan [32]. Dan, dalam waktu dekat, layanan transfer waktu dari satelit INMARSAT geostasioner dapat tersedia. Layanan ini menggunakan teknologi yang mirip dengan GPS, namun harus memberikan performa yang lebih baik.

untuk download Html →→→ download disini