time Locație

Cum de a găsi timp?

Ce este timpul? Această problemă este doar la prima vedere aparent naiv, puteți dedica o carte groasă, pentru că este unul dintre conceptele fundamentale în diverse domenii ale cunoașterii acumulate de omenire în istorie - astronomie, fizica, filosofie, și psihologie.

Lăsând în afara acestei pagini este un subiect atât de largă, încât de data aceasta, dorim să vă spun despre modul în care aceasta este măsurată. Necesitatea de a măsura timpul, aproape nimeni nu este pusă la îndoială - pentru că noi nu trebuie să fie târziu pentru muncă, de a utiliza diferite sisteme de transport și de comunicare, pentru a celebra sărbătorile, în cele din urmă!

Pentru moment ar putea fi măsurată într-un fel, este necesar pentru a rezolva trei probleme. Mai întâi, selectați unitatea de timp și setați cronologie. În al doilea rând, creați numărul exact - standard. În al treilea rând, să coordoneze lecturi de referință cu procesul natural prin care a fost creat.

Unitatea de timp ar trebui să fie suficient de confortabil pe de o parte, iar pe de altă parte - să asigure precizia necesară. Pentru că planeta noastră se rotește în jurul propriei sale axe, cea mai naturală, și, prin urmare, mult timp a fost „inventat“ unitatea de timp devin zile solare - intervalul de timp care se extinde de la un punct culminant de top Soare la altul. Dar pentru o persoană pe zi - o perioadă suficient de lungă, și trebuie să fie defalcate în perioade mai scurte.

Idei cum să facă acest lucru, au fost mulți. Cu mult timp în urmă, în Egipt, numărul 12 și 60 au fost considerate sacre. Se pare că suntem obligați să prezinte 24 de ore pe zi, mai întâi a apărut în vechiul Babilon. Cu toate acestea, în cazul în care ceasul au fost „cauciuc“ - exact 12 ore de la răsărit până la apus (în timpul zilei) și la fel - de la apus la răsărit de soare (de noapte). După cum vă puteți imagina, durata acestor ore variază în timpul anului. Mult mai târziu a dezvoltat un sistem utilizat de către noi și acum - 24 de ore într-o zi, la fiecare 60 de minute de aceeași, constând din 60 de secunde identice.

De-a lungul timpului cântare - adică, cei care „stivă“ de secundă - situația este mai complicată. Punct de vedere istoric, astronomie a apărut în scara timpului universal este dat de rotația Pământului. Începând cu 1884, timpul solar mediu la meridianul Greenwich se numește timp global UT (Universal Time). Pentru calculul acestuia, folosind observator astronomic. Cu toate acestea, este necesar să se modifice deplasarea cauzată de poli Pământului, influența mareelor ​​și schimbările sezoniere mase atmosferice. Cel mai aproape de scara de timp uniformă, care poate fi obținută din mișcările zilnice ale stelelor de observații, este un sistem de UT2 timp universal. Cu toate acestea, el singur nu poate fi folosit pentru o suficient de mult timp (cateva zeci de ani) timp.

Poate că aveți o întrebare, dar de ce avem nevoie de astfel de metode precise de măsurare a timpului? De ce masura un numar de milisecunde, care au acumulat peste un secol? Unul dintre cele mai evidente exemple - transportul aerian. Pentru a determina locația aeronavei sale de la bord ceas ar trebui să coincidă cu „teren“ până la 0,5mks. Dar există sarcini mai complexe balisticii, astronautică, astronomie și tehnologii informatice.

Deoarece dezvoltarea științei și tehnologiei necesită metode din ce în ce precise de măsurare a timpului, a fost necesar să inventeze standarde mai sofisticate, care să permită redarea și „să păstreze“ unitatea de timp. Dezvoltarea fizicii în secolul al XX-lea a creat un nou tip fundamental de ceas - ceas atomic. În ciuda numelui său de intimidare, orele nu sunt utilizate pentru a determina timpul energiei nucleare. Ele sunt numite astfel deoarece acestea permit să numere vibrațiile atomilor, cum ar fi clicurile Metronome fac. Aceste oscilații sunt proces natural extrem de stabil și uniform, care este independent de rotație sau mișcarea corpurilor din sistemul solar al Pământului. ceasuri atomice, ultima generație de cesiu pe bază de (de exemplu, NIST-7) recunosc eroarea de a nu mai mult de 1 secundă pentru 6 milioane de ani.

determinarea doilea atomic a fost dată în 1967. Se pare ca aceasta: „durata 9192631770 oscilații ale radiației corespunzătoare frecvenței de rezonanță a tranziției între cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133, în absența perturbațiilor din câmpurile externe.“ Apariția unor standarde de frecvență moleculare si atomice a condus la crearea unui calendar complet nou - TAI internațional scară de timp atomică (Atomic Time International).

Această scală, așa cum sa menționat mai sus, este foarte stabil, uniform, și este foarte ușor de utilizat. Cu toate acestea, precizia incredibila (? Amintiți-vă numărul de peste 9 miliarde de cicluri pe secundă) Creează o serie de probleme - de fapt, se obține citiri precise ale ceasurilor atomice este mult mai ușor decât în ​​mod normal. Adăugați la această schimbare lungimea zilei - și vom obține eroarea acumularea.

Inițial am încercat să rezolve această problemă schimba durata de secunde atomice, în mod constant că ajustarea sub timpul „normal“. Cu toate acestea, curând a devenit clar că este extrem de incomod. Ca rezultat, a fost creat scara de coordonate UTC timp universal (Timpul universal de coordonare) - în prezent există un "succesor al" Greenwich Mean Time (Greenwich Mean Time, GMT). Acesta a introdus un „al doilea în plus“ inteligent.

de transmisie a semnalului de timp să fie realizată în diferite moduri. La începutul secolului XX, au fost transmise prin radio, televiziune mai târziu a fost conectat (opus unui mitic „25-frame“, semnalele de referință sunt transmise în al șaselea rând fiecărui câmp impar de transmițător semnal de televiziune ORT). Un detaliu interesant - ora exactă a semnalelor transmise de rețelele audio conțin informații cu privire la ora actuală. Prin urmare, durata de al șaselea, semnalul lung variază în funcție de momentul zilei.

Cu toate acestea, timpul și progresul nu se opune în continuare.

GPS și GLONASS

Apariția de ore precise și fiabile, în același timp, având o greutate acceptabilă și compact, format baza pentru crearea sistemelor de acum existente și emergente la nivel mondial de navigație. În momentul de față, sistem complet funcțional de navigație prin satelit este NAVSTAR (GPS). să dezvolte, să implementeze și să exploateze pe deplin Departamentul Apararii al SUA. Inițial, proiectul NAVSTAR concepute exclusiv pentru utilizări militare. Cu toate acestea, după incidentul nefericit în 1983, când coreeană Airlines jet, cu 269 de pasageri la bord (în conformitate cu versiunea oficială, piloții au urmat cursul său greșit), a fost doborât deasupra Uniunii Sovietice, utilizarea președintele american Ronald Reagan NAVSTAR a fost permis în scopuri civile.

Sisteme similare sunt dezvoltate în China (Beidou) și Europa (Galileo). Te întrebi de ce tema cu măsurarea precisă a timpului am „sărit“ de pe sistemul de coordonate de referință? Vă rugăm să fie un pic de răbdare, vei va deveni în curând totul clar.

Ideea pe care sistemul de operare de navigație prin satelit, este extrem de simplu. În jurul Pământului se desfășoară sistemul prin satelit. Așa cum se mișcă într-un vid, orbitele lor se poate calcula cu precizie. Prin urmare, se poate, de asemenea, stabili cu exactitate locația lor, în orice moment dat. Cunoscând coordonatele sateliților și distanța până la câteva dintre ele, este ușor de a localiza punctul în care măsurătoarea a fost făcută gama. Da, da - este foarte ușor pentru a determina distanța până zboară la mare viteză sateliți aeriene de undeva de mare!

Sateliții la intervale regulate de a trimite un semnal radio, care intră receptorul de navigare. Rata la care semnalul propagates, este cunoscut - este viteza luminii. În condiții ideale, este de a cunoaște timpul care a trecut de la trimiterea semnalului până la primirea acestuia. Cum o știi? Prea ușor - semnalul este codificat într-un mod special, și conține informații despre când a părăsit satelitul. Rămâne doar pentru a detecta când acesta este primit de către receptor, și de a se multiplica viteza la momentul în care semnalul a fost în cale - formula simpla de clasa a 6-fizica manual. Cu toate acestea, un pic de trigonometrie același nivel de clasa a șasea, și având trei măsurători interval, vom putea ști exact coordonatele punctului în care a fost făcută măsurătoarea. Dar noi nu a făcut cu bună știință o rezervă cu privire la condițiile ideale.

Determinarea originii distanța până la sateliții.

Din moment ce știm viteza de propagare a semnalului, factorul decisiv este acuratețea preciziei de măsurare a determinării intervalului de timp în care semnalul traversează o cale de la satelit la antena receptorului. Este clar faptul că componentele de bord ceas ale întregului sistem - sateliți și receptorul trebuie să fie sincronizate cu precizie. Discrepanța dintre „doar“ o sutime de secundă - și eroarea în intervalul de măsurare va fi de aproape 3000 km!

Așa e în acest moment ne interesează. În sistemul NAVSTAR de poziționare (GPS) la bordul fiecărui satelit, luate la 2 la 4 ceas atomic. Sincronizarea ceasului de sistem la bord a segmentului de spațiu este realizat dintr-un centru de control de la sol (deși ultima serie de sateliți NAVSTAR sunt capabili de a sincroniza timp între ele și - în caz de eșec al comunicării cu centrul de control).

Ideea de a folosi ceasuri atomice în GPS-receptor format din extrem de discutabilă - în primul rând, costul său va fi de mai multe zeci de mii de dolari, și în al doilea rând, a portabilitatea dispozitivului nu poate fi luată în considerare. Din această situație, este, de asemenea, destul de simplu. În practică, GPS-receptor folosind ceas cuarț convenționale, utilizate pe scară largă în diverse echipamente electronice. Precizia lor nu poate fi comparat cu ceasul atomic, dar locația este utilizată pentru a calcula intervalul de măsurare la alta, de-al patrulea satelit. Astfel, chiar și fără să știe diferența dintre ceasul prin satelit și receptor este determinată de intervalul de coordonate în care este de așteptat receptorul. Și, din moment ce nu poate fi simultan în mai multe locuri, receptorul începe pur și simplu în mod constant pentru a atinge corectarea la ceasul său până când găsește una în care datele de la patru sateliți indică exact un punct. Automat cu ceasul receptorului este sincronizat cu ceasul prin satelit.

GPS-receptor Calcul locația exactă.

Cum de a sincroniza ceasurile de calculatoare

Serviciul furnizează rețele, componente ale sistemului de securitate sunt foarte sensibile la precizia ceasului. De exemplu, protocolul de autentificare Kerberos. care este utilizat pe scară largă în rețelele construite pe baza Windows. nu doar „gol“ clientul la rețea, în cazul în care ora de pe ceasul local este diferit de momentul server pentru mai mult de 5 minute.

Aplicațiile care folosesc baze de date sofisticate, care servesc un număr mare de cereri, este nevoie de timp mult mai precisă decât cea care este în mod normal, ocolită persoană. Mai mult decât atât, nu numai la fel pe toate mașinile din sistem, dar, de asemenea, coincide cu adevărul. Ca un exemplu, sistemul contabil al operatorilor de telefonie mobilă care se ocupă de fluxul enorm de informații în fiecare secundă, care marchează începutul și terminarea apelurilor de abonați, care se bazează durata apelurilor, precum și furnizarea de redirecționare a mesajelor SMS și MMS.

Pentru a sincroniza ceasurile de calculatoare utilizate în mod obișnuit un protocol NTP special conceput (Network Time Protocol). Acesta constă dintr-un set de algoritmi destul de complexe pentru precizie (până la câteva microsecunde) și de încredere (pot fi verificate cu mai multe surse de timp exacte) executa procesul de sincronizare.

protocolul NTP în sine este în mod constant îmbunătățit - implementat deja a patra versiune a acestuia. În plus, există o versiune "lite" - SNTP (Simple Network Time Protocol). compatibil cu NTP. SNTP este folosit în rețele care nu impun cerințe ridicate pentru acuratețe. Diferența principală dintre ele - ca parte a NTP funcționează filtre speciale care permit să se calculeze timpul exact, chiar și în cazul transmiterii de pachete prin rețele cu întârziere necunoscută și aleatoriu, în special, pe Internet.

NTP este modelul ierarhic. nivelul ierarhic se numesc strat (strat). Serverele care sunt pe vârful ierarhiei (Primul strat, Stratum1), conectat direct la sursa de timp exacte (cum ar fi ceasuri atomice sau GPS-timp) și folosind timpul cel mai curent. Cel mai simplu mod de a obține un timp precis pentru ziua de azi - este de a sincroniza cu sateliții GPS. care este motivul pentru care cele de mai sus am vorbit despre modul în care sistemele de NAVSTAR-GPS și GLONASS.

Utilizarea principală a protocolului NTP în Internet se realizează pe un „client-server“. Computerul client trimite cererea de NTP-server, în conformitate cu răspunsul pe care clientul stabilește ceasul intern. Sistemul de operare de la Microsoft. începând cu Windows XP. acasă utilizator de calculator, sau un computer dintr-un grup de lucru, se poate seta în mod independent serverul de timp, care va fi configurat pentru ceasul computerului local. Este demn de remarcat două lucruri - sincronizarea se face pe protocolul SNTP. și a propus ca serverul principal time.windows.com operează în al treilea strat.

Sincronizarea ceasului de sistem în Windows.