Nélida Diaz, Francisco Jiménez y Mauricio López División de Tiempo y Frecuencia. Resumen

Transcripción

1 Nuevo esquemade generacón de laescalade empo UTCCNM Nélda Daz, Francsco Jménez y Maurco López Dvsón de Tempo y Frecuenca Resumen La escala de Tempo Unversal Coordnado del CENAM, UTCCNM, se genera desde marzo de 996 sn nerrupcones y a parr del día de la fecha julana modfcada MJD 27 de dcembre del 2003 la dferencas de empo UTC UTCCNM son menores que 50 ns durane más del 90% del empo, y sempre menores que 80 ns. La esabldad del UTCCNM es de 4.3 ns para empos de promedacón de 5 días y de 30 ns para un año. S ben el desempeño del UTCCNM es sasfacoro, en breve el UTCCNM se generará bajo un nuevo esquema que permrá mejorar su desempeño. Con el nuevo esquema se espera que la esabldad del UTCCNM sea de 2 ns para empos de promedacón de 5 días y de 5 ns para un año, menras que las dferencas de empo UTC UTCNM se manendrán menores a 25 ns. Desde hace dos años se genera la escala la escala de empo UTCCNM2 a efeco de probar el algormo desarrollado en el CENAM para la generacón escalas de empo promedadas. En el semnaro se muesran los resulados de la comparacón nernaconal del UTCCNM2 con el NIST, el NRC así como con el ssema GPS. Los resulados muesran que los objevos que se han esablecdo para desempeño del UTCCNM son alcanzables. Se le ha nofcado al BIPM que a parr del de ocubre, del 2009, a las 00h00 UTC, el UTCCNM se generará usando el algormo del CENAM para generar escalas de empo promedadas. Progress n he generaon of he UTCCNM n erms of a vrual clock g g J M López Romero and N Díaz Muñoz Merologa S59 S65

2 Conendo. La mporanca de las escalas de empo 2. El UTCCNM 3. Nuevo esquema de generacón del UTCCNM 4. Resulados de la comparacón de la nueva escala de empo con oras escalas

3 Conendo. Lamporanca de las escalas de empo 2. El UTCCNM 3. Nuevo esquema de generacón del UTCCNM 4. Resulados de la comparacón de la nueva escala de empo con oras escalas

4 Las escalas de empo de alo desempeño son ndspensables para aplcacones alamene demandanes d Navegacón Comuncacones Modelos fundamenales de la físca Comparacón de parones prmarosde frecuenca

5 Algunos números conservadores relaconados con escalas de empo. Número de medcones de empo en Méxco por año: Mono económco anual asocado a las medcones de empo en Méxco: 3. Inversón mundal para la generacón de escalas de empo: 0 pesos 0 7 dólares 4. Ahorro en Méxco por cada peso nverdo en la generacón y dsemnacón del UTCCNM: 0 3

6 Conendo. La mporanca de las escalas de empo 2. El UTCCNM 3. Nuevo esquema de generacón del UTCCNM 4. Resulados de la comparacón de la nueva escala de empo con oras escalas

7 Generacón de la escala de empo UTCCNM Comparador de fases Canal Canal 2 Canal 3 Canal N UTCCNM M 2 3 N Reloj Maesro Reloj Reloj 2 Reloj 3 Reloj N

8 Comparacón de la escala de empo UTCCNM

9 Comparacón de la escala de empo UTCCNM

10 Comparacón de la escala de empo UTCCNM

11 Elaboraon of TAI and UTC 350 aomc clocks n 70 laboraores average EAL Echelle Aomque Lbre 0 prmary frequency sandards 5 labs seerng TAI Temps Aomque Inernaonal Measuremen of Earh s roaon IERS leap seconds UTCk Crcular T UTC Temps Unversel Coordonné Role of he BIPM

12 00 ns

13 20 ns

14 80 ns

15 00 ns

16 30 ns

17 00 ns

18 30 ns

19

20 Conendo. La mporanca de las escalas de empo 2. El UTCCNM 3. Nuevo esquema de generacón del UTCCNM 4. Resulados de la comparacón de la nueva escala de empo con oras escalas

21 Concepo de escala de empo promedada x

22 Concepo de escala de empo promedada x Escala de empo

23 Modelomaemáco para un reloj Para la señal del reloj: V [ V ε ] sn[ 2πυ φ ] 0 0 Con ε V 0 << Varables aleaoras d υ υ0 φ 2π d d φ 2πυ d 0 <<

24 Modelomaemáco para un reloj [ V ε ] sn[ 2πυ φ ] V 0 0 Desvacón fracconal de frecuenca y υ υ d φ υ 2π d 0 0 Desvacón emporal x φ 2πυ 0 y d y x d y d [ x x ] Frecuenca promedo en el nervalo,

25 Modelomaemáco para un reloj Modelo maemáco para un reloj d y y ε Predccón de la desvacón fracconal de frecuenca y y 2 Predccón de la desvacón emporal d y x x ψ

26 Modelo maemáco para escalas de empo reloj S h es el empo meddo por un reloj al nsane enonces la escala de empo TA más smple puede ser defnda de acuerdo a la relacón TA h TA h 0

27 Modelo maemáco para escalas de empo 2 relojes TA 2 2 h h 2 TA h h [ TA h ] 0

28 Modelo maemáco para escalas de empo N relojes TA N N h TA N N h 0 N [ TA h ] 0

29 Modelo maemáco para escalas de empo N relojes con dferene peso N TA ω N h TA ω h 0 N N N ω [ TA h ] 0 Con la resrccón N ω

30 Modelo maemáco para escalas de empo El caso de N relojes con dferene peso N TA ω h N TA ω h 0 N N N ω [ TA h ] 0 Con la resrccón N ω No es un observable

31 Modelo maemáco para escalas de empo N N h h ω N N TA σ σ ω σ

32 Modelo maemáco para escalas de empo N N h h ω N N TA σ σ ω σ La únca nformacón dsponble expermenalmene es la dferenca de empo enre relojes enre relojes h h x Dferenca de empo enre el reloj j y el reloj h h x j j Dferenca de empo enre el reloj j y el reloj Las dferencas de empo enre el reloj k y la escala TA es: h TA x k k

33 Modelo maemáco para escalas de empo N h ω [ ] N h h ω N h TA ω ω [ ] N k k h h h TA ω ω N x ω N k k x x ω ω N k k x x ω

34 Modelo maemáco para escalas de empo N k k x x ω k k k k D Y X X k k x x ω 2 k k k Y X X [ ] N jk j j k X X w X [ ] j jk j j k X X w X X X Y k k Y k k k k k k k k m m Y Y Y

35 Expermeno x30 h0 h3 x N 0 0 N h h Canal 2 Canal Canal 3 Canal N Reloj Maesro Reloj Reloj 2 Reloj 3 Reloj N x j [ h h ] [ h h ] hj h 0 0 j

36 Expermeno Expermeno Canal N Canal 3 Canal 2 Canal Reloj N Reloj 3 Reloj 2 Reloj Reloj Maesro 2 D Y X X. w w 2 w 3 wn [ ] N j j j j X X w X X X Y w 0 TA m m Y Y Y La escala TA así defnda es smlar a la escala EAL del BIPM, la caracerísca merológca prncpal es la esabldad. La escala TA es l l una escalavrual

37 Expermeno Canal N Canal Canal 2 Canal 3 Canal N Reloj Maesro Reloj Reloj 2 Reloj 3.. Reloj N MPS UTCCNM w 0 w w 2 w 3 w N w0 TA Lazo de amarre Arregloexpermenal expermenal pararansformarel reloj vrualen un reloj real

38 Esquema compleo de generacón del UTCCNM Canal N CsOp 2 CsF Reloj Maesro Canal N Canal 3 Canal 2 Canal Reloj Reloj 2 Reloj 3 w w 2 w 3 w w 0 w 2 w N w0.. Reloj N Máser MPS GP PS CV lnk UTCCNM BIPM TA Lazo de amarre

39 Conendo. La mporanca de las escalas de empo 2. El UTCCNM 3. Nuevo esquema de generacón del UTCCNM 4. Resulados de la comparacón de la nueva escala de empo con oras escalas

40 50 días de comparacón con el ssema GPS

41 50 días de comparacón con el ssema GPS Ssema de comparacón fuera de operacón

42 50 días de comparacón con el ssema GPS Pérdda de comuncacón con el MPS

43 50 días de comparacón con el ssema GPS Falla nducda por rabajos de acondconameno en el laboraoro

44 00 días de comparacón con el ssema GPS 20 ns f f 5 0 6

45 00 días de comparacón con el ssema GPS

46 00 días de comparacón con el ssema GPS f f f f

47 00 días de comparacón con el ssema GPS

48 Resumen

49 Anguo esquema de generacón de la escala de empo UTCCNM Nuevo esquema mejorado de generacón de la escala de empo UTCCNM Proyeccón 00 ns 50 ns ocubre 2009

50 Con el nuevo esquema de generacón esperamos que el desempeño de la escala UTCCNM se ubque como una de las 5 mejores escalas de empo del mundo.