CZAS SYSTEMOWY GALILEO

NAWIGACJA SATELITARNA POLSKA AGENCJA ROZWOJU PRZEDSIĘBIORCZOŚCI WARSZAWA, 17. 02. 2015 CZAS SYSTEMOWY GALILEO Jerzy Nawrocki, Obserwatorium AstrogeodynamiczneCentrum Badań Kosmicznych PAN PikTime Systems

Satelita Galileo, rozpiętość 19 m, masa 680 kg. Jest to zegar na orbicie W praktyce 2 masery wodorowe (2xe -14 @1000s) i dwa zegary rubidowe (2xe -13 @1000s) na pokładzie satelity. Zegar ten nadaje swoje wskazania i pozycję. Wyznaczając pozycję anteny mamy cztery niewiadome: x, y, z, t) Z obserwacji czterech satelitów otrzymujemy układ czterech równań, który rozwiązujemy 6

GALILEO GPS MAIN DIFFERENCE IN REALIZATION OF SYSTEM TIME SCALE GPS virtual (paper) time scale, existing inside one of the GPS control computers, available only through the broadcasted differences to satellite clocks GPS is referenced to UTC(USNO), at present 4 Rb Fountains GALILEOc- physically realized by a Master clock at Precise Timing Facility (Master Station at Fucino, Italy) Referenced to several European UTC laboratories via Galileo Time Service Provider

GALILEO TIMING ARCHITECTURE

Functional Diagram of Operation of the PTF Edoardo Detoma et al., Proc. 38th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Meeting

PRECISE TIME FACILITY

Galileo Time Service Provider - GTSP

time offset (GST-TAI) GST PERFORMANCE SPECIFICATION 50 ns 95% of time GST shall be in this region +28 ns +28 ns data available a posteriori 0 ns -28 ns -28 ns -50 ns 5 days predicted offset shall be in this region, 2sigma Any yearly interval Source: ESA

GALILEO PRECISE TIMING FACILITY τ, days ADEV 1 1.5e -14 5 6.5e -15 10 8.0e -15 20 8.6e -15 50 7.8e -15 *Galileo Test Bed Experiment Provide short-term stability for the navigation functions Provide medium-to-long term stability and accuracy for the timing function of the system

UTC from GST Galileo will distribute: GST (Galileo System Time) Corrections to UTC: [UTC-GST](t) = t 0 + t * dt Leap second implementation date Number of leap seconds before and after the implementation

ADVANTAGES OF TIME DISTRIBUTION VIA GALILEO SYSTEM Civil system Possible uniformity of European Union time scale Common availability over the world Base precision (better than 20ns for direct readings) Signal quality Receivers calibration Antenna position Improved precision with carrier phase measurement (up to 100ps, uncertainty of type A) Problem of calibration, uncertainty of type B at the level of 1.5ns when calibrated against optical fiber method (Z. Jiang et all, 2013) PRS provides higher level of signal protection than open signal Two signals broadcasted at two different frequencies Wide band signal resistant to malicious jamming and involuntary interference Signal are encrypted, cannot be tampered and spoofed

IMPORTANT DATES FOR GALILEO TIME Galileo System Time (GST) to Universal Time Coordinated (UTC) dissemination to timing users started on April 16,2013 and since then has been maintained within 5 nanoseconds. GPS to Galileo Time Offset (GGTO) dissemination started on April 22, 2013, favoring the use of our satellites for combined positioning with the GPS constellation. GGTO accuracy is well within 7 nanoseconds.

FUCINO

TRANSFER CZASU W GALILEO Między stacjami PTF1 a PTF2 Obie stacje, położone w różnych częściach Europy działają równolegle. Gotowe w każdej chwili zastąpić jedna drugą w momencie awarii. Niezbędne jest utrzymanie różnicy czasu między nimi z dokładnością 1 ns. Między PTF a USNO (Obserwatorium Marynarki Wojennej USA) Wyznaczenie różnicy czasu GPS GST. Oparte o umowy między USA, UE i ESA. Do realizacji podczas fazy IOV (In Orbit Validation). Między PTF a satelitami GPS i Galileo Również wyznaczanie różnicy czas GPS GST. Ciągłe obserwacje satelitów GPS i Galileo. Między PTF a Laboratoriami Czasu UE Dane przekazywane do GTSP (Galileo Time Service Provider), realizacja Galileo System Time. Modelowanie wskazań wzorców częstotliwości i czasu znajdujących się na pokładach satelitów, oparte na obserwacjach satelitów.

TESTY URUCHOMIENIOWE, FUCINO SPACE COMMUNICATIONS CENTRE INSTALACJA ZEGARÓW, DYSTRYBUTORÓW, PICOSTEPPER ÓW, (2 MASERY, 4 WZORCE CEZOWE) INSTALACJA ODBIORNIKÓW TTS-4, INSTALACJA SYSTEMU TWSTFT INSTALACJA SERVERÓW, RT LAN POZYCJONOWANIE ANTENY, TESTY SYSTEMU TWSTFT KALIBRACJA STACJI

FUCINO TESTING RT LAN CONNECTIONS

Odbiornik TTS-4

DZIĘKUJĘ