Adakah Radio Atom Jam?

An jam atom membuat masa yang lebih baik daripada mana-mana jam lain. Mereka juga menjaga masa yang lebih baik daripada putaran Bumi dan pergerakan bintang-bintang. Tanpa jam atom, navigasi GPS tidak mungkin, Internet tidak akan menyegerakkan, dan kedudukan planet tidak akan diketahui dengan ketepatan yang cukup untuk probe ruang dan pendarat yang akan dilancarkan dan dipantau.

Jam atom tidak radioaktif, ia tidak bergantung kepada kerosakan atom. Sebaliknya, jam atom mempunyai massa berayun dan musim bunga, sama seperti jam biasa.

Perbezaan besar antara jam piawai di rumah anda dan jam atom adalah bahawa ayunan dalam jam atom berada di antara nukleus atom dan elektron-elektron di sekelilingnya. Osilasi ini tidak selari dengan roda keseimbangan dan keberanian jam menonton, tetapi hakikatnya ialah kedua-dua menggunakan ayunan untuk menjejaki masa berlalu. Kekuatan osilasi dalam atom ditentukan oleh jisim nukleus dan graviti dan "spring" elektrostatik antara caj positif pada nukleus dan awan elektron yang mengelilinginya.

Apakah Jenis Jam Atom?

Hari ini, walaupun terdapat pelbagai jenis jam atom, prinsip di sebalik semuanya tetap sama. Perbezaan utama dikaitkan dengan elemen yang digunakan dan cara mengesan apabila tahap tenaga berubah. Berbagai jenis jam atom termasuk:

Jam atom Cesium menggunakan rasuk atom caesium. Jam memisahkan atom cesium dari tahap tenaga yang berlainan dengan medan magnet.

Jam atom atom hidrogen mengekalkan atom hidrogen pada tahap tenaga yang diperlukan dalam bekas dengan dinding bahan khusus supaya atom tidak kehilangan keadaan tenaga yang lebih tinggi terlalu cepat.

Jam atom Rubidium, paling sederhana dan paling padat semua, gunakan sel kaca gas rubidium yang mengubah penyerapan cahaya pada frekuensi rubidium optik apabila kekerapan gelombang mikro di sekelilingnya betul.

Jam atom komersial yang paling tepat pada hari ini menggunakan atom cesium dan medan magnetik dan pengesan. Di samping itu, atom cesium dihentikan dari zipping bolak-balik oleh sinar laser, mengurangkan perubahan frekuensi kecil akibat kesan Doppler.

Bilakah Adakah Jam Atom Dicipta? jam atom

Di 1945, profesor fizik Universiti Columbia, Isidor Rabi mencadangkan bahawa jam boleh dibuat dari teknik yang dikembangkannya dalam 1930 yang dipanggil resonans magnetik rasuk atom. Oleh 1949, Biro Piawaian Kebangsaan (NBS, kini Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, NIST) mengumumkan jam atom pertama di dunia menggunakan molekul ammonia sebagai sumber getaran, dan oleh 1952 ia mengumumkan jam atom pertama menggunakan atom cesium sebagai sumber getaran, NBS-1.

Di 1955, Makmal Fizikal Kebangsaan (NPL) di England membina jam atomik sessium-beam pertama yang digunakan sebagai sumber penentukuran. Dalam dekad yang akan datang, bentuk jam atom yang lebih maju dicipta. Dalam 1967, Persidangan Umum 13th pada Timbang dan Sukat ditakrifkan SI kedua berdasarkan getaran atom sesium; sistem penyimpanan masa dunia tidak lagi mempunyai asas astronomi pada ketika itu! NBS-4, jam atom cesium yang paling stabil di dunia, telah disiapkan di 1968, dan digunakan dalam 1990 sebagai sebahagian daripada sistem masa NPL.

Dalam 1999, NPL-F1 mula beroperasi dengan ketidakpastian bahagian-bahagian 1.7 di 10 ke kuasa 15th, atau ketepatan kira-kira satu saat dalam 20 juta tahun, menjadikannya jam atom yang paling tepat yang pernah dibuat (perbezaan dibahagikan dengan piawai yang sama dalam Paris).

Bagaimanakah Masa Jam Atom Berukur?

Frekuensi yang betul untuk resonans resonans tertentu kini ditentukan oleh persetujuan antarabangsa sebagai 9,192,631,770 Hz supaya apabila dibahagikan dengan nombor ini output adalah tepat 1 Hz, atau 1 kitaran sesaat.

Ketepatan jangka panjang yang boleh dicapai oleh jam atom cesium moden (jenis yang paling biasa) adalah lebih baik daripada satu per satu juta tahun. Jam atom hidrogen menunjukkan ketepatan jangka pendek (satu minggu) yang lebih baik, kira-kira 10 kali ketepatan jam atom cesium. Oleh itu, jam atom telah meningkatkan ketepatan pengukuran masa kira-kira satu juta kali berbanding dengan pengukuran yang dilakukan dengan teknik astronomi.

Menyelaras dengan Jam Atom

Cara paling mudah untuk synchonise kepada jam atom adalah menggunakan a pelayan NTP yang berdedikasi. Peranti ini akan menerima sama ada isyarat jam ataomik GPS atau gelombang radio dari tempat seperti NIST atau NPL.

Penerima jam atom MSF

Isyarat radio yang mengawal untuk Makmal Fizikal Negarajam atom dipancarkan pada isyarat MSF 60kHz melalui pemancar di, CumbriaAnthorn, yang dikendalikan oleh British Telecom. Isyarat masa jam radio radio ini sepatutnya mempunyai pelbagai km 1,500 atau 937.5 batu. Semua Kepulauan British sudah tentu dalam radius ini.
Peranan Makmal Fizikal Kebangsaan sebagai penjaga piawaian masa kebangsaan adalah untuk memastikan bahawa skala masa UK bersetuju dengan Waktu Universal yang diselaraskan (UTC) ke tahap ketepatan tertinggi dan untuk menjadikan masa itu tersedia di seluruh UK. Sebagai contoh, MSF (tanda panggilan tiga huruf untuk mengenal pasti sumber isyarat) siaran radio menyediakan isyarat masa untuk, perdagangan saham elektronik, jam di kebanyakan stesen keretapi dan untuk jam bercakap BT.

Jam atom DCF penerima

Isyarat radio yang mengawal jam Jerman ditransmisikan melalui gelombang panjang dari pemancar DCF 77kHz di Mainflinger, berhampiran Dieburg, beberapa 25 km tenggara timur Frankfurt - pemancar Standard Masa Kebangsaan Jerman. Ia serupa dalam operasi ke pemancar Cumbria, namun terdapat dua antena (tiang radio) sehingga isyarat masa jam atom radio dapat dikendalikan sepanjang masa.

Gelombang panjang adalah frekuensi radio yang disukai untuk menghantar isyarat radio masa jam atom radio yang berfungsi secara konsisten di bahagian bawah ionosfera yang stabil. Ini kerana isyarat gelombang panjang yang membawa kod masa ke arah jam tangan anda bergerak dalam dua cara; secara langsung dan tidak langsung. Antara 700 km (437.5 mil) hingga 900 km (562.5 mil) dari setiap pemancar gelombang pembawa dapat melakukan perjalanan langsung ke arloji. Isyarat radio juga mencapai arloji melalui pemantauan bawah ionosfera. Semasa waktu siang, sebahagian daripada ionosfera yang dikenali sebagai "lapisan D" pada ketinggian beberapa 70 km (43.75 miles) bertanggungjawab untuk mencerminkan isyarat radio gelombang panjang. Semasa jam kegelapan apabila sinaran matahari tidak bertindak dari luar atmosfera, lapisan ini naik ke ketinggian beberapa kilometer 90 (56.25 miles) menjadi lapisan "E" dalam proses tersebut. Trigonometri mudah akan menunjukkan bahawa isyarat yang dicerminkan akan bergerak lebih jauh.

Sebahagian besar kawasan Kesatuan Eropah dilindungi oleh penerima pemancar yang memudahkan untuk mereka yang melakukan perjalanan secara meluas di Eropah. Jam Jerman ditetapkan pada Waktu Eropah Tengah - satu jam lebih awal dari masa UK, berikutan keputusan antara kerajaan, dari waktu 22nd Oktober, 1995, UK akan menjadi jam 1 kurang dari Masa Eropah dengan kedua-dua UK dan tanah besar Eropah memajukan dan memendekkan jam pada "masa" yang sama.

Cloc atom WVVBpenerima k

Sistem jam atom radio boleh didapati di Amerika Utara yang ditubuhkan dan dikendalikan oleh NIST - Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, yang terletak di Fort Collins, Colorado.

WWVB mempunyai kuasa pemancar yang tinggi (watt 50,000), antena yang sangat cekap dan frekuensi yang sangat rendah (60,000 Hz). Sebagai perbandingan, sebuah stesen radio AM biasa menyiarkan pada kekerapan 1,000,000 Hz. Kombinasi kuasa tinggi dan kekerapan rendah memberikan gelombang radio dari MSF yang banyak melantun, dan stesen tunggal ini boleh merangkumi seluruh benua Amerika Syarikat serta banyak Kanada dan Amerika Tengah.

Oleh yang demikian jam atom radio kod masa dihantar dari WWVB menggunakan salah satu sistem paling mudah yang mungkin, dan pada kadar data yang sangat rendah satu bit sesaat. Isyarat 60,000 Hz sentiasa dihantar, tetapi setiap saat ia dikurangkan berkuasa dalam tempoh 0.2, 0.5 atau 0.8 saat:

• 0.2 saat kekurangan kuasa bermakna sifar binari • 0.5 saat kuasa dikurangkan adalah satu binari. • 0.8 saat kuasa dikurangkan adalah pemisah.

Kod masa dihantar dalam BCD (Binary Coded Decimal) dan menunjukkan minit, jam, hari tahun dan tahun, bersama-sama dengan maklumat tentang waktu simpanan masa siang dan tahun lompat. Masa dihantar menggunakan bit 53 dan pemisah 7, dan dengan itu mengambil masa 60 untuk dihantar.

Jam atau tontonan boleh mengandungi antena dan penerima jam atom radio yang sangat kecil dan agak mudah untuk menyahkod maklumat dalam isyarat dan menetapkan waktu jam atom dengan tepat. Semua yang anda perlu lakukan ialah menetapkan zon waktu, dan jam atom akan memaparkan masa yang betul.

Mengetahui apa masa, adalah sesuatu yang kita semua ambil begitu sahaja. Jam di mana-mana dan sepintas lalu di jam tangan, menara jam, skrin komputer atau microwave juga akan memberitahu kami apa masa. Walau bagaimanapun, memberitahu masa tidak semudah itu.

Jam tidak tiba sehingga zaman pertengahan dan ketepatan mereka sangat miskin. Ketepatan masa benar mengatakan tidak tiba sehingga selepas kedatangan jam elektronik pada abad kesembilan belas. Walau bagaimanapun, banyak teknologi dan aplikasi moden yang kami ambil begitu sahaja di dunia moden seperti navigasi satelit, kawalan lalu lintas udara dan perdagangan internet memerlukan ketepatan dan ketepatan yang jauh melebihi jam elektronik.

Jam atom adalah setakat yang paling tepat masa memberitahu peranti. Mereka begitu tepat bahawa skala masa dunia global yang berdasarkan kepada mereka (Masa Universal yang diselaraskan) harus diselaraskan sesekali untuk menjelaskan perlambatan putaran bumi. Pelarasan ini mengambil bentuk detik tambahan yang dikenali sebagai detik lompat.

Ketepatan jam atom sangat tepat sehingga tidak ada masa kedua yang hilang dalam lebih sejuta tahun sementara perbandingan jam elektronik akan kehilangan satu kali dalam seminggu.

Tetapi ketepatan ini sangat diperlukan? Apabila anda melihat teknologi seperti kedudukan global maka jawapannya adalah ya. Sistem navigasi satelit seperti kerja GPS dengan mensintesis isyarat masa yang dihasilkan oleh jam atom di atas satelit. Oleh kerana isyarat ini ditransmisikan pada kelajuan cahaya, mereka bergerak hampir 100,000 km setiap saat. Apa-apa ketidaktepatan dalam jam oleh bahkan seribu sekilas dapat melihat maklumat kedudukan yang ditetapkan oleh batu.

Rangkaian komputer yang perlu berkomunikasi antara satu sama lain di seluruh dunia perlu memastikan bahawa mereka tidak hanya menjalankan masa yang tepat tetapi juga disegerakkan antara satu sama lain. Sebarang transaksi yang dilakukan pada rangkaian tanpa penyegerakan boleh mengakibatkan pelbagai kesalahan.

Kekayaan rangkaian komputernya digunakan NTP (Protokol Masa Rangkaian) dan pelayan masa rangkaian sering dirujuk sebagai Pelayan NTP. Peranti ini menerima isyarat masa dari jam atom dan mengedarkannya di antara rangkaian dengan melakukan demikian rangkaian dijamin tepat dan tepat.

Ketepatan dalam memberitahu masa tidak pernah begitu penting seperti sekarang. Ultra tepat jam atom adalah asas bagi banyak teknologi dan inovasi abad kedua puluh. Internet, navigasi satelit, kawalan lalu lintas udara dan perbankan global semuanya hanya beberapa aplikasi yang bergantung pada ketepatan masa yang tepat.

Masalah yang kita hadapi pada zaman moden ialah pemahaman kita tepat pada waktunya telah berubah dengan pesat sejak abad yang lalu. Sebelum ini, difikirkan bahawa masa adalah tetap, tidak berubah dan kami melangkah ke hadapan dalam masa pada kadar yang sama.

Mengukur masa berlalu juga lurus ke hadapan. Setiap hari, yang dikawal oleh revolusi Bumi dibahagikan kepada jumlah yang sama 24 - jam itu. Walau bagaimanapun, selepas penemuan Einstein pada abad yang lalu, ia tidak lama lagi mendapati masa tidak sama sekali dan boleh berbeza bagi pemerhati yang berlainan sebagai kelajuan dan juga graviti boleh melambatkannya.

Apabila masa tamat kami menjadi lebih tepat lagi masalah lain menjadi jelas dan itulah kaedah lama untuk mengesan masa, dengan menggunakan putaran bumi, bukanlah satu kaedah yang tepat.

Kerana pengaruh graviti Bulan terhadap lautan kita, putaran bumi adalah sporadis, kadang-kadang jatuh pada hari jam 24 dan kadang-kadang berlari lebih lama.

Jam atom telah dibangunkan untuk berusaha untuk menjaga masa yang secepat mungkin. Mereka bekerja dengan menggunakan ayunan yang tidak berubah elektron atom semasa mereka menukar orbit. Ini 'berdetik' atom berlaku lebih sembilan bilion kali sesaat dalam atom cesium yang menjadikan mereka sebagai asas yang sesuai untuk jam.

Waktu jam atom ultra tepat (dikenali secara rasmi sebagai Waktu Atom Antarabangsa - TAI) adalah asas bagi skala waktu rasmi dunia, walaupun kerana keperluan untuk mengekalkan skala masa selari dengan putaran Bumi (penting ketika berurusan dengan badan darat tambahan seperti objek astronomi atau juga satelit), tambahan detik, yang dikenali sebagai lompat kedua, ditambah kepada TAI, skala kali diubah ini dikenali sebagai UTC - Masa Universal yang diselaraskan.

UTC adalah skala masa yang digunakan oleh perniagaan, industri dan kerajaan di seluruh dunia. Memandangkan ia dikawal oleh jam atom, ia bermakna seluruh dunia boleh berkomunikasi menggunakan skala masa yang sama, yang dikawal oleh jam atom ultra-tepat. Rangkaian komputer di seluruh dunia menerima masa ini menggunakan Pelayan NTP (Protokol Masa Rangkaian) memastikan semua orang mempunyai masa yang sama dalam beberapa milisaat.

Jam atom terkenal kerana tepat. Kebanyakan orang mungkin tidak pernah melihatnya tetapi mungkin menyedari bahawa jam atom menyimpan masa yang sangat tepat. Malah jam atom moden akan menyimpan masa yang tepat dan tidak akan kehilangan sejuta dalam seratus juta tahun.

Ketepatan ini mungkin kelihatan terlalu berlebihan tetapi banyak teknologi moden bergantung pada jam atom dan memerlukan ketepatan yang tinggi. Satu contoh yang sempurna ialah sistem navigasi satelit yang kini terdapat di kebanyakan kereta auto. GPS bergantung pada jam atom kerana isyarat satelit yang digunakan dalam perjalanan triangulasi pada kelajuan cahaya yang dalam satu saat dapat menampung hampir 100,000 km.

Jadi, dapat dilihat bagaimana sesetengah teknologi moden bergantung pada masa yang tepat ini yang tepat dari jam atom tetapi penggunaannya tidak berhenti di situ. Jam atom mengawal skala masa dunia global UTC (Masa Universal yang diselaraskan) dan mereka juga boleh digunakan untuk menyegerakkan rangkaian komputer juga.

Ia mungkin kelihatan keterlaluan untuk menggunakan ketepatan nanodetik ini untuk menyegerakkan rangkaian komputer juga tetapi seperti banyak transaksi sensitif masa dijalankan di seluruh dunia dengan perdagangan seperti bursa saham di mana harga boleh jatuh atau meningkat setiap satu saat ia dapat dilihat mengapa jam atom adalah digunakan.

Untuk menerima masa dari jam atom yang khusus Pelayan NTP adalah kaedah yang paling selamat dan tepat. Peranti ini menerima isyarat masa yang disiarkan oleh sama ada jam atom dari makmal fizik kebangsaan atau langsung dari jam atom di atas satelit GPS.

Dengan menggunakan dedikasi Pelayan NTP rangkaian komputer akan lebih selamat dan kerana ia disegerakkan ke UTC (skala masa global), ia akan disegerakkan dengan setiap rangkaian komputer lain menggunakan pelayan NTP.

Penyegerakan masa memainkan peranan yang lebih penting di dunia moden dengan lebih banyak teknologi bergantung pada masa yang tepat dan boleh dipercayai.

Penyegerakan masa bukan sahaja penting tetapi juga penting dalam sistem yang selamat seperti kawalan lalu lintas udara yang tidak dapat berfungsi tanpa penyegerakan yang tepat. Fikirkan bencana yang boleh berlaku di udara pesawat tidak saling selaras antara satu sama lain?

Dalam perdagangan global juga penyegerakan masa yang tepat dan boleh dipercayai adalah sangat penting. Apabila pasaran saham dunia dibuka pada waktu pagi dan pedagang dari seluruh dunia membeli stok pada komputer mereka. Oleh kerana stok turun naik kedua dengan kedua jika mesin tidak disegerakan, ia boleh menelan kos berjuta-juta.

Tetapi penyegerakan juga penting dalam rangkaian komputer moden; ia memastikan sistem selamat dan membolehkan kawalan dan debugging sistem yang betul. Walaupun rangkaian komputer tidak terlibat dalam urus niaga sensitif pada masa yang sama, kekurangan penyegerakan boleh menyebabkan ia terdedah kepada serangan berniat jahat dan juga boleh terdedah kepada kehilangan data.

Penyegerakan tepat mungkin dalam rangkaian komputer terima kasih kepada dua perkembangan: UTC dan NTP.

UTC adalah waktu universal yang dikosongkan waktu, ia berdasarkan GMT tetapi dikendalikan oleh pelbagai jam atom yang menjadikannya tepat dalam beberapa nanodetik.

NTP adalah protokol perisian - Protokol Masa Rangkaian, yang direka untuk menyegerakkan rangkaian komputer secara tepat kepada sumber tunggal masa. Kedua-dua pelaksanaan ini bersatu dalam satu peranti yang bergantung kepada dunia untuk menyegerakkan rangkaian komputer - yang Pelayan NTP.

An NTP server masa or rangkaian pelayan masa adalah peranti yang menerima masa dari jam atom, sumber UTC dan mendistribusikannya ke seluruh rangkaian. Kerana sumber masa sentiasa diperiksa oleh pelayan masa dan dari jam atom ia menjadikan rangkaian tepat dalam beberapa milisaat UTC menyediakan penyegerakan pada skala global.

Ia adalah masa tahun lagi apabila kita kehilangan sejam pada hujung minggu kerana jam akan maju Waktu Musim Panas British. Dua kali setahun kita mengubah jam tetapi pada usia UTC (Waktu Bersama Selaras) dan penyegerakan pelayan masa adalah benar-benar perlu?

Perubahan jam adalah sesuatu yang dibincangkan sebelum Perang Dunia I apabila pembina London William Willet mencadangkan idea itu sebagai cara untuk memperbaiki kesihatan negara (walaupun idea awalnya adalah untuk memajukan jam dua puluh pada setiap hari Ahad pada bulan April).

Ideanya tidak diambil walaupun ia menanam benih idea dan apabila Perang Dunia Pertama meletus ia diterima pakai oleh banyak negara sebagai cara untuk menjimatkan dan memaksimumkan siang hari walaupun banyak negara-negara ini membuang konsep selepas perang, termasuk beberapa UK dan Amerika Syarikat menyimpannya.

Penjimatan siang hari telah berubah sejak beberapa tahun tetapi sejak 1972 ia tetap sebagai Summer Time British (BST) pada musim panas dan Greenwich Meantime pada musim sejuk (GMT). Walau bagaimanapun, walaupun digunakan selama hampir satu abad, perubahan jam tetap kontroversial. Selama empat tahun Britain bereksperimen tanpa perubahan siang tetapi terbukti tidak popular di Scotland dan Utara di mana pagi-pagi lebih gelap.

Melompat-lompat kali ini menyebabkan kekeliruan (saya kerana seseorang akan kehilangan jam tambahan di atas katil pada hari Ahad) tetapi sebagai dunia perdagangan mengamalkan skala masa sivil global (yang sememangnya sama dengan GMT sebagai UTC disesuaikan dengan detik lompat untuk memastikan GMT adalah tidak terjejas oleh perlambatan putaran bumi) masih diperlukan?

Dunia masa penyegerakan pastinya tidak perlu menyesuaikan untuk penjimatan siang hari. UTC adalah sama di dunia dan terima kasih kepada peranti seperti Pelayan NTP boleh disegerakkan supaya seluruh dunia berjalan pada masa yang sama.

Dengan pelbagai akronim dan masa yang berlainan dunia penyegerakan masa boleh agak mengelirukan di sini adalah beberapa soalan yang sering ditanya yang kami harap akan membantu mencerahkan anda.

Apakah NTP?

NTP adalah protokol yang direka untuk menyegerakkan rangkaian komputer merentas internet atau LAN (Rangkaian Kawasan Tempatan). Ia bukan satu-satunya penyegerakan masa protokol tersedia tetapi ia adalah yang paling banyak digunakan dan yang tertua telah dikandung di akhir 1980.

Apakah UTC dan GMT?

UTC atau Waktu Bersama Selaras adalah skala masa global, ia dikawal oleh jam atom yang sangat tepat tetapi disimpan sama seperti GMT (Greenwich Meantime) dengan penggunaan detik lompat, ditambah apabila putaran Bumi melambatkan. Sebenarnya GMT adalah skala masa sivil lama dan berdasarkan pada ketika matahari berada di atas garis meridian, bagaimanapun, kerana kedua-dua sistem itu sama tepat pada waktunya berkat detik melompat, UTC sering dirujuk sebagai GMT dan sebaliknya.

Dan a Pelayan NTP Masa?

Ini adalah peranti yang menyegerakkan rangkaian komputer ke UTC dengan menerima isyarat masa dan mengedarkannya dengan protokol NTP yang memastikan semua peranti berjalan dengan tepat kepada rujukan masa.

Di mana untuk mendapatkan waktu UTC dari?

Terdapat dua kaedah selamat menerima UTC. Yang pertama adalah menggunakan isyarat masa gelombang panjang yang disiarkan oleh NIST (WWVB) NPL di UK (MSF) dan NPL Jerman (DCF) Kaedah lain adalah menggunakan rangkaian GPS. Satelit GPS menyiarkan isyarat jam atom yang boleh digunakan dan ditukar kepada UTC oleh server GPS NTP.

Oleh yang demikian Pelayan GPS NTP adalah peranti khusus yang menggunakan isyarat masa dari rangkaian GPS (Global Positioning System). GPS kini merupakan alat yang biasa untuk pengguna kenderaan dengan alat navigasi satelit yang dipasang pada kebanyakan kereta baru. Tetapi GPS jauh lebih daripada sekadar bantuan untuk kedudukan, di tengah-tengah rangkaian GPS adalah jam atom yang ada di dalam setiap satelit GPS.

Sistem GPS berfungsi dengan memancarkan masa dari jam ini bersama dengan kedudukan dan halaju satelit. Penerima navigasi satelit akan berfungsi apabila ia menerima masa ini berapa lama masa yang diperlukan untuk tiba dan oleh itu sejauh mana isyarat yang dilalui. Menggunakan tiga atau lebih isyarat ini peranti navigasi satelit boleh berfungsi dengan tepat di mana ia berada.

GPS hanya boleh melakukan ini kerana jam atom yang digunakannya untuk menghantar isyarat masa. Isyarat masa ini bergerak, seperti semua isyarat radio, pada kelajuan cahaya sehingga ketidaktepatan hanya millisecond 1 (1 / 1000 satu saat) boleh menyebabkan navigasi satelit menjadi hampir 300 kilometer keluar.

Oleh kerana jam-jam ini harus begitu tepat, mereka membuat sumber masa ideal untuk a NTP server masa. NTP (Protokol Masa Rangkaian) adalah perisian yang mengedarkan masa dari pelayan masa ke rangkaian. Waktu GPS dan UTC (Waktu Bersama Selaras) skala masa sivil bukanlah perkara yang sama tetapi asas tidak mempunyai skala masa yang sama jadi NTP tidak mempunyai masalah untuk menukarnya. Menggunakan dedikasi Pelayan GPS NTP rangkaian boleh diselaraskan secara realistik dalam beberapa milisaat UTC

Oleh yang demikian jam GPS adalah istilah lain yang sering diberikan kepada a pelayan masa GPS. Rangkaian GPS terdiri daripada satelit aktif 21 (dan beberapa cadangan) 10,000 batu di orbit di atas Bumi dan setiap satelit melingkari Bumi dua kali sehari. Direka untuk navigasi satelit, penerima GPS memerlukan sekurang-kurangnya tiga satelit untuk mengekalkan kedudukan. Walau bagaimanapun, dalam kes jam GPS hanya satu satelit diperlukan menjadikannya jauh lebih mudah untuk mendapatkan isyarat yang boleh dipercayai.

Setiap satelit terus menghantar kedudukannya sendiri dan kod masa. Kod masa dihasilkan oleh jam atom onboard dan sangat tepat, ia harus menjadi seperti maklumat ini digunakan oleh penerima GPS untuk mengesahkan kedudukan dan jika hanya setengah saat unit Sat Nav akan tidak tepat oleh ribuan batu.

Kebanyakan orang secara mendadak mendengarnya jam atom dan menganggap mereka tahu apa yang seseorang itu tetapi sangat sedikit orang tahu betapa pentingnya jam atom untuk menjalankan kehidupan kita sehari ke hari dalam abad ke-20.

Terdapat begitu banyak teknologi yang bergantung kepada jam atom dan tanpa banyak tugas yang kita ambil untuk diberikan tidak mungkin. Kawalan lalu lintas udara, navigasi satelit dan perdagangan internet hanya beberapa aplikasi yang bergantung pada kronometri ultra tepat jam atom.

Tepat apa yang jam atom adalah, sering disalahpahami. Secara ringkas, jam atom adalah peranti yang menggunakan ayunan atom pada keadaan tenaga yang berlainan untuk mengira kutu antara detik. Pada masa ini cesium adalah atom pilihan kerana ia mempunyai lebih daripada 9 bilion kutu setiap saat dan kerana ayunan ini tidak pernah berubah ia menjadikan mereka satu kaedah yang sangat tepat untuk menjaga masa.

Jam atom walaupun apa yang dikatakan oleh ramai orang hanya terdapat dalam makmal fizik berskala besar seperti NPL (Makmal Fizikal Kebangsaan UK) dan NIST (Institut Standard dan Waktu Kebangsaan AS). Selalunya orang mencadangkan mereka mempunyai jam atom yang mengawal rangkaian komputer mereka atau bahawa mereka mempunyai jam atom di dinding mereka. Ini tidak benar dan apa yang dirujuk orang ialah bahawa mereka mempunyai pelayan jam atau masa yang menerima masa dari jam atom.

Peranti seperti itu NTP server masa sering menerima isyarat jam atom membentuk tempat seperti NIST atau NPL melalui radio gelombang panjang. Kaedah lain untuk menerima masa dari jam atom menggunakan rangkaian GPS (Global Positioning System).

Rangkaian GPS dan navigasi satelit sebenarnya merupakan contoh yang baik mengapa penyegerakan jam atom sangat diperlukan dengan tahap ketepatan yang tinggi. Jam atom moden seperti yang ditemui di NIST, NPL dan dalam mengorbit satelit GPS adalah tepat sejam setiap juta tahun 100 atau lebih. Ketepatan ini adalah penting apabila anda meneliti bagaimana sesuatu seperti sistem navigasi kereta satelit GPS berfungsi.

Sistem GPS berfungsi dengan mengasingkan isyarat masa yang dihantar dari tiga atau lebih satelit GPS berasingan dan jam atom pesawat mereka. Kerana isyarat ini bergerak pada kelajuan cahaya (hampir 100,000km sejam) ketidaktepatan bahkan satu milisaat keseluruhan dapat meletakkan maklumat pelayaran keluar oleh kilometer 100.

Tahap ketepatan yang tinggi ini juga diperlukan untuk teknologi seperti kawalan lalu lintas udara yang memastikan langit sesak kita tetap selamat dan bahkan kritikal untuk transaksi Internet banyak seperti perdagangan derivatif di mana nilai boleh naik dan turun setiap saat.