Manual - TRANSFERENCIA Y DIFUSI�N DE TIEMPO Y FRECUENCIA POR SAT�LITE
PREFACIO
�NDICE
PRE�MBULO
AGRADECIMIENTOS
INTRODUCCI�N
CAP�TULO 1 - SAT�LITES Y TRANSFERENCIA Y DIFUSI�N DE TIEMPO Y FRECUENCIAS
1.1 Introducci�n
1.2 Servicios de radiocomunicaci�n espaciales y sistemas de sat�lite para la transferencia y difusi�n de tiempo y frecuencia
1.2.1 Servicio de frecuencias patr�n y se�ales horarias
1.2.2 Sistema mundial de navegaci�n por sat�lite
2.1 Descripci�n general y principios de funcionamiento
CAP�TULO 2 - SISTEMA MUNDIAL DE DETERMINACI�N DE LA POSICI�N
2.2 Fundamentos del GPS
2.2.1 C�digos PRN para CDMA y medici�n de distancias
2.2.2 Espectro del GPS
2.2.3 Mensaje navegaci�n
2.3 Segmentos GPS
2.3.1 Segmento espacial
2.3.2 Segmento de control
2.3.3 Segmento de usuario
2.4 Funci�n de cronometr�a y sincronizaci�n en modo operativo
2.4.1 Medici�n de distancia y factores de fidelidad
2.4.2 Estabilidad del reloj del sat�lite y predicci�n
2.5 Evaluaci�n de la fidelidad del reloj del sat�lite GPS
2.5.1 Retardos en el trayecto del sat�lite
2.5.2 Relatividad
2.6 Contribuciones del reloj del receptor
2.6.1 Reloj del receptor de navegaci�n
2.6.2 Reloj del receptor de cronometr�a
2.6.2.1 Relatividad
2.6.2.2 Correcciones del reloj en papel
2.6.2.3 Relojes de salida corregidos � frecuencia y 1 PPS
2.7 Determinaci�n y mantenimiento de la cronometr�a
2.7.1 Operaciones del segmento de control
2.7.2 Ajuste del tiempo GPS
CAP�TULO 3 - SISTEMAS DE AUMENTO POR SAT�LITE PARA GPS
3.1 Introducci�n
3.2 Descripci�n de los sistemas SBAS
3.3 Descripci�n del WAAS (Estados Unidos de Am�rica)
3.4 Descripci�n del MSAS (Jap�n)
3.4.1 Generalidades
3.4.2 Funci�n de ruido pseudoaleatorio dual
3.4.3 Control de la potencia del enlace ascendente
3.5 Descripci�n de EGNOS (Europa)
3.5.1 Descripci�n general del segmento terrestre de EGNOS
3.5.2 Descripci�n del sistema EGNOS en relaci�n con el tiempo
3.5.3 Sincronizaci�n del reloj de las estaciones RIMS y generaci�n del tiempo ENT
3.5.4 Ajuste del ENT al tiempo GPS
3.5.5 Correcciones del reloj del sat�lite
3.5.6 Difusi�n de ENT por sat�lites en �rbita geoestacionaria (GEO)
3.5.7 C�lculo de la diferencia entre las escalas de tiempo ENT y UTC
3.5.7.1 UTC(k) � UTC
3.5.7.2 ENT � UTC(k)
3.5.8 SBAS y el tiempo
3.5.8.1 Tiempo y estaciones de referencia
3.5.8.2 Tiempo y la estaci�n principal
3.5.8.3 Tiempo de red SBAS
3.5.9 Tiempo y los sat�lites GEO
3.5.9.1 SBAS y distribuci�n horaria (de tiempo)
3.5.9.2 Formato CGGTTS para la distribuci�n de datos de cronometr�a
3.5.9.3 SBAS y distribuci�n de frecuencias
3.5.10 SBAS y transferencia de tiempo
3.5.11 Transferencia de tiempo entre dos laboratorios
3.5.12 Transferencia de tiempo entre 2 sistemas SBAS
3.5.12.1 SBAS y la comunidad de cronometr�a
CAP�TULO 4 - TIEMPO DEL SISTEMA GPS
4.1 Introducci�n
4.2 Mediciones del reloj de seguimiento y determinaci�n de las efem�rides
4.3 Tiempo GPS
4.3.1 Realizaci�n del reloj compuesto
4.3.2 Reducci�n de la covarianza
4.3.3 Conciliaci�n de particiones
4.4 UTC (USNO) a partir del GPS
CAP�TULO 5 - SISTEMA DE SAT�LITES DE NAVEGACI�N GLONASS
5.1 Introducci�n
5.2 Descripci�n general y principios de funcionamiento
5.3 Arquitectura y desarrollo de GLONASS
5.3.1 Segmento espacial
5.3.2 Segmento de control
5.3.3 Segmento de usuario
5.4 Tiempo GLONASS
5.5 Determinaci�n de la �rbita y sincronizaci�n del tiempo (OD&TS) del sistema GLONASS
5.6 Se�ales GLONASS y espectro de radiofrecuencia
5.6.1 Requisitos de frecuencia
5.6.2 Potencia y espectro de las se�ales
5.7 Utilizaci�n conjunta de GLONASS y GPS
5.8 Conclusi�n
CAP�TULO 6 - SISTEMAS DE SAT�LITES DE COMUNICACI�N
6.1 Introducci�n
6.2 Carga �til de comunicaci�n
6.2.1 Arquitectura acodada anal�gica
6.2.2 Arquitectura regenerativa
6.2.3 Procesamiento digital
6.2.4 Sistema de seguimiento, telemedida y telemando
6.3 Cronometr�a y sincronizaci�n para el funcionamiento del sat�lite
6.4 Efecto del ruido del enlace y de las imperfecciones del sat�lite en las cargas �tiles acodadas
6.4.1 Contribuci�n del ruido blanco
6.5 Ruido de fase y errores sistem�ticos del sat�lite
6.6 Conclusi�n
CAP�TULO 7 - ESCALAS DE TIEMPO
7.1 Introducci�n
7.2 Tiempo universal
7.3 Tiempo efem�rides
7.4 Tiempo at�mico
7.5 Escalas de tiempo relativistas
7.5.1 Tiempo terrestre
7.5.2 Tiempo coordinado geoc�ntrico
7.5.3 Tiempo coordinado baric�ntrico
7.5.4 Tiempo din�mico baric�ntrico
7.6 Escalas de tiempo internacionales
7.6.1 Tiempo at�mico internacional
7.6.2 Tiempo universal coordinado
7.6.2.1 Realizaci�n del tiempo universal coordinado
CAP�TULO 8 - CENTROS NACIONALES DE CRONOMETR�A
8.1 Introducci�n
8.2 Estructura del laboratorio de cronometr�a
8.3 Sistema de medici�n local
8.4 Trazabilidad internacional
8.5 Servicios de difusi�n de tiempo
CAP�TULO 9 - EFECTOS RELATIVISTAS EN LA TRANSFERENCIA Y DIFUSI�N DE TIEMPO Y FRECUENCIA POR SAT�LITE
9.1 El intervalo espacio-tiempo
9.2 El principio de relatividad
9.2.1 El tensor m�trico
9.2.2 Potencial gravitatorio de la Tierra
9.2.3 Dilataci�n del tiempo
9.2.4 Corrimiento al rojo gravitatorio
9.2.5 Transferencia de tiempo mediante el transporte de relojes
9.2.6 Sistema de coordenadas inercial con origen en la Tierra
9.2.7 Sistema de coordenadas fijo con origen en la Tierra
9.3 Reloj a bordo de un sat�lite
9.4 Transferencia de tiempo mediante una se�al electromagn�tica
9.4.1 Sistema de coordenadas inercial con origen en la Tierra
9.4.2 Sistema de coordenadas fijo con origen en la Tierra
9.4.3 Enlace entre sat�lites
9.4.4 Efecto Doppler relativista
9.5 Conclusi�n
CAP�TULO 10 - ORIENTACI�N DE LA TIERRA Y SISTEMA GEOD�SICO
10.1 Introducci�n
10.2 Orientaci�n de la Tierra
10.2.1 Precesi�n/nutaci�n
10.2.2 Movimiento polar
10.3 Tiempo universal (UT)
10.4 Sistemas geod�sicos
10.5 Superficies de referencia
10.5.1 Geoide
10.5.2 Elipsoide
10.5.3 Tipos de coordenadas
10.5.3.1 Coordenadas geoc�ntricas
10.5.3.2 Coordenadas geod�sicas
10.5.3.3 Coordenadas astron�micas
10.5.3.4 Puntos de referencia (datums) geod�sicos
10.5.3.5 Marco de referencia internacional terrestre
CAP�TULO 11 - PROPAGACI�N Y FACTORES AMBIENTALES
11.1 Introducci�n
11.2 Comparaci�n del retardo de distancia entre la troposfera de la Tierra y la ionosfera
11.3 Modelizaci�n del retardo de distancia en la troposfera de la Tierra
11.3.1 Variabilidad del retardo de distancia ionosf�rico y troposf�rico
11.4 Retardo de tiempo en la ionosfera: comportamiento mundial, variabilidad diaria y variabilidad del ciclo solar
11.4.1 M�todos para corregir el retardo de tiempo ionosf�rico, modelos de media mensual, modelos actualizados, utilizaci�n de datos ionosf�ricos en tiempo real SBAS/WAAS/IGS, correcciones bifrecuencia
11.4.2 Efectos ionosf�ricos de mayor orden sobre el retardo de tiempo
11.4.3 Efectos del centelleo
11.5 Conclusi�n
CAP�TULO 12 - SISTEMAS MUNDIALES DE NAVEGACI�N POR SAT�LITE COMO HERRAMIENTA PRIMARIA PARA LA TRANSFERENCIA DE TIEMPO
12.1 Introducci�n
12.2 GPS y tiempo
12.2.1 C�mo el GPS distribuye el tiempo
12.2.2 C�mo sincroniza el GPS los relojes a largas distancias
12.3 Aplicaciones de la transferencia del tiempo GPS
12.3.1 Transferencia de tiempo GPS en vista com�n monocanal con c�digo C/A
12.3.2 Comparaciones en un mismo lugar (distancia cero)
12.3.3 Calibraci�n diferencial GPS
12.3.4 Circunvalaci�n del mundo
12.4 Comparaci�n del GPS con otras t�cnicas de transferencia de tiempo
12.4.1 Comparaci�n con la transferencia bidireccional por sat�lite de tiempo y frecuencia
12.4.2 Comparaci�n con la trasferencia de tiempo por l�ser
12.5 �ltimos adelantos en la transferencia de tiempo GPS
12.5.1 Transferencia de tiempo GPS multicanal de visi�n com�n
12.5.2 Antenas a temperatura estabilizada
12.5.3 Utilizaci�n de la fase de la portadora GPS
12.6 Utilizaci�n de GLONASS
12.7 Conclusi�n
CAP�TULO 13 - T�CNICAS GEOD�SICAS UTILIZANDO MEDICIONES DE FASE Y C�DIGO GPS
13.1 Introducci�n
13.2 Consideraciones sobre instrumentos y hardware
13.2.1 Componentes del sat�lite GPS
13.2.2 Instalaciones de antena de rastreo GPS
13.2.3 Cables y conexiones de antena
13.2.4 Receptores GPS
13.2.5 Evaluaci�n de los efectos multitrayecto y pruebas del sistema
13.2.6 Calibraci�n del retardo de la estaci�n de rastreo
13.3 Estrategias de an�lisis de datos
13.3.1 Ecuaci�n de observaci�n GPS
13.3.2 M�todos para soluciones globales
13.3.3 Marcos y modelos de referencia para los t�rminos de correcci�n
13.3.4 Posicionamiento de punto preciso
13.3.5 Efectos de los errores en las soluciones cronom�tricas
13.4 Escalas de tiempo y resultados cronom�tricos IGS
13.4.1 Resultados disponibles
13.4.2 Escalas de tiempo IGS
13.5 Evaluaci�n de la fidelidad mediante el an�lisis de la discontinuidad en el intervalo d�a
13.6 Comparaciones con resultados independientes de transferencia de tiempo bidireccional
13.7 Evaluaci�n de la fidelidad de la transferencia de tiempo
13.8 Futuras tendencias
CAP�TULO 14 - TRANSFERENCIA BIDIRECCIONAL POR SAT�LITE DE TIEMPO Y FRECUENCIA (TWSTFT)
14.1 Introducci�n
14.2 Descripci�n de la t�cnica TWSTFT
14.3 Mediciones de TWSTFT
14.4 Equipo del laboratorio de la estaci�n
14.4.1 M�dem de espectro ensanchado
14.4.2 Contador de intervalo de tiempo
14.4.2.1 Relaci�n portadora/densidad de ruido (C/N0)
14.5 Mediciones dependientes del enlace (trayecto y equipos)
14.5.1 El efecto Sagnac
14.5.2 Correcci�n relativista de segundo orden del efecto Sagnac
14.5.3 Diferencia en las frecuencias del enlace ascendente y el enlace descendente
14.6 M�todos de calibraci�n
14.6.1 Calibraci�n de estaciones utilizando un simulador de sat�lite
14.6.2 Calibraci�n de una estaci�n utilizando una estaci�n terrena transportable
14.6.3 Campa�as de calibraci�n de 1993 y 1998
14.6.4 Campa�a de calibraci�n en la banda X
14.7 Problemas que surgen cuando se utilizan transpondedores de sat�lite distintos
14.8 Problemas que surgen cuando se utilizan diferentes transpondedores de sat�lite
14.9 Estabilidad a largo plazo de la TWSTFT
14.9.1 Comparaciones a largo plazo entre GPS y TWSTFT
14.10 Conclusi�n
Referencias
CAP�TULO 15 RESUMEN DE LA DIFUSI�N DEL TIEMPO Y LA FRECUENCIA
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