Путешественники полагались на точное измерение времени для навигации с момента разработки морского хронометра в восемнадцатом веке. Галилео, европейская навигационная система двадцать первого века, также опирается на часы, но они в миллионы раз более точны, чем более ранние часы.
Работающие спутники Galileo будут нести два типа часов - пассивные водородные мазеры и рубидиевые атомные стандарты частоты. Каждый спутник будет оснащен двумя водородными мазерами, один из которых будет основным для генерации навигационных сигналов, а другой - холодным (неработающим) запасным.
Каждый действующий спутник также будет оснащен двумя рубидиевыми часами, один из которых будет горячим (постоянно работающим) резервным для работающего водородного мазера, мгновенно вступая в работу в случае отказа мазера и позволяя непрерывно генерировать сигналы. Вторые рубидиевые часы будут действовать как запасные.
GIOVE-A, находящийся на орбите проверочный спутник Galileo, который в настоящее время находится в эксплуатации, оснащен двумя рубидиевыми часами - одним рабочим и одним запасным. GIOVE-B, который планируется ввести в эксплуатацию в конце этого года, будет нести один водородный мазер и два рубидиевых часа, один горячий и один холодный запас. Спутник GIOVE-A2, который будет готов к запуску во второй половине 2008 года, будет нести такую же полезную нагрузку, как и GIOVE-A, но будет передавать дополнительные навигационные сигналы.
Пассивные водородные мазеры Galileo будут измерять время с точностью около одной наносекунды (одна тысячная миллионная секунды) за 24 часа, что эквивалентно потере или увеличению секунды из двух.7 миллионов лет. Рубидиевые часы имеют точность до 10 наносекунд в сутки. Для сравнения, точность обычных цифровых наручных часов составляет около одной секунды в день.
Пассивные водородные мазерные часы Galileo будут примерно в миллиард раз точнее, чем цифровые наручные часы.
Потребность в точности
Концептуально, пользователи Galileo будут определять свое положение, измеряя, сколько времени требуется радиоволнам, передаваемым спутниками в созвездии Galileo, чтобы достичь их. Радиоволны распространяются со скоростью около 300 миллионов метров в секунду, поэтому они покрывают расстояние около 0,3 метра за одну наносекунду. Поэтому, чтобы обеспечить навигационную точность порядка метра, измерения времени Galileo должны выполняться с точностью в наносекундном диапазоне.
В качестве побочного продукта потребности спутниковой навигации в точном хронометраже Galileo также сможет предлагать услуги точного времени, которые можно использовать, например, для отметки времени финансовых транзакций.
Galileo - это совместная инициатива ЕКА и Европейской комиссии. Когда она будет полностью развернута в первые годы следующего десятилетия, она станет первой гражданской системой позиционирования, обеспечивающей глобальное покрытие.