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Demetra, una fabbrica del tempo a 9 facce

Pagina 1: Demetra, una fabbrica del tempo a 9 facce

Venerdì si è tenuta a Torino la presentazione del progetto DEMETRA, acronimo di DEMonstrator of EGNSS services based on Time Reference Architecture. Curato dall'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM), si tratta di un progetto di ricerca nell'ambito di Horizon 2020 che avrà una durata di 24 mesi e sperimenterà l'erogazione in tempo reale di 9 servizi legati al sistema Galileo.

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Il sistema satellitare europeo infatti non sarà solo l'alternativa al GPS statunitense, e non fornirà soltanto informazioni di localizzazione. Sarà anche uno strumento di disseminazione del segnale di tempo dell'ora esatta, vale a dire il Tempo Universale Coordinato (UTC).

In quest'ambito saranno nove i sistemi allo studio nel centro di ricerca torinese. Più in dettaglio si parla di trasmissione dell'ora esatta via radio e TV, utilizzando sia il sistema analogico sia il più recente digitale, mediante il cosiddetto "Service 1: Time broadcasting over TV/Radio links".

Secondo sistema è il "Service 2: Certified Trusted Time Distribution with Audit and Verification using NTP" che – come suggerito dal nome – vede l'impiego dei protocolli NTP via Internet con una funzione di controllo e di certificazione. Non mancherà poi la disseminazione dell'ora esatta tramite fibra ottica (Service 3: Time and Frequency Distribution over Optical link) per quei servizi che richiedono una trasmissione molto stabile e accurata.

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Con il "Service 4: Time and Frequency Distribution via GEO Satellite" il segnale di tempo verrà disseminato per mezzo di un satellite geostazionario. Da notare che in questo caso l'esperimento è del tutto indipendente rispetto a Galileo, perché non ne usa i satelliti, bensì adopera frequenze e ricevitori propri. Si tratta di una soluzione particolarmente interessante sia dal punto di vista dell'affidabilità sia per i costi contenuti.

Con il "Service 5: User GNSS Receiver Calibration" si procederà invece ai servizi di monitoraggio e taratura dei ricevitori del segnale satellitare, mentre con il "Service 6: Certified Time Steering" ci sarà il controllo e la certificazione in tempo reale dei dati ricevuti dall'utente.

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Passiamo poi al "Service 7: Time Monitoring and Steering", indirizzato a chi necessita della massima precisione per monitorare scale di tempo a livello del nanosecondo, accompagnato da un segnale di correzione che garantisce la massima accuratezza rispetto all'UTC.

Per controllare costantemente lo stato degli orologi atomici a bordo dei satelliti e segnalare eventuali irregolarità di funzionamento c'è invece il "Service 8: Time Integrity". In sostanza dice all'utente quale satellite non deve utilizzare per migliorare la propria accuratezza sia di posizionamento sia a livello di informazione di timing.

Al riguardo Ilaria Sesia ci ha spiegato che se un utente è sulla sua auto e usa i satelliti per calcolare il suo posizionamento a terra, di fatto sta misurando il tempo di trasferimento di un'informazione dal satellite all'auto. Si usano 4 satelliti per calcolare l'esatto punto localizzato a terra; se uno di questi satelliti sta trasmettendo un'informazione errata a causa di un'anomalia, calcola un tempo di riferimento sbagliato che si traduce in un errore a terra. Se sbaglia di tre nanosecondi l'errore a terra è di un metro (un nanosecondo è un miliardesimo di secondo). Se sbaglia di un microsecondo calcolate voi dove potrebbe posizionarvi!  

Infine il "Service 9: All-in-one Time Synchronization Solution" si appoggia a un brevetto internazionale di Thales Alenia Space, soprannominato Synchronet, che mediante i segnali dei satelliti di Galileo consentirà di sincronizzare intere infrastrutture, monitorando l'andamento delle prestazioni e regolando il livello di precisione a seconda delle esigenze.