Contributions au calcul du TAI

La construction et la diffusion d'échelles de temps de référence comme le TAI et UTC reposent aujourd'hui sur l'utilisation de

télécommunications. La technique

est la plus largement utilisée par les laboratoires Temps/

performances des récepteurs et des nouvelles techniques de traitements de PPP) ont permis de réduire les erreurs

L'incertitude statistique des comparaisons d'horloges avec ce moyen quelques centaines de pico

actuellement utilisés de manière préférentielle pour le calcul du TAI l’exactitude de leur étalonnage. La

comparaison qui sont utilisés typiquement pour le calcul du

Figure 1.10

au calcul du TAI en Avril 2010 (AV

44 % 22 8 %

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Tableau 1.2 : Comparaison des méthodes actuelles de transfert de temps [52] [53] [54] [55] [56]

Spécifications ^{Stabilité temporelle}

opérationnelle @ 1000 s @ 1 jour @ 1000 s 5 ns 1 ns 2 ns 20 ps 100 ps 13 ps 100 ps 100 ps 400 ps 1 ps 10 ps 30 ps 230 ps 5,5 ps -- - 9 ps sur 900 km

Les méthodes de comparaison par lien laser ou par fibre optique permettent d'obtenir une précision inférieure à quelques centaine de picosecondes contrairement aux systèmes GNSS et au TWSTFT. Cependant, ces deux méthodes ont des inconvénients techniques non négligeables qui ne permettent pas, pour le moment, de les utiliser de . Les comparaisons d'horloges participant au calcul du TAI sont donc réalisées pour la plupart par des techniques utilisant la technologie GNSS ou

au calcul du TAI

iffusion d'échelles de temps de référence comme le TAI et UTC sur l'utilisation de systèmes satellitaires de navigation et de technique de comparaison par GNSS, de part sa facilité d'accès, isée par les laboratoires Temps/Fréquence. L'évolution des teurs et des nouvelles techniques de traitements de

de réduire les erreurs liées à la traversée du signal dans l'atmosphère. statistique des comparaisons d'horloges avec ce moyen a ainsi

ques centaines de picosecondes aujourd'hui. Les liens TWSTFT, quant à eux, sont utilisés de manière préférentielle pour le calcul du TAI

l’exactitude de leur étalonnage. La Figure 1.10 présente la proportion des moyens de comparaison qui sont utilisés typiquement pour le calcul du TAI [57].

10 : Moyens de comparaison des liens participant au calcul du TAI en Avril 2010 (AV : All-in-View ; CV : Common View)

TWSTFT GPS AV monocanal GPS AV multicanaux GPS AV P3 GPS AV PPP GLONASS CV multicanaux 21 % 22 % 4 % 1 % A MESURE DU TEMPS Stabilité temporelle opérationnelle @ 1 jour 700 ps 50 ps 200 ps 9 ps -permettent d'obtenir centaine de picosecondes contrairement aux Cependant, ces deux méthodes ont des inconvénients de les utiliser de loges participant au calcul du TAI sont donc réalisées pour la plupart par des techniques utilisant la technologie GNSS ou

iffusion d'échelles de temps de référence comme le TAI et UTC systèmes satellitaires de navigation et de de comparaison par GNSS, de part sa facilité d'accès, quence. L'évolution des teurs et des nouvelles techniques de traitements de données (P3, liées à la traversée du signal dans l'atmosphère. ainsi été réduite à es liens TWSTFT, quant à eux, sont utilisés de manière préférentielle pour le calcul du TAI en raison de présente la proportion des moyens de

: Common View)

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L’exactitude d’une mesure de comparaison d’horloge est déterminée à partir de son incertitude combinée, notée U, qui est la somme quadratique des incertitudes statistiques de type A et systématiques de type B (Cf. section 4.1). L’incertitude de type A, notée U_A, prend en compte les effets aléatoires liés au bruit de mesure ainsi que les effets qui peuvent varier sur une période inférieure à 30 jours. L’incertitude de type B, notée UB, est le résultat de l’étalonnage du moyen de comparaison employé. Les campagnes de détermination des biais des systèmes d’acquisition GNSS sont organisées par le BIPM en réalisant un étalonnage différentiel par rapport à leur équipement voyageur [58]. La situation pour les liens TWSTFT est très différente car les laboratoires organisent eux mêmes les étalonnages de leur équipement avec le soutien du BIPM [59]. Le Tableau 1.3 présente les incertitudes typiques des différents moyens de comparaison utilisés pour le calcul du TAI en février 2011 [60].

Tableau 1.3 : Exactitude des moyens de comparaison participant au calcul du TAI

.Moyens de comparaison ^{UA [ns] UB [ns] U [ns]} GPS C/A SC 4,5 5,0 6,7 GPS C/A MC 2,3 5,0 5,5 GPS P3 0,8 5,0 5,1 GPS PPP 0,3 5,0 5,0 GLONASS 1,3 5,0 5,2 TWSTFT 0,6 1,0 1,2

Actuellement, l’incertitude de type B, qui correspond à la mesure de retard des chaînes de réception constituent le poste d'erreur le plus important du bilan d'incertitudes des moyens de comparaisons d’horloges. Si les deux types d’incertitude restent du même ordre de grandeur lors de l’utilisation de liens TWSTFT, l’incertitude liée à l’étalonnage des chaînes de réception est vraiment prépondérante lors de l’emploi de liens utilisant des satellites de navigation. Avec l’avènement de la méthode P3 et PPP qui permettent de faire des raccordements peu bruités, il devient réellement nécessaire de tenter de diminuer l’incertitude liée à cette mesure.

Conclusion

Ce chapitre démontre la nécessité de disposer à l’échelle mondiale de références de temps de qualité pour des applications aussi variées que la navigation, la physique fondamentale ou les télécommunications. Ce besoin se traduit par la mise en place d’échelles de temps internationales construites à partir d’horloges réparties tout autour du globe et comparées entre elles par des systèmes dédiés. A ce jour, l’amélioration des

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échelles de temps passe par une réduction des incertitudes sur l’étalonnage des liens utilisant les techniques de transfert de temps par signaux GNSS.

L’objectif de cette thèse est donc de répondre à ce besoin en mettant en place une nouvelle méthode d’étalonnage des chaînes de réception GNSS. Pour ce faire, les signaux employés lors de la détermination des retards internes des équipements ne sont plus des signaux diffusés par des satellites mais des signaux simulés. Cette technique permet de s’affranchir des bruits liés à la propagation du signal et ainsi de réduire considérablement l’incertitude liée à cette mesure.

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