Le temps et son transfert par satellite géostationnaire : réception avec une parabole de télévision et une radio logicielle

Magazine
Marque
GNU/Linux Magazine
HS n°
Numéro
121
Mois de parution
octobre 2022
Spécialité(s)


Résumé

Nous explorons la réception de signaux émis depuis les observatoires de métrologie du temps et des fréquences européens et rediffusés par satellite géostationnaire en traitant le signal reçu sur une parabole de télévision au moyen d’une radio logicielle.


Le temps atomique international est défini par la comparaison de nombreuses horloges distribuées sur divers continents. Avec sa vitesse d’escargot de 300 m par microseconde, la lumière (ou toute autre onde électromagnétique) a bien du mal à servir de vecteur d’échange d’informations temporelles avec une exactitude subnanoseconde telles que l’exigent nombre d’applications technologiques actuelles sur des distances aussi grandes que quelques kilomètres à milliers de kilomètres. Tous les jours, les instituts nationaux de métrologie du temps et des fréquences échangent des informations permettant de compenser le temps de vol de l’onde électromagnétique du sol à un satellite géostationnaire et de nouveau vers le sol et d’observer la dérive de leurs horloges respectives. Pourrions-nous profiter de ces liaisons pour synchroniser nos propres horloges, et ce, à investissement financier raisonnable ? Nous allons démontrer comment détourner une parabole de...

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Références

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[3] Recommendation ITU-R TF.1153-4 – The operational use of two-way satellite time and frequency transfer employing pseudorandom noise codes (08/2015)

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[10] Derek OK9SGC, Receiving Starlink satellite beacons on a budget (25 November 2021) à https://sgcderek.github.io/blog/starlink-beacons.html annonce des signaux à 11325, 11575, 11950 et 12450 MHz.

[11] J.-M Friedt, « Le récepteur de radio logicielle RSP1 : 8 MHz de bande passante pour moins de 20 euros » Hackable 44 (2022) - https://connect.ed-diamond.com/hackable/hk-044/le-recepteur-de-radio-logicielle-rsp1-8-mhz-de-bande-passante-pour-moins-de-20-euros

[12] Eutelsat, Antenna and VSAT – Type Approval/Characterization – ESOG 120 – Issue 8 - Rev. 1, May 2021 à https://www.eutelsat.com/files/contributed/satellites/pdf/esog120.pdf

[13] A. Kanj, Étude et développement de la méthode TWSTFT phase pour des comparaisons hautes performances d’étalons primaires de fréquence, thèse Univ. Pierre & Marie Curie (2012) avec les sous-porteuses décrites p.53

[14] V. Zhang & al., A Study on Using SDR Receivers for the Europe-Europe and Transatlantic TWSTFT Links, Proc. 2017 Precise Time and Time Interval Meeting (2017)

[15] M.L. Psiaki & al. Searching for Galileo: Reception and Analysis of Signals from GIOVE-A, GPS World 17 (6) 66-72 (2006) semble introuvable, mais est décrit à https://news.cornell.edu/stories/2006/07/cornell-sleuths-crack-secret-codes-europes-galileo-satellite et ses liens.

[16] P. Hartl, Present state of long distance time transfer via satellites with application of the Mitrex modem IEEE Military Communications Conference MILCOM 2 (1986)

[17] K. Imamura & F. Takahashi, Frequency and Time Comparison – Two-way time transfer via a geostationary satellite, J. of the Communication Research Laboratory 39(1), 91–100 (1992)

[18] G. De Jong. Two-way satellite time transfer: Overview and recent developments Proc 25th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) (1993) à https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA280955.pdf#page=112

[19] Y. Guidon, « Comprendre les générateurs de nombres pseudoaléatoires », GNU/Linux Magazine France 81 64–76 (2006) et « Sciences/Théorie de l’information : propriétés et dérivés des CRC et LFSR », GNU/Linux Magazine France 85 84–93 (2006)

[20] J.-M Friedt, C. Droit, G. Martin, and S. Ballandras, A wireless interrogation system exploiting narrowband acoustic resonator for remote physical quantity measurement, Rev. Sci. Instrum. 81 014701 (2010)

[21] J.-M Friedt, G. Cabodevila, « Exploitation de signaux des satellites GPS reçus par récepteur de télévision numérique terrestre DVB-T », OpenSilicium 15 (2015) - https://connect.ed-diamond.com/open-silicium/os-015/decodage-des-signaux-de-satellites-gps-recus-par-recepteur-de-television-numerique-terrestre-dvb-t

[22] M. Marazin, R. Gautier, G. Burel, Dual Code Method for Blind Identification of Convolutional Encoder for Cognitive Radio Receiver Design, Proc IEEE GLOBECOM Workshops (2009)

[23] C. Rieck, P. Jarlemark & K. Jaldehag, Passive Utilization of the TWSTFT Technique, Proc EFTF (2018)

[24] J.-M Friedt, C. Eustache, É. Carry, E. Rubiola, Software defined radio decoding of DCF77: time and frequency dissemination with a sound card, Radio Science 53 (1) 48–61 (2018)

[25] https://rhodesmill.org/skyfield/installation.html

[26] T.S. Kelso, Validation of SGP4 and IS-GPS-200D Against GPS Precision Ephemerides, Proc. 17 th AAS/AIAA Space Flight Mechanics Conference (2017), AAS 07-127 à https://celestrak.com/publications/AAS/07-127/AAS-07-127.pdf dont la figure 2 montre la divergence des prévisions avec les observations en fonction du temps pour les satellites en orbite moyenne du GPS.

[27] D.A. Vallado, P. Crawford, R. Hujsak, T.S. Kelso, Revisiting Spacetrack Report #3: Rev 3, Proc. AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference (2006) à https://celestrak.org/publications/AIAA/2006-6753/AIAA-2006-6753-Rev3.pdf



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