Zeitkalibrierung

Zeitkalibrierung bezeichnet das Verfahren, zeitliche Messungen auf eine verlässliche internationale Referenz abzustimmen. In der Metrologie geht es darum, lokale Uhren und Frequenzquellen mit den internationalen Zeitstandards zu vergleichen, zu synchronisieren und regelmäßige Korrekturen vorzunehmen. Ziel ist eine hochreproduzierbare und stabile Zeitbasis, die weltweit als gemeinsame Bezugsgröße dient.

Die SI-Sekunde ist durch den Strahlungsübergang des Cäsium-133 definiert. Realisierte Zeitquellen umfassen Atomuhren, Quarzuhren und zunehmend optische Uhren. Bei der Kalibrierung werden Abweichungen in Zeitoffset, Frequenzrate, Phasenrauschen und Langzeitdrift bestimmt und mit Unsicherheiten versehen. Die Kalibrierung erfolgt periodisch, um die Langzeitstabilität sicherzustellen.

Der Zeit- und Frequenztransfer erfolgt mittels Satelliten- und kabelgebundener Wege, zum Beispiel TWSTFT, GPS-Common-View und faseroptische Verbindungen. Nationale Messinstitute tragen die Realisierung von UTC auf nationaler oder regionaler Ebene, oft als UTC(k). Das BIPM koordiniert die weltweite Verknüpfung und berechnet TAI aus Messungen zahlreicher Referenzuhren; UTC wird als weltweite disseminierte Zeit genutzt.

Anwendungen finden sich in Telekommunikation, Netzbetrieb, Navigationssystemen, Finanzhandel, Wissenschaft und Industrie, wo präzise Zeitsignale notwendig sind. Die Zeitkalibrierung dient auch der Synchronisation vernetzter Systeme und der Kalibrierung von Frequenzverarbeitung in Messungen und Produktion.

Organisation und Umfeld: Nationale Metrologieinstitute wie die PTB in Deutschland, NIST in den USA oder METAS in der Schweiz arbeiten an der Realisierung und Dissemination der Zeit. Internationale Zusammenarbeit erfolgt über das BIPM und die Internationale Zeitskala. Mit optischen Uhren und fortschrittlicher Zeitübertragung wird die Genauigkeit weiter verbessert, auch im Hinblick auf eine mögliche künftige Neudefinition der SI-Sekunde.