Wenn z.B. die Uhr eines Navigations-Satelliten um nur eine millionstel Sekunde falsch ginge, könnte Ihr Navi in ihrem Fahrzeug vermuten, es befände sich 300 Meter neben der Strasse, vielleicht in einem Waldstück, inmitten eines Häuserblocks oder auf einer Parallelstrasse. Wer seine Position exakter bestimmen will – auf Meter oder gar Zentimeter genau -, muss seine Satelliten folglich mit nanosekundengenauen Uhren steuern. Die Grundlage dafür schafft beim europäischen Satelliten-Navigationssystem Galileo eine „Precise Timing Facility“ genannte Einrichtung im Kontrollzentrum. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat deren Entwicklung unterstützt und nun ein Ensemble von Caesiumuhren und Messgeräten an das zukünftige Galileo-Bodenkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen geliefert.

Galileo wird ein Satellitennavigationssystem unter ziviler europäischer Kontrolle, das von den existierenden Systemen GPS (Global Positioning System, USA) und GLONASS (dem russischen Pendant) unabhängig ist. In Zukunft sollen zu diesem Zweck 30 Satelliten in 23 200 km Höhe die Erde umkreisen. Jeder von ihnen hat mehrere Atomuhren an Bord und sendet Zeit- und Positionssignale zur Erde. Per Laufzeitmessung können sie dazu genutzt werden, metergenau einen Ort auf der Erdoberfläche zu bestimmen. Finanziert wird Galileo durch die Europäische Raumfahrtagentur ESA und die Europäische Union.

Das Ensemble der von der PTB gelieferten Atomuhren ist Teil der von der Firma Kayser-Threde entwickelten Galileo Precise Timing Facility (PTF) in Oberpfaffenhofen und wird ergänzt um zwei Wasserstoffmaser und Einrichtungen für Zeitvergleiche. Aufgabe der PTF ist es, die exakte Galileo-Systemzeit bereitzustellen. Auf diese Zeit können alle an Galileo beteiligten Systeme – ob am Boden oder im Orbit – zugreifen und auf diese Weise synchronisiert werden, beispielsweise zur Ausrichtung der Satelliten oder zur Kontrolle der von den Satelliten gesendeten Zeitsignale. Vereinfacht gesagt sorgt die PTF dafür, dass alle Galileo-Komponenten eine auf viele Stellen hinter dem Komma gleiche Zeit verwenden. Sie ist damit Grundlage der Nutzung der Satellitensignale für die Positionsbestimmung.

Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)