Tid og frekvens

Justervesenets nasjonale laboratorium har flere atomur og deltar også i det internasjonale systemet for å bestemme verdens tid, i tillegg til at vi tilbyr NTP-tjenester og kalibreringsoppdrag. Laboratoriet vårt har fem atomur, to Hydrogen-MASER og tre Cesium-klokker, som gir ekstremt stabile og presise tidssignaler.

Verdens tid – UTC

Hvert femte døgn sender vi tidssignaler fra våre klokker til Det internasjonale byrået for mål og vekt (BIPM) i Paris, som beregner den globale tidsskalaen UTC (Coordinated Universal Time). Vi mottar jevnlig rapporter som viser ørsmå avvik mellom våre klokker og UTC, ofte bare noen få nanosekunder. Slik er vi i stand til å beregne en felles tidsskala som er mer nøyaktig og mer pålitelig enn selv det store nasjoner klarer med egne klokker.

Ved å delta i det globale samarbeidet, er vi med på å bestemme verdens tid – og sørger for at Norge har tilgang til pålitelig og sporbar tid.

Slik beregnes verdens tid

BIPM gjør beregningen i tre trinn (fra ytterst til innerst i illustrasjonen):

1. Stabilitet

Det store antall klokker som bidrar brukes til å beregne et gjennomsnitt som ikke påvirkes av om enkeltklokker faller fra eller kommer til.

2. Nøyaktighet

Et titalls superklokker i en håndfull land brukes til å korrigere gjennomsnittet fra første trinn slik at ett sekund i UTC er mest mulig likt sekundet slik det er definert i SI – det internasjonale systemet for fysiske enheter.

3. Skuddsekund

Skuddsekund brukes ca. hvert tredje år til å hente inn avviket mellom tiden basert på jordas rotasjon (UT) – og de langt mer stabile atomklokkene i UTC. Det internasjonale jordrotasjonsbyrået (IERS) følger tett med på jordrotasjonen og annonserer skuddsekund dersom avviket mot UTC nærmer seg ett sekund.

De siste årene har et døgn i gjennomsnitt vært omtrent et tusendels sekund lengre enn nøyaktig 24 timer. Ordningen med skuddsekund startet i 1972 og det siste ble lagt til i overgangen mellom 2016 og 2017.

I praksis sørger ordningen med skuddsekund for å holde UTC i takt med jordrotasjonen slik at solen står i sør ved nullmeridianen i Greenwich på et tidspunkt som avviker med mindre enn ett sekund fra kl 12:00:00 UTC. Her kan du se NRK Supernytt forklare hvordan døgnet fikk et ekstra sekund i 2015.

Norsk tid

I loven er det bestemt at normaltiden i Norge er én time foran koordinert universaltid UTC. Dette angis som UTC+1 eller som tidssonen CET (Central European Time). I løpet av sommertiden ligger norsk tid to timer foran UTC. Dette angis som UTC+2 eller som tidssonen CEST (Central European Summer Time).

Sommertid gjelder normalt kl 02.00.00 siste søndag i mars til kl 03.00.00 siste søndag i oktober. Tidspunktene for skifte mellom normaltid og sommertid er felles for landene i EØS-området og besluttes av EU-kommisjonen i henhold til et direktiv om sommertid.

Det hender man trenger å angi klokkeslett uten rom for tvetydigheter. Dette gjelder for eksempel ved telefonkonferanser på tvers av ulike tidssoner eller når man skal angi et tidspunkt som sammenfaller med skifte til/fra sommertid. Løsningen ligger i å angi klokkeslett med utgangspunkt i verdens offisielle tidsskala UTC, eller å oppgi hvilken tidssone man mener. Et utvetydig eksempel: I 2012 varer sommertiden fra søndag 25. mars klokken 0200 (UTC+1) til søndag 28. oktober klokken 0300 (UTC+2).

Sommertid og normaltid

Sommertid er den perioden av året hvor klokkene stilles en time fram sammenlignet med resten av året. Sommertid ble opprinnelig innført i en rekke land i Europa under første verdenskrig, hvor hensikten var å utnytte dagslyset bedre i den perioden av døgnet man normalt er våken. Én lys time ekstra om kvelden ville blant annet spare energi til oppvarming og belysning. Norge har hatt sommertid hvert år siden 1980.

Huskeregel for å stille klokka

Om våren ser man fram til sommerferien, og stiller derfor klokka en time fram. På høsten lengter du tilbake til sommerferien og stiller klokka tilbake.

Tid og satellittnavigasjon

Justervesenets ansatte har høy kompetanse innen klokker, synkronisering og GNSS. Denne kompetansen brukes og har blitt brukt blant annet i arrangementet Jammetest, i samarbeid med Statens vegvesen, Nasjonal kommunikasjonsmyndighet, Forsvarets forskningsinstitutt, Norsk Romsenter og Testnor.

Atomklokker i satellitter

Atomklokker spiller en stor rolle i satellittnavigasjonssystemer (GNSS), da de gir ekstremt nøyaktig tidssynkronisering som er avgjørende for nøyaktig posisjonsbestemmelse. Hver satellitt i GNSS-systemene inneholder atomklokker som sender nøyaktige tidssignaler sammen med posisjonsinformasjon, men de er sårbare for forstyrrelser.

Justervesenet har utviklet en avansert GNSS-simulator for å utføre tidshacking, noe som innebærer å manipulere tiden fra GNSS-styrte klokker med falske signaler. Dette arbeidet kan si noe om sårbarheten, og denne informasjonen kan bidra til å forbedre sikkerheten for satellittbaserte klokker. Dette er avgjørende i kritisk infrastruktur som strømnett og telekommunikasjon.

Jamming og spoofing

Jamming er et uttrykk for å bevisst forstyrre eller blokkere GNSS-signaler, altså posisjonssignaler. Å sende ut falske GNSS-signaler for å lure mottakeren er det som kalles spoofing, eller på godt norsk, narring.

Tidslaboratoriet har jobbet lenge med problemstillinger rundt nøyaktig og sikker tid, og har en GNSS-simulator for å kunne sende ut falske GNSS-signaler i testsammenhenger. Arbeidet med å forfalske satellittbaserte tidssignaler startet med bistand fra Statnett, nå videreført med støtte fra Norsk Romsenter. Dette innebærer generering og utsending av falske GNSS-signaler, som kan gjøre at mottakere rapporterer feil tid, posisjon eller hastighet, med både grunnleggende og avanserte forstyrrelser. Dette er nyttig testing for å bygge kompetanse videre om spoofing, som kan ramme kritiske funksjoner i samfunnet.