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Zur Theorie und Praxis herkömmlicher Cäsiumatomuhren

Dieser Beitrag ist in der zfv 1/2005 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Das Phänomen und damit die physikalische Größe »Zeit« erscheint auf den ersten Blick trivial im Sinne von alltäglich. Denn Zeit ist allgegenwärtig und strukturiert sämtliche Abläufe des Lebens. Gleichermaßen ist die Bedeutung der Zeit im technischen Bereich, in dem viele Verfahrensweisen zeitabhängige Elemente implizieren, so dass die Zeitmessung eine unbedingt notwendige Aufgabe darstellt. Im Gegensatz zu den eingangs erwähnten Änwendungen des täglichen Lebens« fordern die technischen Methoden hohe Ansprüche an die Genauigkeit der Zeit- und Frequenzmessung. Auch bei vielen geodätischen Applikationen, sowohl bei terrestrischen Verfahren als auch bei den geodätischen Raumverfahren, ist Zeit ein eminenter Faktor, wobei sich die diesbezüglichen Aufgabenstellungen mit Zeitsynchronisation, Zeitpunktbestimmung, Zeitintervallmessung, Frequenz- und Phasenmessung angeben lassen. Als Beispiele seien genannt die Navigation und damit verbunden Messungen mit Hybridsystemen, die Elektrooptische Distanzmessung, Laserentfernungsmessungen, Schweremessungen, radiointerferometrische Messungen sowie Phasenmessungen von GNSS-Signalen. Notwendig gehört zum Umgang mit der Zeit ein »Zeitmodell«, das heißt die Definition einer Zeitskala, als auch die Realisierung bzw. Messung der Zeit. Der vorliegende Artikel behandelt ausschließlich die konventionellen, atomaren Beobachtungsinstrumente der Zeitmessung und vermittelt einen Einblick in die Prinzipien und in die Funktionsweise von Atomuhren.

Summary: 

Being an everyday occurence, the phenomenon respectively the physical quantity »time« seems to be trivial. Time is ever present in our lives and helps us to structure these. In technical fields the importance of time is equally great, because there are a lot of time dependent procedures. In contrast to everyday requirements technical methods need to be highly precise. For many geodetic applications, time is an eminent factor, concerning not only space geodetic but also terrestrial methods. There are tasks like synchronization of time, determination of time, measurements of time-intervals, frequency and phase. Examples for this are navigation where hybrid systems have to be combined, measurements of distance, gravimetric measurements, radiointerferometric measurements and phase-measurements using GNSS. Dealing with time needs a »model of time«, i.e. a definition of a timescale as well as the realization of time. This article merely presents conventional atomic devices of time measurement and gives an idea of the principles and function of atomic clocks.

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