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せんだい宇宙館の早水氏作成のTIViを入手することができました Very Happy

。
これでようやく時刻精度の調査ができます。

TIViは以下の機能を持っています。
1.高精度のクロックを備えている。誤差は(公称/実力)1/0.2ppm程度。これは一晩で5/1msecに相当。
2.GPSなどからの1秒毎パルスによって時刻を校正する機能。
3.NTSCビデオ信号に10mmsec単位での年月日時分秒または時分秒をスーパーインポーズ可能。

で、早速UFOCaptureV2と併用して、UFOCaptureV2の時刻誤差を調べてみました。

実験システムは以下の構成です。
Video: WAT100N(1/60msecシャッター)->TIVi->ExVision1700TV(UFOCaptureV2.05, CPU:T2500)
1pps Puls : Garmin Mas15->TIVi

グラフは最初のものがスーパーインポーズされた時刻のプロットです。
2番目のグラフは、TIViがスーパーインポーズした時刻の平均直線と各々のスーパーインポーズ時刻との差です。

この結果、TIViがスーパーインポーズした時刻の誤差は規則的で綺麗に-3.3,0,+3.3(msec)を繰り返していました。
つまり、TIViの10msec単位の丸め誤差のみがそのまま現れているだけで、非常に安定していました Surprised

。
TIViのスーパーインポーズはフィールド毎で入力信号の各フィルード直前の帰線時間の時刻が入るとのことで、
インタレースCCDの映像信号は撮像時間の次のフィールド中に順次CCDから読み出されてアナログ出力されていので、
アナログ信号は事象に対して-0〜+17msecの遅れがさけられません。TIViの一晩での誤差を1msec程度とすると
TIViとGPSを併用すれば-6〜+24msecの誤差のスーパーインポーズができることになります。

一方、UFOCapture側の誤差は NTP1分毎更新で±2msec程度にシステム時刻を校正した状態で、TIViの平均直線に対して+33msecの固定的な遅れと±8msec程度の周期的な誤差が加わったものになっていることが判りました(これはキャプチャ機器によって変わるかもしれません)。
これは時刻をスーパーインポーズするまでに1フレームの遅れがあり、さらにWindowsシステムの時刻関数内部で13msec程度を単位とする丸めがあると考えると、納得できます。
意外に規則的な誤差で、思ったより扱い易い誤差のようです。

ただ、問題なのは、今の桜時計やtclockなどでインタネット上のタイムサーバーを用いてNTP校正すると、通常は10msec程度の誤差であっても不定期に数100msec程度離れた時刻に誤って補正されることがあることです。
確かUnix系のNTP校正プログラムは長時間の誤差平均を使って誤差傾向を求め、安定的にマイクロセカンドオーダまで補正した筈なので、それに比べるとWindows系の時刻補正プログラムは簡略版なのかもしれません。xntpの移植版なら出来たりするのかもしれないのですが....ご存知の方、おられましたらお教えくださいね。

なにはともあれ、ようやく時刻の指標ができました。
UFOCaptureV2については最低限、固定的な遅延をキャンセルする設定が必要かなと思いました。

あ、この話し、流星では殆ど問題になりません。TLE観測で電波観測とmsecオーダーの時刻を比較する際重要になるだけです。

SonotaCo · 日時: Sun Apr 30, 2006 7:23 pm 記事の件名: TIViの実力

TIViとGPSの連携には次の2つのやり方があるそうです。
1. GPSの1PPSパルスに常時同期させる
2. 一時的に1PPSパルスと同期をとって、あとは内臓の高精度発信子に任せる
1は平均的には最も誤差が減る方法ですが、稀に1PPSパルスに乗ったノイズで誤補正する秒が発生する可能性があります。
2は観測開始前に一度あわせて秒も確認しておけばあとは安定した時刻が得られます。
一般的にはノイズは予測できないので、2の方法が推奨されているようです。
すごいことに、TIViはこの両者を自由に選べるように、片側がモメンタリになった同期スイッチが装備されており、どちらでも簡単に操作できます。

2の方法だと公称1ppmの精度とのことで、24時間で0.08秒以下の誤差の筈です。
実力は公称よりさらに誤差が少ないとのことなので、測ってみました。
一度同期させ、24時間たってもう一度同期させた時、どれだけ時刻がずれるかを調べる方法で調べてみました。
1回のテスト結果ですが、24時間で、私の環境では 0.06秒遅れました。
実はもう少し少ないことも期待してたんですが Wink

、もちろん公称値以下で、立派な精度だと思います。
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さて、UFOCaptureV2ですが、任意msecの時刻オフセットを指定できるようにしようと思います。実験的にやってみたところ、TiViのスーパーインポーズとの時刻差を±8msec以下にすることができました。
さらにフィールドの中央時刻をスーパーインポーズできることになり、
事象に対して丁度フィールド単位の時間分解能と同じ誤差でスーパーインポーズできることになりそうです。もちろんシステム時刻が合っていないといけないのですが....
すぐに使いたい方がおられれば公開準備します。

SonotaCo