Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Современные радиоуправляемые часы LF

Радио - часы или радиоуправляемые часы ( РСС ) представляет собой тип кварцевых часов или часы , которые автоматически синхронизированы с кодом времени передаваемого радио передатчика , подключенного к стандартному времени , таких как атомные часы . Такие часы могут быть синхронизированы со временем, отправляемым одним передатчиком, таким как многие национальные или региональные передатчики времени, или могут использовать несколько передатчиков, используемых в спутниковых навигационных системах, таких как GPS.. Такие системы могут использоваться для автоматической установки часов или для любых целей, где необходимо точное время. Часы с дистанционным управлением могут включать в себя любые функции, доступные для часов, такие как функция будильника, отображение температуры и влажности окружающей среды, радиовещание и т. Д.

Один общий стиль радиоуправляемых часов использует сигналы времени, передаваемые специальными наземными длинноволновыми радиопередатчиками, которые излучают временной код, который может быть демодулирован и отображен радиоуправляемыми часами. Радиоуправляемые часы содержат генератор точного времени для поддержания хронометража, если радиосигнал временно недоступен. Другие радиоуправляемые часы используют сигналы времени, передаваемые специальными передатчиками в коротковолновых диапазонах. Системы, использующие специализированные станции сигналов времени, могут достигать точности в несколько десятков миллисекунд.

Спутниковые приемники GPS также внутренне генерируют точную информацию о времени из спутниковых сигналов. Выделенные приемники времени GPS с точностью до 1 микросекунды; однако универсальный или потребительский GPS может иметь смещение до одной секунды между внутренним вычисленным временем, которое намного точнее, чем 1 секунда, и временем, отображаемым на экране.

Другие службы вещания могут включать в свои сигналы информацию о времени различной точности.

Один передатчик [ править ]

Радиочасы, синхронизированные с наземным сигналом времени, обычно могут достигать точности в пределах сотых долей секунды относительно эталона времени [1], как правило, ограниченной неопределенностями и изменчивостью в распространении радиоволн . Некоторые хронометристы, особенно часы, такие как некоторые Casio Wave Ceptors, которые с большей вероятностью, чем настольные часы будут использоваться во время путешествий, могут синхронизироваться с любым из нескольких различных сигналов времени, передаваемых в разных регионах.

Длинноволновые и коротковолновые передачи [ править ]

Радиочасы зависят от кодированных сигналов времени от радиостанций. Станции различаются по частоте вещания, географическому положению и способу модуляции сигнала для определения текущего времени. Как правило, у каждой станции свой формат временного кода.

Список радиостанций с сигналами времени [ править ]

Описания

  1. ^ 3 зонтичные антенны, закрепленные на 3-х трубчатых мачтах с оттяжками, изолированные от земли высотой 305 метров и 15 решетчатых мачтах с оттяжками высотой 270 метров.
  2. ^ 3 зонтичные антенны, закрепленные на 18 решетчатых мачтах с оттяжками, высота центральных мачт: 305 метров
  3. ^ зонтичная антенна, закрепленная на 13 решетчатых мачтах с оттяжками, высота центральной мачты: 425 метров
  4. ^ 3 зонтичные антенны, закрепленные на 3 трубчатых мачтах с оттяжками, с изоляцией от земли высотой 205 метров и 15 решетчатых мачт с оттяжками высотой 170 метров.
  5. ^ в воздухе RJH66
  6. ^ 3 зонтичные антенны, закрепленные на 18 решетчатых мачтах с оттяжками, высота центральных мачт: 276 метров
  7. ^ зонтичная антенна, закрепленная на 18 решетчатых мачтах с оттяжками, расположенных в 3 ряда, высота центральных мачт: 238 метров
  8. ^ 3 Т-образные антенны, развернутые на высоте 150 метров над землей между двумя заземленными мачтами высотой 227 метров на расстоянии 655 метров.
  9. ^ зонтичная антенна, закрепленная на центральной башне высотой 275 метров, изолированной от земли, и пяти решетчатых мачтах высотой 257 метров, изолированных от земли, на расстоянии 324 метров от центральной башни
  10. ^ Т-антенна вращалась между двумя заземленными отдельно стоящими решетчатыми башнями высотой 125 метров на расстоянии 227 метров.
  11. ^ Т-антенна вращалась между двумя телекоммуникационными вышками на расстоянии 33 метров
  12. ^ Частота для радионавигационной системы
  13. ^ a b c Частота для радиотелевизионной системы
  14. ^ a b Частота для AM-вещания
  15. ^ и требует более сложного приемника для демодуляции сигнала времени
  16. ^ с 1988 г., до 200 кГц
  17. ^ Дройтвич использует Т-образную антенну, подвешенную между двумястальными решетчатыми радиомачтами длиной 213 м , которые находятся на расстоянии 180 м друг от друга.
  18. ^ В статье о сигнале времени указано 2,5 кВт

Текущий список временных сигнальных станций публикуется BIPM в качестве приложения к их годовому отчету; приложение включает координаты мест расположения передатчиков, графики работы станций и неопределенность несущей частоты передатчиков. [19] [18]

Многие другие страны могут принимать эти сигналы ( JJY иногда можно принимать в Новой Зеландии, Западной Австралии, Тасмании, Юго-Восточной Азии, некоторых частях Западной Европы и Тихоокеанском северо-западе Северной Америки ночью), но успех зависит от времени суток, атмосферных условия и вмешательство со стороны зданий. Прием обычно лучше, если часы расположены рядом с окном, обращенным к передатчику. Также существует задержка распространения приблизительно 1 мс на каждые 300 км, на которые приемник находится от передатчика.

Приемники часов [ править ]

Ряд производителей и розничных продавцов продают радиочасы, которые принимают кодированные сигналы времени от радиостанции, которая, в свою очередь, получает время от настоящих атомных часов.

Одни из первых радиочасов были предложены Heathkit в конце 1983 года. Их модель GC-1000 «Самые точные часы» принимала коротковолновые сигналы времени от радиостанции WWV в Форт-Коллинзе, штат Колорадо . Он автоматически переключался между частотами WWV 5, 10 и 15 МГц, чтобы найти самый сильный сигнал, когда условия менялись в течение дня и года. Он сохранял время в периоды плохого приема с кварцевым генератором.. Этот генератор был дисциплинированным, что означало, что часы на базе микропроцессора использовали высокоточный сигнал времени, полученный от WWV, для настройки кварцевого генератора. Таким образом, хронометраж между обновлениями был значительно более точным, чем мог бы обеспечить только кристалл. Время с точностью до десятых долей секунды отображалось на светодиодном дисплее. Первоначально GC-1000 продавался за 250 долларов США в виде комплекта и 400 долларов США в собранном виде и считался впечатляющим в то время. Компания Heath получила патент на свой дизайн. [20] [21]

В 2000-е (десятилетие) "атомные часы" на радио стали обычным явлением в розничных магазинах; по состоянию на 2010 год во многих странах цены начинаются от 15 долларов США. [22] Часы могут иметь другие функции, такие как комнатные термометры и функции метеостанции . Они используют сигналы, передаваемые соответствующим передатчиком страны, в которой они будут использоваться. В зависимости от мощности сигнала им может потребоваться размещение в месте с относительно беспрепятственным путем к передатчику, и для успешного обновления времени требуются хорошие или хорошие атмосферные условия. Недорогие часы отслеживают время между обновлениями или в случае их отсутствия с помощью недисциплинированных кварцевых часов., с точностью, характерной для кварцевых часов без радиоуправления. Некоторые часы включают индикаторы, предупреждающие пользователей о возможной неточности, если синхронизация в последнее время не была успешной.

Другие трансляции [ править ]

Прикреплен к другим радиостанциям
Радиовещательные станции во многих странах имеют несущие, точно синхронизированные со стандартной фазой и частотой, например, длинноволновая служба BBC Radio 4 на частоте 198 кГц, а некоторые также передают суб-звуковую или даже неслышимую информацию временного кода, например, длинноволновый передатчик Radio France на 162 кГц. Прикрепленные системы сигналов времени обычно используют звуковые тона или фазовую модуляцию несущей волны.
Телетекст (TTX)
Цифровые текстовые страницы, встроенные в телевизионное видео, также показывают точное время. Многие современные телевизоры и видеомагнитофоны с декодерами TTX могут получать точное время из телетекста и устанавливать внутренние часы. Однако время TTX может варьироваться до 5 минут. [23]

Многие схемы цифрового радио и цифрового телевидения также включают положения для передачи с временным кодом.

Цифровое наземное телевидение
Стандарты DVB и ATSC имеют 2 типа пакетов, которые отправляют информацию о времени и дате на приемник. Системы цифрового телевидения могут соответствовать точности уровня 2 GPS (с краткосрочным контролем часов) и уровня 1 (с долгосрочным контролем часов) при условии, что передатчик (или сеть) поддерживает этот уровень функциональности.
VHF FM Radio Data System (RDS)
RDS может посылать тактовый сигнал с точностью до секунды, но с точностью не более 100 мс и без указания уровня тактового сигнала. Не все сети или станции RDS, использующие RDS, отправляют сигналы точного времени. Формат метки времени для этой технологии - модифицированная юлианская дата (MJD) плюс часы UTC, минуты UTC и местное смещение времени.
Цифровое аудиовещание в диапазоне L и УКВ
Системы DAB предоставляют сигнал времени с точностью, равной или лучше, чем Digital Radio Mondiale (DRM), но, как и FM RDS, не указывают слой часов. Системы DAB могут равняться по точности уровня 2 GPS (краткосрочная дисциплина синхронизации) и уровня 1 (долгосрочная дисциплина синхронизации) при условии, что сайт (или сеть) передатчика поддерживает этот уровень функциональности. Формат метки времени для этой технологии - BCD.
Мировое цифровое радио (DRM)
DRM может посылать тактовый сигнал, но не такой точный, как сигналы часов навигационных спутников . Метки времени DRM, полученные через коротковолновую (или многопролетную среднюю волну), могут отличаться до 200 мс из-за задержки пути. Формат метки времени для этой технологии - BCD.

Галерея [ править ]

  • Низкие частоты (НЧ) радиочасы

  • Приемник сигналов времени НЧ

  • Первые в мире наручные часы с радио, Junghans Mega (аналоговая модель)

  • Аналогово-цифровой хронограф Citizen Attesa Eco-Drive ATV53-3023 с 4 - зонным радиоуправлением (Северная Америка, Европа, Китай, Япония)

  • Аналоговые настенные часы с радиоуправлением

  • Радиоуправляемый будильник

  • Сигнал времени DCF77 используется такими организациями, как железнодорожная компания Deutsche Bahn, для синхронизации своих станций.

Несколько передатчиков [ править ]

Приемник радиочасов может комбинировать несколько источников времени для повышения точности. Это то, что делается в спутниковых навигационных системах, таких как Global Positioning System . Спутниковые навигационные системы GPS , Galileo и ГЛОНАСС имеют по одному или нескольким цезиевым, рубидиевым или водородным мазерным атомным часам на каждом спутнике, привязанным к часам или часам на земле. Выделенные приемники времени могут служить эталоном местного времени с точностью лучше 50 нс. [24] [25] [26] [27] Недавнее возрождение и усиление ЛОРАНА, наземная радионавигационная система, предоставит еще одну систему распределения времени из нескольких источников.

Часы GPS [ править ]

Многие современные радиочасы используют систему глобального позиционирования, чтобы обеспечить более точное время, чем можно получить от наземных радиостанций. Эти часы GPS объединяют оценки времени по атомным часам нескольких спутников с оценками ошибок, поддерживаемыми сетью наземных станций. Из-за эффектов, присущих распространению радиоволн, а также ионосферному распространению и задержке, синхронизация GPS требует усреднения этих явлений за несколько периодов. Ни один приемник GPS не вычисляет время или частоту напрямую, они скорее используют GPS, чтобы настроить генератор, который может варьироваться от кварцевого кристалла в навигационном приемнике низкого уровня до кварцевых генераторов с духовым управлением (OCXO) в специализированных устройствах и до атомных генераторов ( рубидиевый). ) в некоторых приемниках, используемых длясинхронизация в телекоммуникациях . По этой причине эти устройства технически называются осцилляторами с дисциплиной GPS .

Устройства GPS, предназначенные в первую очередь для измерения времени, а не для навигации, можно настроить так, чтобы положение антенны было фиксированным. В этом режиме устройство усредняет свои координаты положения. Примерно через день работы он будет знать свое местоположение с точностью до нескольких метров. После усреднения своего местоположения он может определять точное время, даже если он может принимать сигналы только от одного или двух спутников.

Часы GPS обеспечивают точное время, необходимое для измерения синхрофазором напряжения и тока в коммерческой электросети, чтобы определить работоспособность системы. [28]

Астрономический хронометраж [ править ]

Хотя любой приемник спутниковой навигации , выполняющий свою основную навигационную функцию, должен иметь внутреннюю привязку времени с точностью до малой доли секунды, отображаемое время часто не так точно, как внутренние часы. В большинстве недорогих навигационных приемников есть один многозадачный процессор . Самой приоритетной задачей для ЦП является поддержание блокировки сателлита, а не обновление дисплея. Многоядерные процессоры для навигационных систем можно найти только в продуктах высокого класса.

Для точного хронометража необходимо более специализированное устройство GPS. Некоторым астрономам-любителям, особенно тем, кто отслеживает лунные затмения, когда Луна блокирует свет от звезд и планет, требуется высочайшая точность, доступная для людей, работающих за пределами крупных исследовательских институтов. На веб-сайте Международной ассоциации таймера затмения [29] есть подробная техническая информация о точном хронометрировании для астронома-любителя.

Летнее время [ править ]

Различные из вышеперечисленных форматов включают флаг, указывающий состояние перехода на летнее время (DST) в стране проживания передатчика. Этот сигнал обычно используется часами для настройки отображаемого времени в соответствии с ожиданиями пользователя.

См. Также [ править ]

  • Casio Wave Ceptor
  • Сеть часов
  • Говорящие часы
  • Время из NPL
  • Перенос времени
  • Синхронизация времени в Северной Америке

Ссылки [ править ]

  1. ^ Майкл Ломбарди. "Насколько точны часы с радиоуправлением?" (PDF) .
  2. ^ a b c d Standard Time and Frequency Signals (PDF) (in Russian) , получено 15 июля 2018 г. - официальная спецификация сигнала.
  3. ^ a b c d Деннис Д. Маккарти, П. Кеннет Зайдельман Время: от вращения Земли к атомной физике Wiley-VCH, 2009 ISBN 3-527-40780-4 стр. 257 
  4. ^ "Радиостанция NIST WWVB" . NIST . Проверено 18 марта 2014 года .
  5. ^ "BPC" . Национальный центр службы времени Китайской академии наук . Национальный центр службы времени Китайской академии наук. Архивировано из оригинального 17 июня 2012 года . Проверено 16 марта 2013 года .
  6. ^ Ивонн Зимбер (2007-05-09). «Передающие средства DCF77» . Проверено 2 мая 2010 .
  7. ^ «Синхронизация времени с DCF77 и MSF60» . 090917 compuphase.com
  8. ^ "Проект сигнала станции времени для Тайваня" .
  9. ^ "长波 授 时 (длинноволновый сигнал времени)" . Национальный центр службы времени Китайской академии наук . Национальный центр службы времени Китайской академии наук . Проверено 16 марта 2013 года .
  10. ^ «科研成果 (Научные достижения)» . Национальный центр службы времени Китайской академии наук . Национальный центр службы времени Китайской академии наук . Проверено 16 марта 2013 года .
  11. ^ "Монитор времени PTB" . - на немецком
  12. ^ «Радиостанции в Лондоне, Англия» . Проверено 26 апреля 2016 . Бирмингем, Дройтвич, 500 кВт + туннель Блэкуолл + туннель Ротерхайт
  13. ^ "LF RADIO-DATA: Спецификация передачи BBC с фазовой модуляцией на длинных волнах" (PDF) (опубликовано 24 октября 2006 г.). Декабрь 1984 года. Сеть длинноволновых радиопередатчиков BBC передает сигнал данных с низкой скоростью передачи в дополнение к нормальной программной модуляции сигнала. Сигнал данных передается посредством фазовой модуляции несущей.
  14. ^ a b c d "短波 授 时 (Коротковолновый сигнал времени)" . Национальный центр службы времени Китайской академии наук . Национальный центр службы времени Китайской академии наук.
  15. ^ Информация об официальном времени и стандартной частоте на испанском языке
  16. ^ a b c d "Rádio-Difusão de Sinais Horários" . Observatório Nacional . Проверено 23 февраля 2012 .
  17. ^ "QSL: MIKES Time Station, Эспоо, Финляндия" . Блог SWL DX . 14 мая 2014 . Проверено 11 октября 2016 .Воспроизводит QSL-письмо от MIKES с техническими деталями.
  18. ^ a b Годовой отчет МБМВ о временной деятельности - временные сигналы , по состоянию на 31 июля 2018 г.
  19. ^ Годовой отчет МБМВ о временной деятельности за 2010 г. , страницы 85-93, извлечен 12 сентября 2011 г.
  20. ^ "Самые точные часы Heathkit GC-1000-H" . Пестингеры . Архивировано 29 сентября 2020 года.
  21. ^ Патент США 4582434 , Дэвид Plangger и Уэйн К. Уилсон, Heath Company, «исправленное время, постоянно обновляемые часы», выданных 15 апреля 1986 
  22. ^ "Радиоуправляемые часы £ 19.95 Архивировано 16 февраля 2013 г. в Archive.today
  23. ^ «Как ваш GHD8015F2 работает? - Персональные видеомагнитофоны - Цифровые шпионские форумы» . 100506 digitalspy.co.uk
  24. ^ "Техническое описание i-Lotus TX Oncore" (PDF) .
  25. ^ "Symmetricom XL-GPS" .
  26. ^ "Техническое описание Trimble Resolution SMT GG" (PDF) .
  27. ^ "Техническое описание u-blox NEO / LEA-M8T" (PDF) .
  28. ^ КЕМ, Inc. (ноябрь 2006). "Коммуникации подстанций: средство автоматизации / Оценка коммуникационных технологий". UTC - United Telecom Council: 3. Cite journal requires |journal= (help)
  29. ^ Международная ассоциация оккультизма

Внешние ссылки [ править ]

  • Руководство для наблюдателей IOTA В этом руководстве Международной ассоциации по оккультационному измерению времени содержится очень подробная информация о методах точного измерения времени.
  • Веб-сайт NIST: Радиоуправляемые часы WWVB
  • Веб-сайт разработки проекта NTP