Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Time from NPL (MSF) is located in Cumbria
Time from NPL (MSF)
Карта, показывающая расположение ОНЧ-передатчика Anthorn в Камбрии.

Время от NPL является радиосигналом трансляции с радиостанции Anthorn вблизи Anthorn , Камбрия , которая служит национальной ссылкой времени Соединенного Королевства. [1] Сигнал времени получается от трех атомных часов, установленных на месте передатчика, и основан на стандартах времени, поддерживаемых Национальной физической лабораторией Великобритании (NPL) в Теддингтоне . [2] Услуга предоставляется компанией Babcock International (которая приобрела бывших провайдеров VT Communications ) по контракту с NPL. Его профинансировал бывшийДепартамент бизнеса, инноваций и навыков ; [1] [3] с 2017 года NPL Management Limited (NPLML) принадлежала Министерству бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS), а NPL действовала как государственная корпорация. [4]

Сигнал, также известный как сигнал MSF (ранее называвшийся часами Регби ), транслируется с высокоточной частотой 60 кГц и может приниматься по всей Великобритании, а также в большей части Северной и Западной Европы. Сигнал по несущей частоты поддерживается на уровне 60 кГц с точностью до 2 -х частей , в 10 12 , управляется цезием атомные часы на радиостанции. [1]

История [ править ]

Получено на острове Лесбос во время перевозки из Регби в Анторн.

Радиостанция в Регби впервые использовалась почтовым отделением с 1926 года с позывным GBR. С 19 декабря 1927 года он транслировал сигнал времени 15,8 кГц из Королевской обсерватории, который можно было принимать во всем мире. Он состоял из 306 импульсов за пять минут до 10:00 и 18:00 по Гринвичу включительно , с более длинным импульсом в начале каждой минуты. В 1967 году была добавлена частотная манипуляция , что усложнило использование сигнала в качестве опорной частоты. Сигналы времени, которым предшествовал позывной "GBR GBR TIME" в азбуке Морзе , передавались в течение 5 минут, предшествовавших 03:00, 09:00, 15:00 и 21:00. Передатчик GBZ на 19,6 кГц использовался как резерв, когда GBR был отключен для обслуживания. [5]В конце концов, сигналы времени от GBR были прекращены в ноябре 1986 года, и он больше не используется в качестве опорной частоты. [6]

Сигналы MSF начались в 1950 году, следуя схеме передачи, описанной ниже . Первоначально они предназначались для обеспечения эталонных частот 2,5, 5 и 10 МГц, первоначально только изредка в течение дня. Сначала объявления звучали каждые пятнадцать минут, начиная с представления кода Морзе «MSF MSF MSF» (MSF - это «- ··· ·· - ·» в коде Морзе), за которым следовала речь: «Это MSF, регби. , Англия, передающая ... ". [7] С мая 1953 года сигнал транслировался 24 часа в сутки, но с регулярными пятиминутными остановками для приема других сигналов. В 1966 году сигнал 60 кГц, наконец, стал непрерывным круглосуточным обслуживанием, а в феврале 1988 года использование эталонных частот было прекращено. [6]

С 27 февраля 2007 года NPL начал тесты новых передач времени сигнала от Anthorn Координаты : 54.91 ° N 3,28 ° W54°55′N 3°17′W /  / 54.91; -3.28 . [8] Станция Anthorn находилась в ведении VT Communications с момента ее открытия в 2007 году до 2010 года, когда она была приобретена Babcock International . [9]

Официальное открытие перемещенного объекта состоялось 1 апреля 2007 года, когда служба получила название «Время из NPL» и сигнал от Rugby был навсегда отключен. [10] [11] Изменение местоположения и, как следствие, изменение мощности сигнала может привести к тому, что некоторое оборудование, предназначенное для использования сигнала MSF, не сможет продолжать это делать. Это чаще встречается в домашнем оборудовании, не рассчитанном на оптимальную чувствительность и размещенном случайно. [ необходима цитата ] В настоящее время сигнал от Anthorn все еще можно использовать в районе Средиземного моря, хотя он слабее, чем Rugby.

«Сигнал MSF» и «Часы регби» [ править ]

С момента инаугурации сигнала времени в 1950 году до 1 апреля 2007 года он передавался с радиостанции Регби около Регби, Уорикшир . [6] [12] Первоначальное местоположение передатчика означало, что часы назывались «часами для регби». [13] После переезда в 2007 году в Камбрию, NPL теперь официально называет сигнал «Время от NPL». [12]

Позывной передатчика регби был MSF, где «M» - один из префиксов ITU, выделенных Соединенному Королевству, а буквы «SF» были присвоены без документально подтвержденной причины. Это привело к появлению общей терминологии «сигнал MSF», которая до сих пор используется в NPL. [6] Официальная история службы гласит, что «Rugby было дано дополнительное обязательство по передаче эталонных модулированных стандартных частот », но фактического объяснения позывного «MSF» не дается. [14] Согласно NPL, кажется, что позывной был выбран так, чтобы его можно было запомнить как «Основная стандартная частота», но MSF не предназначалась для сокращения. [15]

Передача и прием [ править ]

Переданный сигнал имеет эффективную излучаемую мощность 17 кВт на частоте 60 кГц с точностью до 2 частей из 10 12 . [1] Уровень сигнала превышает 10 мВ / м на 100 км; она превышает 100 мкВ / м на расстоянии 1000 км от передатчика и, таким образом, может приниматься не ниже этой силы на всей территории Великобритании. [12] Сигнал также может приниматься и широко используется в Северной и Западной Европе. [1]

Находясь в Регби, передатчик генерировал 60 кВт радиочастотной мощности (используя 70 кВт мощности от сети ). Т-образная антенна высотой 180 м имела на вершине 500 м в поперечнике. Вертикальная часть антенны излучается сигнал, таким образом , что полученная сила была одинаковой во всех направлениях (это было приблизительно всенаправленным ). [6]

Использует [ редактировать ]

Помимо профессионального использования, где требуется точное время, широко используются радиоуправляемые часы с цифровыми и аналоговыми дисплеями, использующими сигнал NPL (аналогичные часы доступны в других регионах со стандартной передачей времени). Что касается пользователей, это просто часы с теми же функциями и настройками, что и другие, но всегда отображающие правильное время и корректирующие себя на летнее время .

Протокол [ править ]

Быстрый код [ править ]

Когда MSF был впервые представлен в 1950 году, он состоял только из секундных и минутных маркеров без каких-либо кодированных данных. В 1974 году короткий пакет двоичного кода со скоростью 100 бит / с был вставлен в минутный маркер, чтобы указать время. В 1977 году был введен медленный код, который кодировал время со скоростью 1 бит / с в течение всей минуты (как подробно описано ниже). В 1998 году исходный быстрый код был удален, оставив медленный код и простой минутный маркер. [16]

Медленный код [ править ]

В настоящее время сигнал кодируется следующим образом:

Передатчик MSF выключается на короткие интервалы ( включение-выключение ) в начале каждой секунды для кодирования текущего времени и даты. Время нарастания и спада несущей 60 кГц определяется комбинацией антенны и передатчика. [17]

Каждая секунда UTC начинается со 100 мс «выключено», которому предшествует не менее 500 мс несущей. Второй маркер передается с точностью лучше чем ± 1 мс относительно всемирного координированного времени (UTC), которое всегда находится в пределах ± 0,9 секунды универсального времени (UT1), которое является средним солнечным временем, которое фактически наблюдалось бы при 0 °. долгота.

Первый второй из минуты , обозначенный второй 00, начинается с периодом 500 мс с несущей прочь, чтобы служить в качестве маркера минут.

Остальные 59 (или, в исключительных случаях, 60 или 58) секунд минуты всегда начинаются как минимум с 100 мс 'off', за которыми следуют два бита данных по 100 мс каждый, и заканчиваются как минимум 700 мс несущей.

  • Бит A передается от 100 до 200 мс после второго
  • Бит B передается от 200 до 300 мс после второго

Битовая сигнализация отрицательной полярности

  • Carrier ON представляет битовое значение 0.
  • Carrier OFF представляет битовое значение 1.

Если каждая секунда рассматривается как десять частей по 100 мс, маркер минут передается как 1111100000, а все остальные секунды передаются как 1AB0000000.

Хотя в секунду передаются два бита данных, временной код обладает тем свойством, что только один из них является переменным; ненулевые биты B передаются только тогда, когда соответствующий бит A имеет фиксированное значение.

Секунды 01–16 несут информацию для текущей минуты о разнице (DUT1) между атомным и астрономическим временем, а оставшиеся секунды передают код времени и даты.

Информация о коде времени и даты начинается за 43 секунды до соответствующего минутного маркера (17 секунд предыдущей минуты, при отсутствии дополнительных секунд ) и всегда дается в единицах гражданского времени Великобритании, которое является UTC зимой и UTC + 1 час. когда действует летнее время .

Временной код MSF
Закрашенные биты фиксированы
 Немного  А  B Имея в виду Немного  А  B Имея в виду Немного  А  B Имея в виду
0011Минутная отметка20100Год
(00–99)		40100Час
(00–23)
010+0,1DUT1
(0,1–0,8)
Унарное кодирование ,
бит устанавливается, если
DUT1 ≥ Weight		21 год8041 год80
020+0,222404240
030+0,3232043 год20
040+0,4241044 год10
050+0,525100Месяц
(01–12)		45400Минуты
(00–59)
060+0,626 год8046200
070+0,7274047100
080+0,828 год204880
090-0,1DUT1
(−0,1–−0,8)
Унарное кодирование,
бит устанавливается, если
DUT1 ≤ Weight		29104940
100-0,230200День месяца
(01–31)		5020
110-0,331 год1005110
120-0,432805200Минутный маркер 01111110
130−0,53340531STWПредупреждение о летнем времени.
140−0,63420541P1Год (17A – 24A)Одд четности
над
150−0,735 год10551P2День (25–35)
160-0,83640День недели
Воскресенье = 0
Суббота = 6		561P3DOW (36A – 38A)
17800Год (00–99)3720571P4Время (39A – 51A)
184003810581STДействует летнее время.
1920039200Час (00–23)5900Не используется, всегда 0.

Последовательные биты от 01B до 08B устанавливаются в 1, чтобы указать положительные значения DUT1 от + 0,1 до + 0,8 с. Например, бит 05B устанавливается, если DUT1 ≥ 0,5 с. Последовательные биты от 09B до 16B устанавливаются в 1, чтобы указать отрицательные значения DUT1 от -0,1 до -0,8 с. Например, бит 11B устанавливается, если DUT1 ≤ -0,3 с.

В случае дополнительной секунды между 16 и 17 секундами вставляется нулевой бит. [17] В случае отрицательной дополнительной секунды, секунда 16 будет удалена. Поскольку отрицательные дополнительные секунды могут возникать только тогда, когда DUT1 положителен, биты с 9B по 16B будут равны нулю.

Биты 17A – 51A кодируют время следующей минуты в двоично-десятичной системе счисления , начиная с самого старшего бита. Начиная с бита 17A, идут 4 бита десятков лет, 4 бита лет, 1 бит десятков месяцев, 4 бита месяцев, 2 бита десятков дней, 4 бита дней, 3 бита дня недели (0 = Воскресенье), 2 бита десятков часов, 4 бита часов, 3 бита десятков минут и 4 бита минут.

Биты 52A – 59A предоставляют еще один способ определения минутных границ. Эта последовательность 01111110никогда не появляется где-либо еще в битах A; из-за кодирования BCD не более пяти последовательных битов 1 могут появиться в другом месте в битах A (биты 27A – 31A, 30 или 31 июля, или биты 33A – 37A, если день, заканчивающийся на 7, приходится на субботу). Таким образом, эти шесть последовательных 1 бит однозначно определяют конец минуты.

Биты 54B – 57B обеспечивают нечетную четность по временному коду. 4 бита четности охватывают годы (8 бит), месяцы и дни (11 бит), день недели (3 бита) и время дня (13 бит) соответственно.

Бит 58B указывает, что время вещания - летнее время. Бит 53B предупреждает о том, что бит летнего времени скоро изменится. Он устанавливается на 61 минуту подряд, начиная за 1 час 7 секунд до изменения и заканчивая за 7 секунд до изменения, за 5 секунд до первого измененного бита 58B, который сам передается за 2 секунды (1,7–1,8 секунды, если быть более точным. ) до момента изменения времени.

Недостатки текущего формата сигнала [ править ]

MSF не передает никаких явных предварительных предупреждений о приближающихся дополнительных секундах , которые происходят в среднем менее одного раза в год. [3] Единственным показателем является изменение количества битов заполнения перед временным кодом в течение минуты перед дополнительной секундой. Следовательно, если объявление о дополнительной секунде не вводится вручную в приемник заранее, может пройти некоторое время, пока автономный приемник MSF не восстановит синхронизацию с UTC после секунды координации (особенно, если прием не является устойчивым во время дополнительной секунды. ).

Сигнал времени обеспечивает предупреждение о переходе на летнее время только за 1 час. [17]

Сбои [ править ]

MSF обычно ведет вещание непрерывно, но иногда отключается для планового или внепланового обслуживания. NPL поддерживает веб-страницу, на которой перечислены предстоящие плановые отключения и информация о внеплановом обслуживании. [18]

См. Также [ править ]

  • Сигнал времени по Гринвичу
  • Всемирное координированное время

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e "NPL Time Metrology" . Национальная физическая лаборатория, Великобритания . Проверено 8 февраля 2012 года .
  2. ^ "MSF Время от NPL" (PDF) . Национальная физическая лаборатория, Великобритания. Архивировано 31 октября 2007 года . Проверено 6 апреля 2007 года . CS1 maint: unfit URL (link)
  3. ^ a b Томас, Роджер (июль 2014 г.). «MSF и НПЛ». Радио Пользователь . Борнмут, Великобритания: PW Publishing Ltd: 47–49. ISSN 1748-8117 . 
  4. ^ "Что такое NPL?" . Национальная физическая лаборатория . Проверено 9 октября 2017 года .
  5. ^ Герд Klawitter (1980). Список станций сигналов времени (9-е издание) . С. 30–31.
  6. ^ a b c d e "NPL T&F: FAQs" . Национальная физическая лаборатория, Великобритания . Проверено 23 января 2008 года .
  7. ^ "Часто задаваемые вопросы о справке по NPL" . НПЛ . Проверено 20 января 2014 года .
  8. ↑ Келли Ив (28 февраля 2007 г.). «Время начинается в деревне Anthorn» . Новости и звезды . Карлайл. Архивировано из оригинального 10 августа 2007 года . Проверено 28 февраля 2007 года .
  9. ^ "Радиосигнал времени MSF" . Национальная физическая лаборатория.
  10. ^ Pallab Гош (10 мая 2006). «Времена меняются для радиосигнала» . BBC News Online . Проверено 28 марта 2007 года .
  11. ^ «Изменение времени знаменует конец эры» . BBC News Online . 25 марта 2007 . Проверено 28 марта 2007 года .
  12. ^ a b c «Время перешло» . Национальная физическая лаборатория, Великобритания. Архивировано 27 сентября 2007 года . Проверено 6 апреля 2007 года .CS1 maint: unfit URL (link)
  13. ^ "Часы регби на базе ARM + FPGA" . Компьютерная лаборатория Кембриджского университета . Проверено 6 апреля 2007 года .
  14. ^ Официальная история радиостанции регби
  15. ^ NPL FAQ «Что означает MSF?»
  16. ↑ Национальная физическая лаборатория (25 марта 2010 г.). «Что такое быстрый код MSF? (FAQ-Time)» . Проверено 22 сентября 2018 года .
  17. ^ a b c "Код времени и даты MSF 60 кГц" (PDF) . NPL Time and Frequency Services . Национальная физическая лаборатория. Июль 2007 г. TAF001v06 . Проверено 26 мая 2008 года .
  18. ^ Сбои в работе MSF

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальная история радиостанции регби
  • История радио регби, М. Джонстон, 1976 История с 1910 года.
  • Пресс-релиз о переезде MSF в Анторн
  • Национальная физическая лаборатория - информационный буклет о переезде
  • Национальная физическая лаборатория - MSF Radio Time Signal
  • Национальная физическая лаборатория - отключение MSF