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“时间”问题之六:什么是电波钟表?

  电波钟表与一般钟表不同的是,它具有自动接收国家授时中心发射的包含有标准时间代码信号的特殊功能,然后把接收来的标准时间和自身指示的时间自动进行对比,发现误差,立即自动将自身指示的时间校正到标准时间上。

  由于国家授时中心标准时钟采用的是稳定度极高的原子钟信号,这样会使全部电波钟表的实际走时,真正实现高精度同步运行。它既是一个高灵敏度的无线电讯号接收机,又是一台微型自动控制仪,还是一个能够指示时间的钟表,合三为一。在技术上它集微电子、微处理器、微结构、微功耗、大规模集成电路、现代无线数据传输技术和数据处理技术等高科技于一身,彻底解决了自钟表诞生以来一直未能解决的每个独立钟表在指示时间上的同一性、同步性和精确性问题。它无疑是钟表的又一个更新换代产品,也可以说是钟表技术上的又一场革命。


电波钟表工作示意图
 
  除作为民用钟表使用外,电波钟表在军队同步作战、交通运输、邮电通讯、石油、矿山、野外勘探、航空航天等方面具有十分广泛的应用前景。特别是对于单独作业无法与别人校对钟表的人们,都更加需要电波钟表产品。

  电波钟表产品的功能,还很容易扩大到通用数字讯息传输的领域。例如:它可以增加语言BP机的功能;增加单向或准双向移动电话功能;增加播放股市行情、天气预报、体育比赛等讯息。因而,电波钟表产品的开发和销售,将给钟表产品赋予全新的生命力。

  电波钟表是通过内置的电波接收器和天线,接收由发射塔发出的“标准时间”电波,获取时刻和日历等数据,自动将自身指示的时间与“标准时间”进行对比,并校正自身时间和日期的钟表。

  20世纪50年代末,德国在法兰克福建台,发射频率为77.5千赫的长波时间信号,第一只作为商业用途的电波钟诞生于1986年。目前,一些发达国家如美国、英国、法国、瑞士和日本等已先后建立了自己的发射台,而美国和日本最近更将发射台的发射功率提高了几倍。泰国、马来西亚也在酝酿建设长波信号发播台。

  为推动中国电波钟的发展,中科院国家授时中心(中科院陕西天文台)和国内外有关企业合作,在1994年完成可行性论证,1999年建成每天可工作5小时的试验台(100KW全固态发射机,发射频率68.5千赫),2000年完成试播和部分外场测试;同年,接收芯片研制成功,中国吗电波钟样机问世。2007年河南省商丘市BPC商丘低频时码发播台建成,进入发射调试阶段。 ,目前我国的BPC码标准时间电波就是由国家授时中心(NTSC)河南省商丘市廬城县的发射塔发出。

附:河南商丘台的主要技术参数如下:

(1) 台址:河南商丘(天线坐标:北纬34.457度,东经115.837度)。

(2) 频率:国家无委批准的68.5KHz,发射带宽±1 KHz;

(3) 发射机:全固态

(4) 发射天线:伞状单塔;

(5) 发射功率100千瓦;

(6) 覆盖半径:天波3000公里,地波1000公里;

(7) 调制方式:由编码调制单元提供已调波的脉冲负极性键控;

(8) 发播时间:连续24小时;

(9) 授时精度:±0.1ms


资料来源:电波钟表发展促进会

资料整理:深圳市钟表质量检验中心(SWQC)

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