低頻時碼

低頻時碼授時技術是國際電信聯盟(ITU)一直推薦的一項技術。它在低頻頻段工作,可同時以模擬和數字兩種模式提供標準時間及頻率 信號。由於充分利用微電子技術,使用戶設備可以做得非常簡單價廉,故在多個領域得到了廣泛的套用。如在中低精度軍用、電力電網同步、通訊網同步、金融證券系統、電子政(商)務、鐘錶產業等諸多領域的大規模套用成為可能。在傳統的鐘表產業中,時碼技術套用更是給計時帶來了被業界稱為"革命性"的影響,"它的出現開拓了時間計量的新里程,從而將對世界經濟的發展產生重大的影響"。

套用,在中國的進展,連續發播台,電波鐘表,信號場強儀,其他授時台,歷史,覆蓋範圍,

套用

軍隊綜合信息系統、指揮系統等,該技術十分適用。在國際上,繼德國成功開發和廣泛套用該技術以後,美國和日本也重新重視低頻時碼技術。美國政府制訂了三階段的升級改造計畫,將原WWVB電台的設備更新,輻射功率從13KW增至25KW,又增至50KW。日本則廢掉原JG2AS電台,重新又購置美國設備在東京東北和九州地區新建兩個大功率台,其中的九州台的方向性圖明顯針對中國。國際電信聯盟最新建議書也表明,低頻時碼相關技術研究和發展,在3~5年內將是各國研究的熱點。

在中國的進展

國家授時中心從1993年起開始跟蹤此項技術。經過多年的努力,和企業合作開展的"低頻授時擴展及套用產業

BPC電波鐘
化"項目取得了決定性進展,在授時中心建成了可實用的試驗台已成功發播,發播呼號"BPC",經國家無委批准使用頻率為68.5KHz。系統化的研究工作取得了重要突破。研究的編解碼方式,效率是國外同類信號的三倍。相位控制技術解決頻譜利用問題有重要創新。協作企業研製成功大功率全固態長波發射機,主要合作企業主導產品列入2002年科技部星火計畫,多個產品通過成果鑑定,並申請專利多項,形成一批自主智慧財產權。2003年,成功地與企業合作推出了國內第一款中國制式電波鐘表,在國內鐘錶業界引起巨大反響,並為國內諸多媒體爭相報導,並使"原子時表"進入尋常百姓家庭不再是夢想。產業化計畫進展良好,產品開始陸續推向市場。試驗台已成為國家授時體系的重要擴展和補充,開始發揮其效用。

連續發播台

建設
BPC信號連續發播。為推動低頻時碼授時技術發展,滿足國內日益增長的時間頻率需求,在經費有限情況下,考

低頻時碼商丘台外景圖
慮到覆蓋環渤海和長三角主要經濟區的目標,2006年國家授時中心在河南商丘建設"國家授時中心低頻時碼連續發播台",建台及頻率使用經過了國家無委批准。河南商丘台的主要技術參數如下:
(1)台址:河南商丘(天線坐標:北緯34.457度,東經115.837度)。
(2)頻率:國家無委批准的68.5KHz,發射頻寬±1KHz;
(3)發射機:全固態
(4)發射天線:傘狀單塔;
(5)發射功率100千瓦;
(6)覆蓋半徑:天波3000公里,地波1000公里;
(7)調製方式:由編碼調製單元提供已調波的脈衝負極性鍵控;
(8)發播時間:每天21小時,5:00——8:00停機檢修;
(9)授時精度:±0.1ms
順利驗收 “中科院國家授時中心商丘低頻時碼發播台工程驗收會”在河南商丘召開,專家一致認定商丘發播台的各項運行

電波手錶
指標符合契約設計要求;國家授時中心通過半年多在全國各地的實際測試,信號質量和強度令人滿意,同意接收商丘發播台。
商丘發播台建設工程的成功驗收,標誌著商丘發播台已從建設階段轉向發播階段,商丘台正式納入國家授時中心的發播體系。
授時中心從2011年起正式開始BPC碼的試發播,每日發播時間不少於16小時,初定發播時間:9:00—17:00,21:00—5:00。
工程的順利驗收,也為已有電波手錶產品的西鐵城、精工、卡西歐等品牌在華打開電波表市場提供了很好的契機。

電波鐘表

中國科學院國家授時中心與西安高華電氣實業有限公司合作,開發低頻時碼電波授時新技術,致力推動中國電波鐘技術發展,推出具有中國自主智慧財產權的電波鐘表,使中國成為世界上繼德國、美國、英國、日本之後第五個實現長波授時技術民用化的國家。並於2007年7月,在中國河南商丘建成的新電波塔已經開始傳送電波。
電波鐘表將傳統鐘錶技術與現代時頻技術、微電子技術、通訊技術、計算機技術等多項技術相結合,通過接收國家授時中心以無線電長波傳送的標準時間信號,經過內置微處理器解碼處理後,自動校準計時器走時,使電波鐘表顯示的時間與國家保持的標準時間自動保持精確同步。
市場上低頻時碼電波表有兩種,一種不能接收中國授時電波,即所謂的五局電波表,一種可以接收中國授時電波,即所謂的六局電波表。

信號場強儀

一種低頻時碼信號場強儀,它括低頻時碼接收電路和用於對整機進行控制的控制電路,低頻時碼接收電路的輸出端接控制電路。本實用新型採用單頻接收,液晶顯示,能自動記錄長時間測量的數據和定位數據,具有頻寬窄、能耗低、抗干擾能力強、測量精度高、重量輕、操作靈活簡便等優點,避免了指針儀錶帶來的人為誤差和讀數的麻煩。

其他授時台

歷史

截至到2013年全球共有6座正式投入使用的低頻時碼授時台,分別是英國 Anthorn(60.0kHz)、德國 Mainflingen(77.5kHz),中國 商丘(68.5kHz),美國 科羅拉多州 Fort Collins(60.0kHz),日本 福島(40.0kHz),日本 福岡/佐賀(60.0kHz)。

覆蓋範圍

圖中所示範圍,虛線為地波可靠接受範圍,實線為天波可靠接收範圍。設計可接受範圍約為圖示範圍的兩倍。但受到天氣,氣象條件,電離層條件,季節變化,日出日落等變化的影響。可能即使在可靠接受範圍內接收授時信號失敗。亦可能接收到超過設計接受範圍之外的電波信號。如在天氣晴好無風的秋冬季凌晨,中國高緯度地區亦有一定幾率接收到德國/英國授時電波。
各國電波接收範圍各國電波接收範圍

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