无线电波校时(也称电波授时)是利用高精度授时中心发射的低频(如我国BPC的68.5kHz)无线电信号,通过内置接收器(如电波表)接收并解码,实现钟表自动同步原子钟的精密校准技术,可将误差控制在毫秒级,实现高精度计时。
工作原理
授时信号:国家授时中心(如商丘的BPC)以特定频率发射包含标准时间(年月日时分秒)的低频无线电波。
接收与解码:电波钟表(如电波表)内置接收器捕捉这些信号,通过微处理器解码出精确时间信息。
自动校正:钟表内部计时装置(通常是石英振荡器)会根据解码出的标准时间自动修正自身误差。
高精度:由于信号源自原子钟,校准后的电波钟走时误差极小,可达30万年偏差不超过1秒。
主要应用
电波钟表:手表、挂钟等,无需联网或人工调整,自动对时。
全球覆盖:现代电波表能接收全球多个地区的授时信号(如日本、北美、德国、我国等)。
特点
精准:利用原子钟的准确性。
自动:无需人工干预,定时自动接收对时。
广泛:在我国及周边地区(日本、韩国、朝鲜)有良好覆盖。
相关授时台
BPC:位于河南商丘,频率68.5kHz,覆盖我国大部分地区。
BPM:另一个用于业余无线电爱好者体验的授时信号。
BPM无线电波校时,指的是中科院国家授时中心通过陕西蒲城发射台,利用短波无线电波(频率3MHz-30MHz)发播标准时间信号(BPM),实现对精密时钟进行校准,精度达毫秒级,主要用于航空、航海、科研等领域,是国家授时体系的重要组成部分。该系统使用2.5、5、10、15MHz等频率,通过电离层反射传播,覆盖范围广,精度高,保障国家战略需求。
BPM授时系统的工作原理:
信号源:由原子钟和氢钟组成的时间基准,提供高精度时间(UTC(NTSC)和UT1)。
发射:利用短波无线电波段(3MHz-30MHz)的频率,在特定时间交替发播标准时间信号。
传播:信号经电离层反射到达地面接收端,覆盖半径超过3000公里。
接收与校准:用户设备(如接收机)接收信号,并与本地时钟进行比对,实现毫秒级校准。
关键特点:
呼号: BPM。
频率: 2.5MHz, 5MHz, 10MHz, 15MHz等,并可能加入20MHz。
覆盖:全国及周边地区,精度可达1-3ms。
重要性:支撑航天发射、电力通信等战略领域。
与其它授时方式对比:
长波(BPL):频率低(100kHz),精度也很高,与短波互补。
北斗卫星授时:现代高精度授时方式,由国家授时中心标校。
网络授时:利用互联网(SNTP)提供标准时间服务。
简而言之,BPM无线电波校时是一种传统的、高可靠性的陆基无线电授时技术,通过发射特定频率的短波信号,为各行各业提供精确的标准时间。
现代授时方式 同步精度 覆盖范围 授时终端
长波授时 1微秒 天地波结合约3000千米 长波接收机
短波授时 1毫秒 超过3000千米 短波接收机(收音机)
低频时码授时 10微秒 与长波类似 电波钟表
网络授时 10微秒 网络覆盖的地方 计算机、智能手机
卫星授时
(北斗) 10纳秒 全球 卫星系统接收机,
(北斗接收机)
现代主要授时手段的比较
(1秒=10^3毫秒=10^6微秒=10^9纳秒)
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