电波钟表是在石英电子钟表内增加了接收无线电长波信号、数据处理、自动校正的功能结构,这样就能接收地面发射站以长波发送的标准时间信号,每只电波钟表在接收到这一精确的时码后,经数据处理器处理,即可自动校正石英电子钟表的走时误差,使每只电波钟的走时都受统一精确的时码控制,从而实现了所有电波钟高精度的计量时间和显示时间的一致性。
国外电波钟发展概况
五十年代末,德国就在法兰克福建台,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。除法兰克福外,德国和法国又各建一个长波发射台,发播信号已可覆盖全欧洲,这为整个欧洲提高时间计量精度和时间显示的统一创造了先决条件。德国荣汉斯公司生产的电波钟已经上市并畅销欧洲市场,电波钟在欧洲钟表市场占有率已达30%。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。
中国电波钟的发展
国家授时中心(陕西天文台)和国内外有关企业合作,致力推动中国电波钟的发展。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,证明设计正确;同年,接收芯片研制成功,电波钟样机问世。处于商业和其他方面的考量,相关企业对电波钟的数据格式进行了版权保护和数据加密。这直接导致了电波钟在行业中的推广使用。由于数据单向加密的脆弱性,许多DIYer采用积累数据的方式进行破解。同时,GPS和中国北斗系统在精确授时领域对电波钟形成技术和市场优势。
国家授时中心低频时码授时台2002年的4月1日正式发播,目前每天发播时间为六个半小时,早上8:00—12:30,晚上22:15—0:15。
中科院国家授时中心(中科院陕西天文台)和西安高华有限公司合作,在1999年建成每天可工作6.5小时的试验台(50KW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。2007年,国家授时中心与西安高华科技有限公司合作在河南省商丘市建设了100KW电波钟表专用BPC低频时码发播台,电波信号覆盖了中国绝大部分地区。
2石英钟表与电波授时产品的性能对比表
序号 | 产品类别 项目特点 | 普通钟表(石英钟) | 新江山国家标准时间(电波授时) |
1 | 自动校正 | 无 | 国家授时中心将标准时间通过电波发送出去,计时设备接收到信号后通过解码并校正本机时间,保持高度同步 |
2 | 授时系统 | 无 | 中国国家授时中心发射机→接收机 |
3 | 闰秒调整 | 无 | 有(随时与世界协调时同步) |
4 | 累计误差 | ±30S | 无 |
5 | 运行噪音 | ±20分贝(跳秒机芯) | 无 |
6 | 时间精度 | 每天±2S,累计误差需手动调整 | 自动校正消除误差,精度为±1MS |
7 | 显示内容 | 时分秒 | 日期、时间、星期、温度以及时辰、星座、24节气、中国传统节日倒计等 (可个性化选择) |
8 | 显示方式 | 指针(模拟式) | 数码夜发光显示(数字式),清晰明了 |
9 | 设置闹钟 | 一组/无 | 多组定闹和整点报时 |
10 | 目前现状 | 时间显示不一致,各有各样 | 同步时间显示 |
11 | 应用范围 | 普通民用计时(已逐步减少) | 中低精度军用,电力电网系统,通讯网同步,金融证券系统,电子政(商)务,企事业办公计时,高端钟表产业等 |
12 | 社会意义 | 不同步,延误时间,有争议,影响社会发展 | 同步化进程,节约时间成本,提高生产效率,促进和谐发展 |
北京洪威的电波钟()近期被山东省、辽宁省、江苏省、安徽省、河北省、重庆市、武汉市、合肥市、等教育系统指定为考场 “统一时间”标准用钟,引起了市场的高度关注,受到了机关、团体、教育界及广大消费者的认可。
中国码电波钟表是接收中国国家授时中心电波塔(河南商丘)发射的北京标准时间无线电信号BPC(频率68.5KHz),通过时钟内置微处理器转换,控制时钟的走动,使时钟显示时间与北京标准时间保持准确一致。电波钟在日本和欧美使用非常普及,而我国2007年才建成电波发射塔。电波钟是目前精确、简单的计时工具,给您带来全新的高科技计时技术体验,享受简单计时生活。
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。
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。
作为高科技的实用时尚商品,电波表上市以来就受到消费者的喜爱,随着电波表的普及,价格档次会越来越多,购买和喜欢使用电波表的人也会越来越多,这一点在国外已得到实践。至于电池能用多久,这很难确定,一则各产品的设计功耗不同,如产品功能不同、产品技术水平不同、结构不同等都会影响设计功耗;二则消费者的使用方法不同,实际功耗也不同,所以很难确定。但以西安高华科技公司生产的电波表为例,正常使用至少可在两年以上。
电波钟电波校时是钟表技术的一次革命,就是利用无线电波为钟表对时,使你的钟表的时间永远是准确的,这种技术在国外早已采用,美国于1965年发射校时电波,英国于1974年发射校时电波,德国于1973年发射校时电波,日本于1999年发射校时电波,我国2007年才在河南商丘建成电波塔,国内才有电波对时信号,可见我国的电波校时发展是落后的。
电波钟表的特点:
1、在传统钟表计时技术中融合应用了现代无线通讯技术、计算机技术和微电子技术;
2、能够与标准时间自动建立联系,自动获得标准时间;体现了人类在传统计时领域中不断进步的精神;通过其新的理念——运用现代技术来追求时间精确,表达人们不断挑战创新和精益求精的新精神和生活方式。
3、电波钟系统自动同步校时对于现在的高考家庭来说是必不可少的,自动同步校时系统能够向审批中心、招投标中心所有需要精确时间的系统提供准确的电波信号。
4、我们本着“设备先进、技术完备、功能齐全、节约资金”的原则进行设计,力求设计得合理、规范,为系统以后的升级预留空间,对系统的维护可以很简捷的完成。
稳定性:系统长期正常运行,不发生状况,以免影响到日常活动。 可靠性:系统硬件与软件能够长期稳定的运行,保证日常活动的顺利进行。 性能价格比:系统的性能价格比高,系统操作简单
维护量少,有效降低用户的系统总体拥有成本。
5、目前市场上时钟系统多如牛毛,技术成熟,多为国内生产,那么我们在选择品牌上主要从产品的稳定、可靠上,售后服务的及时性,厂家的技术实力,产品的先进性上考虑,在通过对其中几家比较有名厂家实际案例的比较结果,同时结合我们的实际工程经验,本次设计选用了有较多应用且口碑较好的洪威产品
总 结
电波授时作为现时新兴技术,各方面参数均远远超出现有石英钟表计时,其技术较GPS相对简易,价格低廉,授时精度高,在诸多领域中渐渐体现出优越性,符合未来计时发展趋势以及国情需要,并从其他世界发达国家(美、日、英、德)对电波授时技术的应用和普及得以证实,电波授时技术的发展是未来计时产品的主流。
人们的生活水平不断的提高,日常生活与工业领域对时间精度统一度要求越来越高,“新江山”将致力于对中国的时间进行统一,并提供一套完美的解决方案。
摘编:百度百科