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長(zhǎng)波授時(shí)塔，通過(guò)發(fā)射穩(wěn)定的長(zhǎng)波信號(hào)，精確到微秒級(jí)地向千里之外的接收設(shè)備傳遞國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，為航天、國(guó)防、科研和日常生活提供著時(shí)間的基準(zhǔn)和保障。今天咱們就來(lái)看看誰(shuí)家的時(shí)間更準(zhǔn)。

法國(guó)ALS162，半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間守護(hù)者

說(shuō)起法國(guó)的長(zhǎng)波授時(shí)，不得不提那座幾乎與巴黎天際線融為一體的埃菲爾鐵塔。

1889年巴黎世博會(huì)，作為展覽的一部分，按計(jì)劃，埃菲爾鐵塔本該在博覽會(huì)結(jié)束的20年后就要拆除。

可埃菲爾鐵塔的設(shè)計(jì)者古斯塔夫·埃菲爾可不愿意讓自己的得意之作說(shuō)沒(méi)就沒(méi)。

他給這座鐵塔，換了一個(gè)新身份——無(wú)線電發(fā)射站。

1898年11月5日，歐仁·杜克雷特成功地從埃菲爾鐵塔發(fā)出了第一個(gè)無(wú)線電信號(hào)，信號(hào)傳到了4公里外的先賢祠，證明了埃菲爾鐵塔作為無(wú)線電發(fā)射站的巨大潛力。

還真實(shí)瞌睡了送枕頭，這個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)，埃菲爾可不會(huì)放過(guò)。

1908年，他把鐵塔提供給軍方，用以安裝無(wú)線電天線。

次年，一個(gè)永久性無(wú)線電站在鐵塔下方建成，埃菲爾因此獲得了將特許權(quán)延長(zhǎng)的批準(zhǔn)。

1910年5月23日，鐵塔正式開(kāi)始了長(zhǎng)波授時(shí)廣播服務(wù)。

授時(shí)信號(hào)以附近巴黎天文臺(tái)的時(shí)鐘為參考，每天發(fā)送兩次。

值得一提的是，在一戰(zhàn)期間，埃菲爾鐵塔曾被當(dāng)作軍事電信中心，截獲敵方的無(wú)線電通信。

如今的法國(guó)長(zhǎng)波授時(shí)系統(tǒng)ALS162，正是從埃菲爾鐵塔的早期實(shí)驗(yàn)發(fā)展而來(lái)。

它在162千赫茲的頻率上發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，時(shí)間基準(zhǔn)由法國(guó)國(guó)家計(jì)量實(shí)驗(yàn)室提供，廣播由TéléDiffusion de France負(fù)責(zé)。

雖然發(fā)射功率從最初的2000千瓦，降到了現(xiàn)在的800千瓦，但是依然能夠穩(wěn)定地覆蓋3500公里范圍，幾乎可以輻射整個(gè)西歐。

ALS162用的是相位調(diào)制技術(shù)，比德國(guó)DCF77的幅度調(diào)制更為復(fù)雜，但傳輸功率卻是DCF77的16倍。

每周二上午8點(diǎn)到中午12點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行定期維護(hù)，這是唯一的中斷時(shí)間。

ALS162的銫原子鐘保證了信號(hào)精度超過(guò)1毫秒，這對(duì)于法國(guó)鐵路、電力分配商Enedis、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院等30萬(wàn)臺(tái)依賴此信號(hào)的設(shè)備至關(guān)重要。

參考資料：
1、Inside Towers官網(wǎng).《從摩爾斯電碼到數(shù)字廣播：埃菲爾鐵塔又增加了一根天線》
2、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院時(shí)間和頻率部門官網(wǎng).《時(shí)間信號(hào)站邁克爾·a·隆巴德著》

德國(guó)DCF77，工業(yè)強(qiáng)國(guó)的時(shí)間基石

德國(guó)在長(zhǎng)波授時(shí)技術(shù)領(lǐng)域算是先行者。

早在20世紀(jì)50年代末，他們就在法蘭克福搭建起了長(zhǎng)波授時(shí)中心。

為啥選長(zhǎng)波呢？

因?yàn)殚L(zhǎng)波的波長(zhǎng)長(zhǎng)，能繞過(guò)障礙物傳播，覆蓋范圍自然就更廣。

而且長(zhǎng)波在傳播過(guò)程中衰減小，信號(hào)也更穩(wěn)定。

但長(zhǎng)波也有短板，就是信息傳輸速率比較慢，不適合傳大數(shù)據(jù)。

但授時(shí)嘛，只要傳時(shí)間信息就夠了。

這對(duì)于幅員不大的德國(guó)來(lái)說(shuō)，用一個(gè)長(zhǎng)波授時(shí)發(fā)射站就能覆蓋全國(guó)。

其中最著名的就是DCF77長(zhǎng)波授時(shí)塔了。

它由德國(guó)物理技術(shù)研究院負(fù)責(zé)管理，專門為歐洲地區(qū)，提供可靠的時(shí)間信號(hào)。

這個(gè)“77”所代表的，就是它的發(fā)射頻率為77.5kHz。

這個(gè)頻率特別穩(wěn)，能保證授時(shí)信號(hào)的準(zhǔn)確性。

DCF77的信號(hào)覆蓋范圍非常之廣，幾乎整個(gè)歐洲都能夠接收到。

DCF77長(zhǎng)波授時(shí)塔的結(jié)構(gòu)也挺有意思。

主要就是一座大概200米高的發(fā)射塔，外加一些配套設(shè)施。

塔頂有一個(gè)巨型天線，是專門用來(lái)發(fā)射77.5kHz的授時(shí)信號(hào)的。

Mainflingen發(fā)射機(jī)使用獨(dú)立的拉線格構(gòu)桅桿來(lái)升高DCF77天線

這天線必須經(jīng)得住各種惡劣天氣的考驗(yàn)，確保信號(hào)的穩(wěn)定和覆蓋范圍。

DCF77發(fā)出的信號(hào)，是一種特殊的編碼信號(hào)，里面詳細(xì)地記錄著年、月、日、時(shí)、分、秒等諸多時(shí)間信息。

接收設(shè)備只要能正確地解碼這些信號(hào)，就能夠得到準(zhǔn)確的時(shí)間。

現(xiàn)在市面上賣的那些電波鐘，就是靠接收DCF77或者其他授時(shí)臺(tái)的信號(hào)來(lái)自動(dòng)對(duì)時(shí)的。

DCF77的精度最高能達(dá)到±2毫秒，與原子鐘的時(shí)間幾乎沒(méi)有差別。

當(dāng)然啦，金無(wú)足赤，DCF77也不是十全十美。

長(zhǎng)波這東西，容易受到天氣、地形等因素的影響，導(dǎo)致接收不穩(wěn)定。

尤其是在山區(qū)或者建筑物密集的地方，接收效果可能會(huì)打折扣。

還有就是DCF77的覆蓋范圍也有限。

雖然能覆蓋歐洲大部分地區(qū)，但出了歐洲，接收效果就不行了。

所以，你要是在亞洲或者美洲用電波鐘，就得選能接收其他授時(shí)臺(tái)信號(hào)的，比如美國(guó)的WWVB，或者日本的JJY。

參考信息：
1、維基百科.《DCF77》
2、德國(guó)物理技術(shù)研究院官網(wǎng).《專題：DCF77 50年的時(shí)間傳播》
3、hopf Elektronik GmbH官網(wǎng).《DCF77與GPS授時(shí)接收器的功能及精度比較》

中國(guó)敦煌，刷新精度極限

上世紀(jì)六十年代，國(guó)家為了戰(zhàn)略需要，就決定在西北大后方建了個(gè)短波授時(shí)臺(tái)。

那時(shí)候，國(guó)際形勢(shì)復(fù)雜，啥都得靠自己。

一批科學(xué)家和熱血青年，從五湖四海跑到陜西蒲城，開(kāi)始了代號(hào)“326工程”的艱苦創(chuàng)業(yè)。

那時(shí)候的條件，用一窮二白來(lái)形容都算客氣了。

要技術(shù)沒(méi)技術(shù)，要經(jīng)驗(yàn)沒(méi)經(jīng)驗(yàn)，都是摸著石頭過(guò)河。

幾經(jīng)波折終于把咱們的第一代專用授時(shí)系統(tǒng)給搗鼓出來(lái)了。

1970年，短波授時(shí)臺(tái)竣工，信號(hào)覆蓋半徑達(dá)到3000公里，授時(shí)精度達(dá)到了1毫秒。

后來(lái)隨著航天技術(shù)以及國(guó)防建設(shè)的突飛猛進(jìn)，對(duì)時(shí)間精度的要求也變得更高了。

短波授時(shí)有點(diǎn)跟不上腳步，于是，長(zhǎng)波授時(shí)臺(tái)的建設(shè)就被提上了議事日程。

有了之前的經(jīng)驗(yàn)打底，加上國(guó)家實(shí)力也上了一個(gè)臺(tái)階，長(zhǎng)波授時(shí)臺(tái)的建設(shè)相對(duì)來(lái)說(shuō)順利一些。

不過(guò)這仍然是個(gè)復(fù)雜又龐大的系統(tǒng)工程。

長(zhǎng)波授時(shí)臺(tái)的建設(shè)，還要考慮到戰(zhàn)略安全和抗打擊能力。

主體建筑需建在地下40米處，深度可達(dá)四層樓之深，里面設(shè)有發(fā)射機(jī)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)與水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，總面積超6000平方米，通道縱橫交錯(cuò)，仿若一個(gè)地下迷宮。

地面上的天線，四座倒錐形的鐵塔，塔距400米，塔高206米，那叫一個(gè)壯觀。

1986年，長(zhǎng)波授時(shí)臺(tái)終于建成，正式開(kāi)始承擔(dān)國(guó)家授時(shí)任務(wù)。