Время до НПЛ (MSF)
The Time from NPL — радиосигнал, транслируемый радиостанцией Анторн недалеко от Анторна , Камбрия , который служит национальным эталоном времени Соединенного Королевства. [1] Сигнал времени поступает от трех атомных часов, установленных на площадке передатчика, и основан на стандартах времени, Великобритании поддерживаемых Национальной физической лабораторией (NPL) в Теддингтоне . [2] Услуга предоставляется компанией Babcock International (которая приобрела бывших провайдеров VT Communications ) по контракту с NPL. Он финансировался бывшим Департаментом бизнеса, инноваций и профессиональных навыков ; [1] [3] по состоянию на 2017 год [update] NPL Management Limited (NPLML) принадлежала Департаменту бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS), а NPL действовала как открытая корпорация. [4]
Сигнал, также известный как сигнал MSF (ранее — часы Регби ), транслируется на высокоточной частоте 60 кГц и может быть принят на всей территории Великобритании, а также в большей части Северной и Западной Европы. сигнала Несущая частота поддерживается на уровне 60 кГц с точностью до 2 частей на 10. 12 , контролируемый цезиевыми атомными часами на радиостанции. [1]
История
[ редактировать ]
Радиостанция в Регби впервые работала на почте с 1926 года под позывным GBR. С 19 декабря 1927 года он транслировал сигнал времени 15,8 кГц из Королевской обсерватории , который можно было принимать по всему миру. Он состоял из 306 импульсов за пять минут до 10:00 и 18:00 по Гринвичу включительно , с более длинным импульсом в начале каждой минуты. В 1967 году была добавлена частотная манипуляция , что затрудняло использование сигнала в качестве опорной частоты. Сигналы времени, которым предшествовал позывной «GBR GBR TIME» азбукой Морзе , передавались в течение 5 минут, предшествующих 03:00, 09:00, 15:00 и 21:00. Передатчик GBZ на частоте 19,6 кГц использовался в качестве резерва, когда GBR отключался на техническое обслуживание. [5] В конце концов, в ноябре 1986 года передача сигналов времени от GBR была прекращена, и он больше не используется в качестве опорной частоты. [6]
Сигналы MSF начались в 1950 году по схеме передачи, описанной ниже . Первоначально они предназначались для обеспечения опорных частот на частотах 2,5, 5 и 10 МГц, первоначально лишь изредка в течение дня. Сначала каждые пятнадцать минут появлялись объявления, начиная с обозначения «MSF MSF MSF» в азбуке Морзе (MSF в азбуке Морзе «-- ··· ··-·»), за которым следовала речь «Это MSF, Регби». , Англия, передача...». [7] С мая 1953 года сигнал транслировался круглосуточно, но с регулярными пятиминутными перерывами, чтобы обеспечить прием других сигналов. В 1966 году сигнал 60 кГц наконец стал бесперебойным и круглосуточным, а опорные частоты были прекращены в феврале 1988 года. [6]
27 февраля 2007 года НПЛ начала испытания передачи сигналов нового времени от Анторна. 54 ° 55' с.ш. 3 ° 17' з.д. / 54,91 ° с.ш. 3,28 ° з.д. . [8] Станция Anthorn управлялась VT Communications с момента ее открытия в 2007 году до 2010 года, когда она была приобретена Babcock International . [9]
Официальное открытие перенесенного объекта состоялось 1 апреля 2007 года, когда служба стала называться «Время из НПЛ», а сигнал от Регби был навсегда отключен. [10] [11] Изменение местоположения и последующее изменение уровня сигнала может привести к тому, что некоторое оборудование, предназначенное для использования сигнала MSF, не сможет продолжать это делать. Это чаще встречается в отечественном оборудовании, не рассчитанном на оптимальную чувствительность и расположенном беспорядочно. [ нужна ссылка ] В настоящее время сигнал Анторна все еще можно использовать в районе Средиземного моря, хотя он слабее, чем у Регби.
«Сигнал MSF» и «часы регби»
[ редактировать ]С момента открытия временного сигнала в 1950 году до 1 апреля 2007 года он транслировался с радиостанции Регби недалеко от Регби, Уорикшир . [6] [12] Первоначальное расположение передатчика означало, что часы назывались «часами регби». [13] После переезда в 2007 году в Камбрию НПЛ теперь официально называет сигнал «Время НПЛ». [12]
передатчика Rugby Позывной был MSF, где «M» - один из префиксов ITU, присвоенных Соединенному Королевству, а буквы «SF» были присвоены без документально подтвержденной причины. Это привело к появлению общей терминологии «сигнал MSF», которая до сих пор используется НПЛ. [6] В официальной истории службы говорится, что «Регби было дано дополнительное обязательство по передаче эталонных модулированных стандартных частот », но никаких фактических объяснений позывного «MSF» не дается. [14] Согласно NPL, похоже, что позывной был выбран так, чтобы его можно было запомнить как «Основная стандартная частота», но MSF не предназначался для использования в качестве аббревиатуры. [15]
Передача и прием
[ редактировать ]Передаваемый сигнал имеет эффективную излучаемую мощность 17 кВт на частоте 60 кГц с точностью до 2 частей на 10. 12 . [1] Уровень сигнала превышает 10 мВ/м на расстоянии 100 км (60 миль); она превышает 100 мкВ/м на расстоянии 1000 км (600 миль) от передатчика и, следовательно, может быть принята с силой не ниже этой на всей территории Великобритании. [12] Сигнал также может быть принят и широко используется в Северной и Западной Европе. [1]
Находясь в Регби, передатчик генерировал 60 кВт радиочастотной мощности (используя 70 кВт мощности сети ). антенна высотой 180 метров (590 футов) Т-образная имела диаметр 500 метров (1640 футов) наверху. Вертикальная часть антенны излучала сигнал, так что принимаемая мощность была одинаковой во всех направлениях (она была примерно всенаправленной ). [6]
Использование
[ редактировать ]Помимо профессионального использования, где требуется точное время, радиоуправляемые часы широко используются (в том числе наручные) с цифровыми и аналоговыми дисплеями, использующими сигнал NPL. (Аналогичные часы доступны в других регионах со стандартной передачей времени.) Для пользователей это просто часы с теми же функциями и настройками, что и другие, но всегда отображающие правильное время и корректирующие себя на летнее время .
Протокол
[ редактировать ]Быстрый код
[ редактировать ]Когда MSF был впервые представлен в 1950 году, он состоял только из секунд и минутных маркеров без каких-либо кодированных данных. В 1974 году короткий пакет двоичного кода со скоростью 100 бит/с был вставлен в минутный маркер, чтобы указать время. В 1977 году был введен медленный код, который кодировал время со скоростью 1 бит/с в течение всей минуты (как подробно описано ниже). В 1998 году исходный быстрый код был удален, оставив медленный код и простой минутный маркер. [16]
Медленный код
[ редактировать ]В настоящее время сигнал кодируется следующим образом:
Передатчик MSF выключается на короткие интервалы времени ( включение-выключение ) в начале каждой секунды для кодирования текущего времени и даты. Время нарастания и спада несущей 60 кГц определяется комбинацией антенны и передатчика. [17]
Каждая секунда UTC начинается с 100 мс «выключения», которому предшествуют не менее 500 мс несущей. Второй маркер передается с точностью лучше ±1 мс относительно всемирного координированного времени (UTC), которое само по себе всегда находится в пределах ±0,9 секунды от всемирного времени (UT1), которое представляет собой среднее солнечное время, которое фактически наблюдалось бы при 0°. долгота.
Первая секунда минуты . , обозначаемая секундой 00, начинается с периода 500 мс с выключенной несущей и служит отметкой минуты
Остальные 59 (или, в исключительных случаях, 60 или 58) секунд минуты всегда начинаются как минимум с 100 мс «выключено», за которыми следуют два бита данных по 100 мс каждый и заканчиваются как минимум с 700 мс несущей.
- Бит А передается через 100–200 мс после второго
- Бит B передается через 200–300 мс после второго
Сигнализация битов отрицательной полярности
Carrier ONпредставляет битовое значение 0.Carrier OFFпредставляет битовое значение 1.
Если каждая секунда рассматривается как десять отрезков по 100 мс, минутный маркер передается как 1111100000, а все остальные секунды передаются как 1AB0000000.
Хотя в секунду передаются два бита данных, временной код обладает тем свойством, что только один из них является переменным; ненулевые биты B передаются только тогда, когда соответствующий бит A имеет фиксированное значение.
Секунды 01–16 несут информацию за текущую минуту о разнице (DUT1) между атомным и астрономическим временем, а оставшиеся секунды передают код времени и даты.
Информация о коде времени и даты начинается за 43 секунды до соответствующего минутного маркера (17-я секунда предыдущей минуты, при отсутствии дополнительных секунд ) и всегда указывается в соответствии с гражданским временем Великобритании, то есть UTC зимой и UTC+1h. когда летнее время действует .
| Кусочек | А | Б | Значение | Кусочек | А | Б | Значение | Кусочек | А | Б | Значение | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 00 | 1 | 1 | Минутная отметка | 20 | 10 | 0 | Год (00–99) | 40 | 10 | 0 | Час (00–23) | |||
| 01 | 0 | +0.1 | ДУТ1 (0.1–0.8) Унарное кодирование , бит установлен, если DUT1 ≥ Вес | 21 | 8 | 0 | 41 | 8 | 0 | |||||
| 02 | 0 | +0.2 | 22 | 4 | 0 | 42 | 4 | 0 | ||||||
| 03 | 0 | +0.3 | 23 | 2 | 0 | 43 | 2 | 0 | ||||||
| 04 | 0 | +0.4 | 24 | 1 | 0 | 44 | 1 | 0 | ||||||
| 05 | 0 | +0.5 | 25 | 10 | 0 | Месяц (01–12) | 45 | 40 | 0 | минута (00–59) | ||||
| 06 | 0 | +0.6 | 26 | 8 | 0 | 46 | 20 | 0 | ||||||
| 07 | 0 | +0.7 | 27 | 4 | 0 | 47 | 10 | 0 | ||||||
| 08 | 0 | +0.8 | 28 | 2 | 0 | 48 | 8 | 0 | ||||||
| 09 | 0 | −0.1 | ДУТ1 (−0.1–−0.8) унарное кодирование, бит установлен, если DUT1 ≤ Вес | 29 | 1 | 0 | 49 | 4 | 0 | |||||
| 10 | 0 | −0.2 | 30 | 20 | 0 | День месяца (01–31) | 50 | 2 | 0 | |||||
| 11 | 0 | −0.3 | 31 | 10 | 0 | 51 | 1 | 0 | ||||||
| 12 | 0 | −0.4 | 32 | 8 | 0 | 52 | 0 | 0 | Маркер минут 01111110 | |||||
| 13 | 0 | −0.5 | 33 | 4 | 0 | 53 | 1 | СТВ | Предупреждение о летнем времени. | |||||
| 14 | 0 | −0.6 | 34 | 2 | 0 | 54 | 1 | П1 | Год (17А–24А) | Странный паритет над | ||||
| 15 | 0 | −0.7 | 35 | 1 | 0 | 55 | 1 | П2 | День (25А–35А) | |||||
| 16 | 0 | −0.8 | 36 | 4 | 0 | День недели Воскресенье=0 Суббота=6 | 56 | 1 | П3 | ДОУ (36А–38А) | ||||
| 17 | 80 | 0 | Год (00–99) | 37 | 2 | 0 | 57 | 1 | П4 | Время (39А–51А) | ||||
| 18 | 40 | 0 | 38 | 1 | 0 | 58 | 1 | СТ | Летнее время в силе. | |||||
| 19 | 20 | 0 | 39 | 20 | 0 | Час (00–23) | 59 | 0 | 0 | Не используется, всегда 0. | ||||
Последовательные биты от 01B до 08B устанавливаются в 1, что указывает на положительные значения DUT1 от +0,1 с до +0,8 с. Например, бит 05B устанавливается, если DUT1 ≥ 0,5 с. Последовательные биты от 09B до 16B устанавливаются в 1, чтобы указать отрицательные значения DUT1 от –0,1 с до –0,8 с. Например, бит 11B устанавливается, если DUT1 ≤ −0,3 с.
В случае дополнительной секунды между секундами 16 и 17 вставляется нулевой бит. [17] В случае отрицательной дополнительной секунды вторая 16-я будет удалена. Поскольку отрицательные дополнительные секунды могут возникать только тогда, когда DUT1 положителен, биты с 9B по 16B будут равны нулю.
Биты 17A–51A кодируют время следующей минуты в двоично-десятичном формате , начиная со старшего бита. Начиная с бита 17А идут 4 бита десятков лет, 4 бита лет, 1 бит десятков месяцев, 4 бита месяцев, 2 бита десятков дней, 4 бита дней, 3 бита дня недели (0= воскресенье), 2 бита десятков часов, 4 бита часов, 3 бита десятков минут и 4 бита минут.
Биты 52A–59A обеспечивают еще один способ определения минутных границ. Эта последовательность 01111110 никогда не появляется где-либо еще в битах А; из-за кодирования BCD не более пяти последовательных битов 1 могут появляться в другом месте битов A (биты 27A–31A, 30 или 31 июля, или биты 33A–37A, если день, заканчивающийся на 7, приходится на субботу). Таким образом, эти шесть последовательных битов 1 однозначно идентифицируют конец минуты.
Биты 54B–57B обеспечивают нечетную четность во временном коде. 4 бита четности охватывают годы (8 бит), месяцы и дни (11 бит), день недели (3 бита) и время суток (13 бит) соответственно.
Бит 58B указывает, что время трансляции — летнее время. Бит 53B предупреждает о том, что бит летнего времени скоро изменится. Он устанавливается на 61 минуту подряд, начинаясь за 1 час 7 секунд до изменения и заканчивая за 7 секунд до изменения, за 5 секунд до первого измененного бита 58В, который сам передается за 2 секунды (точнее 1,7–1,8 секунды). ) до момента изменения времени.
Недостатки текущего формата сигнала
[ редактировать ]MSF не передает никаких явных заблаговременных предупреждений о предстоящих високосных секундах , которые происходят в среднем реже одного раза в год. [3] Единственным признаком является изменение количества битов заполнения перед временным кодом в течение минуты перед дополнительной секундой. Следовательно, если объявление о дополнительной секунде не будет заранее введено в приемник вручную, может пройти некоторое время, пока автономный приемник MSF восстановит синхронизацию с UTC после дополнительной секунды (особенно если прием не является устойчивым во время дополнительной секунды). ).
Сигнал времени предупреждает об изменении летнего времени только за 1 час. [17]
Отключения
[ редактировать ]MSF обычно вещает непрерывно, но иногда его отключают для планового или внепланового технического обслуживания. Веб-сайт Time from NPL сообщает о предстоящих плановых отключениях по обслуживанию, а также информацию о внеплановых отключениях. [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и «Метрология времени НПЛ» . Национальная физическая лаборатория, Великобритания. Архивировано из оригинала 27 июня 2013 года . Проверено 8 февраля 2012 года .
- ^ «MSF Время из НПЛ» (PDF) . Национальная физическая лаборатория, Великобритания. Архивировано из оригинала 31 октября 2007 года . Проверено 6 апреля 2007 г.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Томас, Роджер (июль 2014 г.). «Врачи без границ и НПЛ». Радиопользователь . Борнмут, Великобритания: PW Publishing Ltd: 47–49. ISSN 1748-8117 .
- ^ «Что такое НПЛ?» . Национальная физическая лаборатория . Архивировано из оригинала 26 июня 2015 года . Проверено 9 октября 2017 г.
- ^ Герд Клавиттер (1980). Список станций сигналов времени (9-е изд.). стр. 30–31.
- ^ Перейти обратно: а б с д и «NPL T&F: часто задаваемые вопросы» . Национальная физическая лаборатория, Великобритания. Архивировано из оригинала 6 июня 2009 года . Проверено 23 января 2008 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы о времени NPL» . НПЛ. Архивировано из оригинала 22 апреля 2014 года . Проверено 20 января 2014 г.
- ^ Келли Ив (28 февраля 2007 г.). «Время начинается в деревне Анторн» . Новости и звезда . Карлайл. Архивировано из оригинала 10 августа 2007 года . Проверено 28 февраля 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Радиосигнал времени MSF» . Национальная физическая лаборатория . Архивировано из оригинала 5 июля 2019 г. Проверено 1 мая 2022 г. Общая и техническая информация, советы по проблемам приема, а также актуальная информация о перебоях сигнала и плановом техническом обслуживании.
- ^ Паллаб Гош (10 мая 2006 г.). «Времена меняются для радиосигнала» . Новости BBC онлайн . Архивировано из оригинала 2 января 2007 года . Проверено 28 марта 2007 г.
- ^ «Изменение времени знаменует конец эпохи» . Новости BBC онлайн . 25 марта 2007 г. Архивировано из оригинала 27 марта 2007 г. Проверено 28 марта 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Время сдвинулось» . Национальная физическая лаборатория, Великобритания. Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года . Проверено 6 апреля 2007 г.
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ «Часы Rugby на базе ARM + FPGA» . Компьютерная лаборатория Кембриджского университета. Архивировано из оригинала 2 июня 2007 года . Проверено 6 апреля 2007 г.
- ^ «Официальная история радиостанции регби» . Архивировано из оригинала 14 декабря 2004 г. Проверено 5 января 2005 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы по NPL «Что такое MSF » ? Архивировано из оригинала 22 апреля 2014 г. Проверено 20 января 2014 г.
- ^ Национальная физическая лаборатория (25 марта 2010 г.). «Что такое быстрый код MSF? (FAQ-Time)» . Архивировано из оригинала 22 сентября 2018 года . Проверено 22 сентября 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Код времени и даты MSF 60 кГц» (PDF) . Службы времени и частоты NPL . Национальная физическая лаборатория. Июль 2007 г. TAF001v06. Архивировано (PDF) из оригинала 28 июля 2008 года . Проверено 26 мая 2008 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальная история радиостанции регби
- История радио регби, М. Джонстон, 1976 г. История с 1910 г.
- Пресс-релиз о переезде MSF в Анторн
- Национальная физическая лаборатория – информационный буклет о переезде
- Национальная физическая лаборатория – Радиовременной сигнал MSF
- Национальная физическая лаборатория – Отказы в работе MSF
