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低頻時碼授時技術與中國電波鐘表發展歷程簡介

低頻時碼授時技術與中國電波鐘表發展歷程簡介

 

隨著科學技術的發展,現代人可以通過鐘表、廣播、電視、網絡等設備獲取時間信息,但這些設備都要依賴于更精準的時間源為其授時。長波授時、短波授時和衛星授時就是現代最主要的三大授時手段。

長波授時(長波是指在30KHz―300KHz的頻率波段)是使用無線信號發播的方式進行時間信息傳遞的手段之一,最初應用于軍事用途,二戰結束后,長波授時逐步應用于民用領域。而低頻時碼授時技術正是在長波授時技術基礎上發展起來的一種方式,它具有傳輸距離遠(可采用天波和地波兩種模式傳播),抗干擾能力強,傳輸信號穩定,信號精度高(可達微秒級)等優點。另一方面,低頻時碼信號的終端接收設備制造簡單,成本低廉,適于民用。德國是世界上較早研究這一技術的國家之一,并在上世紀80年代研發出了可接收低頻時碼信號的電波鐘表產品。

電波鐘表是在石英鐘表的基礎上發展而來的,卻與石英鐘表有著本質上的區別。它除了保留石英鐘表的基本結構外,還內置了信號接收天線、接收IC、中央處理器CPU和時間校正結構。電波鐘表不再是簡單、孤立存在的機電產品,而是擁有兩個時間基準,能夠實現信息無線接收,自動校準時間,達到所有鐘表走時同步的產品,實現了人類發明創造計時儀器的終極夢想,是鐘表業繼機械鐘表、石英鐘表之后的又一個革命性的產品。

低頻時碼授時技術及應用在我國走過了一個坎坷的發展歷程。國家授時中心從上世紀90年代初開始跟蹤并研究低頻時碼授時技術,為推進我國低頻時碼授時技術的研究和應用,國家授時中心探索了一條院企合作進行科學研究和成果應用之路。從1999年起,授時中心與西安高華科技有限公司(前身是西安高華電氣實業有限公司)進行著長達十余年的BPC低頻時碼技術在鐘表產品上的應用合作,雙方都為此投入了大量的人力和財力,歷盡艱辛和坎坷。

2000年國家授時中心與西安高華科技有限公司合作,成功研發出我國自有知識產權的BPC碼(中國低頻時碼)并在蒲城試驗臺以68.5KHz的頻率試驗性發播了BPC碼信號。2002年3月1日,授時中心正式開始了每日兩個固定時段共計6.5小時的BPC碼授時信號的試發播。BPC碼信號的發播使我國成為繼德國(DCF碼)、日本(JJY碼)、英國(MSF碼)、美國(WWVB碼)之后,第五個掌握了低頻時碼發播技術并成功實際應用的國家。

在此期間,授時中心和高華公司曾多次上書國家相關部門,希望國家投資建設BPC授時系統基礎設施。中國鐘表協會也曾聯合香港鐘表業總會、香港表廠商會、臺灣鐘表同業公會聯名上書國家相關部門,力促國家投資,但這一良好愿望沒有變為現實。

不建設BPC授時基礎設施,我國電波鐘表事業是沒有條件發展的。在這種情況下,為使我國鐘表行業不錯過電波鐘表發展的良機,國家授時中心再度與西安高華科技有限公司合作。2007年,在河南商丘建設了“BPC低頻時碼發播臺”,該發播臺發射功率為100KW,頻率68.5KHz,塔高249M,日發播時間為21小時。BPC碼地波信號覆蓋半徑為1000KM,天波信號覆蓋半徑可達3000KM,較好的覆蓋了我國絕大部分人口區域和行政區域。BPC低頻時碼發播系統的成功建設為我國鐘表行業創造了電波鐘表事業的發展平臺,推動了我國鐘表行業的科技進步,中國企業開始有機會開發、生產、銷售中國碼電波鐘表產品,中國消費者也開始有機會消費中國碼的電波鐘表。這是授時中心和高華公司為我國鐘表行業發展所作出的重大貢獻,是做了一件利國利民利行業的大好事!2002年4月,高華公司研制的BPC碼數字式電波鐘開始上市銷售,這是中國碼電波鐘第一次大批量面市。2002年10月,高華公司又研制出了BPC碼指針式電波手表,這是我國首次推出中國制式的指針電波手表。此后,高華又與行業內多家鐘表企業合作,先后開發出BPC碼的跳秒指針電波鐘、掃秒式指針電波鐘、LCD電波鐘、LED電波鐘、LCD式電波表等一系列電波鐘表產品。2008年,高華科技公司研發的J1101指針式電波手表機芯獲得科技部國家重點新產品獎。2010年,高華科技公司又推出了我國第一個指針式雙電機10年超長動力萬年歷電波表心——VICIS 5201。

由于電波鐘表不僅具有了機械鐘表、石英鐘表的所有計時優點,而且還能實現自動接收信號,自動消除累計誤差,自動校時等功能,彌補了機械鐘表、石英鐘表在計時方面的缺陷。此外,國內外電波鐘表的發展都證明,電波鐘表技術一直在不斷發展和成熟,一些基本功能的產品已經可以實現大批量、低成本的生產,而高科技的電波鐘表已經能使電波鐘表演變成近乎完美的計時商品,電波鐘表發展前景之廣闊是不言而喻的。

 

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