電波鐘，為高考掐時(shí)間

蘇伊十

6月又迎來(lái)2019年度高考，為了實(shí)現(xiàn)高考的公平公正，所有考場(chǎng)的掛鐘必須同步顯示標(biāo)準(zhǔn)北京時(shí)間。然而天南地北的考場(chǎng)相隔數(shù)千里，同時(shí)校準(zhǔn)各地時(shí)鐘，是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？這靠的就是電波鐘。它可以每天自己“對(duì)表”，毫秒不差地按照北京時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。那么，什么是電波鐘，它為什么這么準(zhǔn)呢？

電波鐘表是在石英電子鐘表內(nèi)增加了接收無(wú)線電長(zhǎng)波信號(hào)、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)校正的功能結(jié)構(gòu)，從而可以接收地面發(fā)射站以長(zhǎng)波發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。每只電波鐘表在接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理器處理，即可自動(dòng)校正石英電子鐘表的走時(shí)誤差，使每只電波鐘的走時(shí)都受統(tǒng)一精確的時(shí)碼控制，從而實(shí)現(xiàn)了所有電波鐘高精度的計(jì)量時(shí)間和顯示時(shí)間的一致性。

我們使用的北京時(shí)間，是以北京所在東八區(qū)的中央經(jīng)線，也就是東經(jīng)120度線的當(dāng)?shù)貢r(shí)間為基準(zhǔn)的。北京時(shí)間的確定和發(fā)播，則是由中科院國(guó)家授時(shí)中心利用20多臺(tái)原子鐘的組團(tuán)測(cè)量計(jì)算，加之通過(guò)衛(wèi)星與世界各大時(shí)間實(shí)驗(yàn)室定期比對(duì)的，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度非常高，幾百萬(wàn)年的累積誤差可以控制在1秒之內(nèi)。

建立并保持高標(biāo)準(zhǔn)的北京時(shí)間，還要把時(shí)間信息及時(shí)發(fā)播給用戶，這個(gè)任務(wù)是由授時(shí)系統(tǒng)來(lái)承擔(dān)的?，F(xiàn)代授時(shí)系統(tǒng)的傳送手段十分完備，從“老土”的廣播、電話語(yǔ)音播報(bào)，到高大上的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)有盡有。把時(shí)間信息編碼并利用無(wú)線電波發(fā)播，具備技術(shù)成熟、接收方便、傳輸距離遠(yuǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，一直是各國(guó)最主流的授時(shí)手段之一。

低頻時(shí)碼授時(shí)技術(shù)采用長(zhǎng)波作為信息載體，發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)以地波和天波的方式傳播。由于覆蓋范圍可以遠(yuǎn)至數(shù)千公里，接收設(shè)備可以做得十分簡(jiǎn)單廉價(jià)，低頻時(shí)碼授時(shí)技術(shù)特別適合為社會(huì)公眾提供授時(shí)服務(wù)。迄今為止，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本和中國(guó)都建成了低頻時(shí)碼授時(shí)臺(tái)，其中日本還在福島和福岡各建了一座授時(shí)臺(tái)。

低頻時(shí)碼授時(shí)技術(shù)采用長(zhǎng)波作為信息載體，發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)以地波和天波的方式傳播。

上世紀(jì)50年代末，德國(guó)就在法蘭克福建臺(tái)，發(fā)射頻率為77.5千赫的長(zhǎng)波時(shí)間信號(hào)。除法蘭克福外，德國(guó)和法國(guó)又各建一個(gè)長(zhǎng)波發(fā)射臺(tái)，發(fā)播信號(hào)已可覆蓋全歐洲，這為整個(gè)歐洲提高時(shí)間計(jì)量精度和時(shí)間顯示的統(tǒng)一創(chuàng)造了先決條件。一些發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、瑞士和日本等已先后建立了自己的發(fā)射臺(tái)，而美國(guó)和日本最近更是將發(fā)射臺(tái)的發(fā)射功率提高了幾倍。

在一天中，電波鐘能多次接收來(lái)自授時(shí)臺(tái)的無(wú)線電波，解碼其中的年月日、時(shí)分秒等時(shí)間信息，無(wú)需人工干預(yù)自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)間。在接收下一次授時(shí)信號(hào)之前，電波鐘會(huì)像普通石英鐘那樣自己走時(shí)。由于可以時(shí)時(shí)修正誤差，正常工作的電波鐘，其走時(shí)與北京時(shí)間的差異可以控制在毫秒級(jí)，可以說(shuō)是非常精準(zhǔn)了。

電波鐘表是繼石英電子鐘表之后的新一代高科技產(chǎn)品，它的出現(xiàn)開(kāi)拓了時(shí)間計(jì)量的新里程，使精密時(shí)間的簡(jiǎn)便自動(dòng)接收、進(jìn)入尋常百姓家成為可能，從而將對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。