Funkuhr Sender

mw-headline" id="General_to_time_signals">Allgemeine Informationen über Zeitsignale Quellcode bearbeiten]>

In diesem Beitrag geht es um Zeitsignale, die über Funk übertragen werden; weitere Bedeutung unter Zeitsignale. Ein Zeitzeichengeber ist ein spezieller Sender, der die jeweils aktuelle Zeit als Informationen in maschinenlesbarer (digitaler) Ausführung überträgt. Dieses kann mit entsprechenden Taktsystemen oder Empfangsgeräten aufgenommen werden, so dass eine sichere und automatisierte Verstellung der Empfangsfunkuhren erlangt wird.

Ein Zeitservice und sein Zeitzeichengeber kann je nach Anforderung nur während bestimmter Betriebsstunden - wie dem russischen Beta-System - oder 24h am Tag - wie dem deutschen Langwelle-Sender DCCF77 oder dem französischen Sender Allouis - in Funktion sein. Für Servicezwecke gibt es regelmäßig Kurzaufenthalte. Bei den meisten Zeitdiensten wird eine kontinuierliche Serie von "zweiten Punkten" gesendet, die eine Minuten-Kennung auf der zweiten 0 (oder 59) haben.

Bei manchen Diensten (z.B. in Russland) werden zusätzlich zu den sekundären Punkten Zehntelsekunden gesendet. In der Regel kodieren die Sender weitere Daten wie z. B. Uhrzeit, Datum, Wochentag oder die Uhrzeitkorrektur dUT1 aufgrund einer unregelmäßigen Erddrehung. Heutige Signale haben eine sehr gute Messgenauigkeit von bis zu einer Nanosekunde (Milliardstel Sekunde). Jedoch kann diese Präzision nur genutzt werden, wenn die Übertragungszeit des Radiosignals vom Sender zum Receiver mitberücksichtigt wird - also etwa 1 ms (0,001 s) pro 300 Kilometer Entfernung.

Aufgrund ihrer großen Entfernung werden Zeitsignale in der Regel im Lang-, Mittel- oder Kurzwellenbereich übertragen. Früher wurden die Zeitangaben für die Navigation von LORAN-Sendern übertragen, die nun durch die modernen Navigations-Satelliten - vor allem GPS, GLONASS und das daraus resultierende Galileo-System - abgelöst werden. Besonders in der prädigitalen Zeit (bis in die 70er Jahre) wurden auch die Frequenzen einiger Radiostationen als Frequenzstandards bewertet.

So übertrugen die Sender ein ganz gewöhnliches Funkprogramm, und der Empfänger hat sich einfach auf diese Taktfrequenz synchronisiert, und die Schwingungszählung musste dann vor Ort selbst durchgeführt werden. Im Radiodatensystem von UKW-Radiosendern (als Begleitinformationen zum regulären Radioprogramm) sowie in den Videotext- und EPG-Daten von Fernsehstationen stehen weitere elektronische Auswertungsquellen für die Zeitinformation zur Verfügung.

Das GPS-Signal enthält auch Zeitangaben, s. GPS-Zeit. Handys können über das Mobilnetz Informationen über die Zeit erhalten und ausgeben. Zeitsignalsender, amtliche Kennzeichnung Standardfrequenz- und Zeitsignalfunkstationen, betreiben in der Regel Frequenzen, die in der Regel weltweit abgestimmt und abgesichert sind. Das Spektrum der Funkstationen der Zeitservices reicht von ca. 25 bis 30 Megahertz, d.h. Lang-, Mittel- und Kurzwelle.

Bei einem Zeitsignaldienst ist es nicht zwingend notwendig, einen eigenen Sender zu betreiben; die entsprechenden Daten können auch über konventionelle Radiostationen im Lang-, Mittel- oder Kurzwellebereich mit AMDS ausgelesen werden. Diese Option wird von einem französischen Zeitsignaldienst mit dem France Inter Langwelle-Sender in Allouis (Sendefrequenz: 162 kHz) genutzt.

Ähnliche Dienste werden auch von Österreichs Ö1 (VHF) und einem italienischen Zeitsignaldienst auf dem Mailänder Mittelwelle-Sender (Sendefrequenz: 900 kHz) angeboten. Darüber hinaus können die Signale vieler Navigationssysteme wie LORAN-C und GPS zur Zeitinformation herangezogen werden. Sämtliche wichtige Zeitzeichendienste sind mit der höchsten Genauigkeit miteinander verbunden, so dass sie global (mit Ausnahme der Signallaufzeit) im Nanosekundenbereich liegen - vgl. die Uhrzeitsysteme UTC ("Weltzeit"), TAI, TD und die Koordinierung durch den International Earth Rotation Service IERS.

Dadurch ist auch auf der Anwenderseite eine große Messgenauigkeit gewährleistet: Elektronisch sind Präzisionen von bis zu einer Nanosekunde keine Seltenheit; die in der Vermessung eingesetzten GPS-Empfänger enthalten bereits heute Anlagen zur Analyse der Zeit von min. 0,1 ns (10-10 Sekunden), was bei einer Geschwindigkeit von 299792 km/s nur 3 cm beträgt.

Klassische Zeitzeichengeber sind in der Regel mit präzisen Funkuhren verbunden, die durch besondere Maßnahmen kontinuierlich mit denen der anderen Zeitgeber abgeglichen werden. Viele Sender wurden bis in die 1950er Jahre durch die Messung von Sternpassagen astrometrisch angesteuert und bis etwa 1975 mit dieser Technologie angesteuert. Seitdem wurden so präzise atomare Uhren hergestellt, dass die Präzision der Astrophysik (? 0,0005 Sekunden) nicht mehr ausreicht.

Das bedeutet, dass das globale System - die "Atomzeit" TA (Temps Atomique) - kontinuierlich mit einer Genauigkeit von zumindest einer Nanosekunde abläuft. In den USA übertragen die von der Firma Namibia eingesetzten Zeitzeichengeber WWV, WWVB und WWVH ihr Zeitsignal im IRIG H-Standard. Frequenznormen, die eine hochpräzise Schwingfrequenz liefern, dienen als Eingangsstufe der Zeitzeichengeber.

Zum einen werden Funksender mit ihrer Trägerschwingung, z.B. ein langwelliger Sender mit genau 150 Kilohertz, als Zeitstandard verwendet, zum anderen wird auch das Energienetz mit seinen 50 oder 60 Kilohertz verwendet. Von etwa 1908 bis zum Ausbruch des Ersten Weltkriegs gab es international Bemühungen um ein einheitliches Zeitsignal. Seit 1912 ist die kabellose Längenbestimmung der deutschen Küstenfunkstation in Duala (Kamerun) für Grenzkontrollen in Afrika bekannt.

Im Jahre 1907 wurde das erste telegrafische Zeitsignal von der Signalstation in Halifax ausgestrahlt. Erster deutscher Radiosender mit Zeitsignal war der Küstenradiosender Norddeich, der 1910 seine Arbeit aufnahm. Zwei GMT-Zeitsignale wurden ab 1910 jeden Tag übertragen. Bei den Triggeruhren in Hamburg gab es ein so präzises Zeichen, dass die Tageskorrektur durch die astronomischen Feinuhren nur wenige Hundertstelsekunden dauerte.

Für das Signal der Firma Nürnberger wurden Empfangsgeräte verkauft, die auf 3100 Meter festgelegt waren. Überall in Eurasien sind einige Kurzwellensender auch mit einer Frequenz um 5, 10 und 15 Megahertz verfügbar (Signale in der Regel in 0,1-s-Schritten). In der Regel handelt es sich um kontinuierliche "zweite Punkte", die akustische Genauigkeit von bis zu einigen wenigen Millisekunden erlauben, auf elektronischem Wege bis zu etwa einer Mikrosekunde.

In unmittelbarer Nähe befanden sich frühere Stationen: