Введение

Радиостанция правительства США WWV — это коротковолновая ("высокочастотная" или HF) радиостанция, расположенная недалеко от Форт-Коллинса, штат Колорадо. Она передает непрерывный точный сигнал времени с 1945 года и реализует государственные стандарты частоты Соединенных Штатов, используя передатчики, работающие на частотах 2,5, 5, 10, 15 и 20 МГц. WWV управляется Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) под надзором его Отдела времени и частоты, входящего в состав Лаборатории физических измерений NIST, расположенной в Гайтерсбурге, штат Мэриленд. WWV была основана в 1919 году Бюро стандартов в Вашингтоне, округ Колумбия, что делает ее одной из старейших непрерывно работающих радиостанций в Соединенных Штатах. NIST отметил столетие WWV 1 октября 2019 года. В 1931 году станция переехала в первый из трех пригородов Мэриленда, а в 1966 году – к месту расположения недалеко от Форт-Коллинса. WWV совместно использует это место с длинноволновой (также известной как "низкочастотной" или LF) станцией WWVB, которая передает несущую и код времени (без голосовых сообщений) на частоте 60 кГц. NIST также управляет коротковолновой станцией WWVH на острове Кауаи, Гавайи. WWV и WWVH объявляют точное время каждую минуту по Всемирному координированному времени и делают другие записанные объявления общего интереса каждый час, включая информацию о состоянии спутниковой группировки системы глобального позиционирования (GPS). Поскольку обе станции одновременно передают на одних и тех же частотах, WWV использует мужской голос, чтобы отличиться от WWVH, использующей женский голос.

Служба

С 1945 года WWV распространяет "официальное время США", предоставляемое государственными учреждениями NIST и Морской обсерваторией Соединенных Штатов (USNO), для обеспечения единого времени на всей территории Соединенных Штатов и во всем мире. WWV оказывает общественную услугу, делая информацию о времени свободно доступной круглосуточно. Временные сигналы, генерируемые WWV, позволяют часам с радиосинхронизацией и наручным часам автоматически поддерживать точное время без необходимости ручной корректировки. Эти сигналы используются в коммерческих и государственных организациях, где точное время играет важную роль в повседневной работе, включая судоходство, транспорт, технологии, научные исследования, образование, военное дело, общественную безопасность и телекоммуникации. Особенно важны эти сигналы для вещания – как коммерческого, государственного, так и частного, например, для радиолюбителей, которые используют передачи станции для проверки своего оборудования.

Система передачи

WWV антенные координаты (WGS84) 2,5 МГц 5 МГц 10 МГц 15 МГц 20 МГц 25 МГц

WWV осуществляет вещание через шесть передатчиков, каждый из которых работает на определенной частоте. Передающие частоты и временные сигналы WWV, WWVB и WWVH, а также четыре атомных (цезиевых) стандарта времени, от которых эти сигналы выводятся, поддерживаются Отделом времени и частоты NIST, расположенным в городе Боулдер, штат Колорадо. Точность времени вещания составляет не более 100 наносекунд от UTC и 20 наносекунд от национального стандарта времени. Каждый передатчик оснащен выделенной антенной, высота которой соответствует половине длины волны, и имеет всенаправленную диаграмму излучения. Верхняя половина каждой антенной мачты содержит излучающий элемент, равный четверти длины волны, а нижняя половина использует девять растяжек, прикрепленных к середине мачты и наклоненных к земле под углом один к одному, с длиной, кратной длине волны, в качестве дополнительных излучающих элементов.

Телефонная служба

Доступ к временному сигналу WWV можно получить по телефону, позвонив по номеру +1 (303) 499-7111 (WWV). Продолжительность телефонных звонков ограничена 2 минутами, а задержка сигнала составляет в среднем 30 миллисекунд из-за времени прохождения сигнала по телефонной сети.

Учреждение

Самая ранняя официальная запись о существовании WWV содержится в выпуске Бюллетеня радиослужбы Министерства торговли от 1 октября 1919 года, где она указана как новая "экспериментальная станция", закреплённая за Бюро стандартов в Вашингтоне, округ Колумбия, с произвольно присвоенными позывными WWV. Однако ранее поступали сообщения о радиодемонстрациях, проводимых Бюро, начиная с февраля предыдущего года. К маю 1920 года Радиолаборатория Бюро проводила еженедельные пятничные концерты с 8:30 до 11:00, осуществляя передачу на частоте 600 кГц. В том же месяце Бюро продемонстрировало портативный радиоприёмник, названный "портафоном", который, как утверждалось, мог принимать радиопрограммы на расстоянии до 24 км. Однако станция продолжала время от времени вести передачи, и в январе 1921 года был объявлен новый рекорд дальности, когда слушатель из Чаттануги, штат Теннесси, сообщил о приёме "джазовых волн, вырывающихся из Бюро стандартов". 15 декабря 1920 года WWV начала транслировать "Ежедневные радио-маркетграммы" объёмом 500 слов, подготовленные Бюро рынков США, кодом Морзе на частоте 750 кГц, которые, по сообщениям, можно было слышать на расстоянии до 322 км от Вашингтона. Однако 15 апреля 1921 года ответственность за подготовку отчётов была передана четырём станциям, управляемым Почтовым ведомством, включая станцию WWX в Вашингтоне, округ Колумбия.

Стандартные частоты передачи

В конце 1922 года назначение WWV было изменено на передачу сигналов стандартных частот. Эти сигналы были важной помощью для радиовещания и любительских станций, поскольку ограничения их оборудования в то время затрудняли поддержание работы на назначенных частотах. Испытания начались 29 января 1923 года. Регулярное вещание началось 6 марта 1923 года и состояло из семи передающих частот в диапазоне от 550 до кГц (длины волн от 545 до 200 метров). Точность частот составляла "лучше, чем три десятых процента". Первоначально передатчик переключался с одной частоты на другую вручную с помощью волномера. Первые кварцевые резонаторы (стабилизирующие частотные генераторы) были изобретены в середине 1920-х годов и значительно повысили точность частотных передач WWV. 1 декабря 1966 года WWV переехал в район Форт-Коллинс, что обеспечило улучшение приема сигнала по всей континентальной части Соединенных Штатов. WWVB начал вещание в этом районе за три года до этого. В апреле 1967 года WWV перестал использовать местное время передатчика (восточное время до 1966 года и горное время после) и перешел на Гринвичское среднее время (GMT). В 1974 году станция перешла на Координированное всемирное время (UTC). Голосом WWV до 13 августа 1991 года был профессиональный диктор Дон Эллиот Хейлд, после чего изменения в оборудовании потребовали перезаписи голоса другого профессионального диктора, Джона Дойла, но вскоре вещание перешло на голос Ли Роджерса, ведущего утреннего эфира KSFO. С тех пор голос Джона Дойла вернулся в эфир. В бюджетном запросе NIST на 2019 финансовый год было рекомендовано прекратить финансирование и ликвидировать станции WWV, WWVB и WWVH. Однако в окончательном бюджете NIST на 2019 год финансирование для этих трех станций было сохранено.

WWV и Sputnik

Сигнал WWV на частоте 20 МГц был использован в 1958 году для уникальной цели: отслеживания разрушения советского спутника «Спутник-1» после отказа его бортовой электроники. Джон Д. Краус, профессор Университета штата Огайо, знал, что метеор, входя в верхние слои атмосферы, оставляет за собой небольшое количество ионизированного воздуха. Этот воздух отражает радиосигнал обратно на Землю, усиливая его на поверхности на несколько секунд. Этот эффект известен как метеорное рассеяние. Краус предположил, что остатки «Спутника» проявят тот же эффект, но в большем масштабе. Его предсказание подтвердилось: сигнал WWV был заметно усилен в течение времени, превышающего минуту. Усиление пришло с направления и в то время суток, которые соответствовали прогнозам траекторий последних орбит «Спутника». Используя эти данные, Краус смог составить полную хронологию разрушения «Спутника». В частности, он обнаружил, что спутники не падают как единое целое, а космический аппарат распадается на отдельные компоненты по мере приближения к Земле.