长波授时塔，通过发射稳定的长波信号，精确到微秒级地向千里之外的接收设备传递国家标准时间，为航天、国防、科研和日常生活提供着时间的基准和保障。今天咱们就来看看谁家的时间更准。
说起法国的长波授时，不得不提那座几乎与巴黎天际线融为一体的埃菲尔铁塔。
1889年巴黎世博会，作为展览的一部分，按计划，埃菲尔铁塔本该在博览会结束的20年后就要拆除。
可埃菲尔铁塔的设计者古斯塔夫·埃菲尔可不愿意让自己的得意之作说没就没。
他给这座铁塔，换了一个新身份——无线电发射站。
1898年11月5日，欧仁·杜克雷特成功地从埃菲尔铁塔发出了第一个无线电信号，信号传到了4公里外的先贤祠，证明了埃菲尔铁塔作为无线电发射站的巨大潜力。
埃菲尔铁塔
还真实瞌睡了送枕头，这个千载难逢的机会，埃菲尔可不会放过。
1908年，他把铁塔提供给军方，用以安装无线电天线。
次年，一个永久性无线电站在铁塔下方建成，埃菲尔因此获得了将特许权延长的批准。
1910年5月23日，铁塔正式开始了长波授时广播服务。
授时信号以附近巴黎天文台的时钟为参考，每天发送两次。
埃菲尔铁塔顶部有120根天线
值得一提的是，在一战期间，埃菲尔铁塔曾被当作军事电信中心，截获敌方的无线电通信。
如今的法国长波授时系统ALS162，正是从埃菲尔铁塔的早期实验发展而来。
它在162千赫兹的频率上发送标准时间信号，时间基准由法国国家计量实验室提供，广播由TéléDiffusion de France负责。
虽然发射功率从最初的2000千瓦，降到了现在的800千瓦，但是依然能够稳定地覆盖3500公里范围，几乎可以辐射整个西欧。
ALS162的350 米高天线
ALS162用的是相位调制技术，比德国DCF77的幅度调制更为复杂，但传输功率却是DCF77的16倍。
每周二上午8点到中午12点，系统会进行定期维护，这是唯一的中断时间。
ALS162的铯原子钟保证了信号精度超过1毫秒，这对于法国铁路、电力分配商Enedis、机场、医院等30万台依赖此信号的设备至关重要。
参考资料：
1、Inside Towers官网.《从摩尔斯电码到数字广播：埃菲尔铁塔又增加了一根天线》
2、美国国家标准与技术研究院时间和频率部门官网.《时间信号站 迈克尔·a·隆巴德著》
世界上第一台实用的铯钟
德国DCF77，工业强国的时间基石德国在长波授时技术领域算是先行者。
早在20世纪50年代末，他们就在法兰克福搭建起了长波授时中心。
为啥选长波呢？
因为长波的波长长，能绕过障碍物传播，覆盖范围自然就更广。
而且长波在传播过程中衰减小，信号也更稳定。
长波与短波通讯示意图
但长波也有短板，就是信息传输速率比较慢，不适合传大数据。
但授时嘛，只要传时间信息就够了。
这对于幅员不大的德国来说，用一个长波授时发射站就能覆盖全国。
其中最著名的就是DCF77长波授时塔了。
它由德国物理技术研究院负责管理，专门为欧洲地区，提供可靠的时间信号。
DCF77低频T 型天线
这个“77”所代表的，就是它的发射频率为77.5kHz。
这个频率特别稳，能保证授时信号的准确性。
DCF77的信号覆盖范围非常之广，几乎整个欧洲都能够接收到。
DCF77长波授时塔的结构也挺有意思。
主要就是一座大概200米高的发射塔，外加一些配套设施。
塔顶有一个巨型天线，是专门用来发射77.5kHz的授时信号的。
Mainflingen发射机使用独立的拉线格构桅杆来升高DCF77天线
这天线必须经得住各种恶劣天气的考验，确保信号的稳定和覆盖范围。
DCF77发出的信号，是一种特殊的编码信号，里面详细地记录着年、月、日、时、分、秒等诸多时间信息。
接收设备只要能正确地解码这些信号，就能够得到准确的时间。
现在市面上卖的那些电波钟，就是靠接收DCF77或者其他授时台的信号来自动对时的。
DCF77的精度最高能达到±2毫秒，与原子钟的时间几乎没有差别。
低成本 DCF77 接收器
当然啦，金无足赤，DCF77也不是十全十美。
长波这东西，容易受到天气、地形等因素的影响，导致接收不稳定。
尤其是在山区或者建筑物密集的地方，接收效果可能会打折扣。
还有就是DCF77的覆盖范围也有限。
虽然能覆盖欧洲大部分地区，但出了欧洲，接收效果就不行了。
所以，你要是在亚洲或者美洲用电波钟，就得选能接收其他授时台信号的，比如美国的WWVB，或者日本的JJY。
参考信息：
1、维基百科.《DCF77》
2、德国物理技术研究院官网.《专题：DCF77 50年的时间传播》
3、hopf Elektronik GmbH官网.《DCF77与GPS授时接收器的功能及精度比较》
DCF77的信号覆盖范围
中国敦煌，刷新精度极限上世纪六十年代，国家为了战略需要，就决定在西北大后方建了个短波授时台。
那时候，国际形势复杂，啥都得靠自己。
一批科学家和热血青年，从五湖四海跑到陕西蒲城，开始了代号“326工程”的艰苦创业。
那时候的条件，用一穷二白来形容都算客气了。
要技术没技术，要经验没经验，都是摸着石头过河。
老短波授时台旧址
几经波折终于把咱们的第一代专用授时系统给捣鼓出来了。
1970年，短波授时台竣工，信号覆盖半径达到3000公里，授时精度达到了1毫秒。
后来随着航天技术以及国防建设的突飞猛进，对时间精度的要求也变得更高了。
短波授时有点跟不上脚步，于是，长波授时台的建设就被提上了议事日程。
有了之前的经验打底，加上国家实力也上了一个台阶，长波授时台的建设相对来说顺利一些。
不过这仍然是个复杂又庞大的系统工程。
长波授时发射机房
长波授时台的建设，还要考虑到战略安全和抗打击能力。
主体建筑需建在地下40米处，深度可达四层楼之深，里面设有发射机系统、配电系统、通风系统与水循环冷却系统，总面积超6000平方米，通道纵横交错，仿若一个地下迷宫。
地面上的天线，四座倒锥形的铁塔，塔距400米，塔高206米，那叫一个壮观。
1986年，长波授时台终于建成，正式开始承担国家授时任务。
长波授时台旧址外景
它的建成，让咱们的陆基无线电授时精度从短波授时的毫秒级，提高到了微秒级。
1988年，长波授时系统还拿了国家科技进步奖一等奖。
现在，这个地下迷宫已经摇身一变，成了“坚守使命·为国授时”科学家精神教育基地，对外开放了，有机会可以去参观参观。
为了满足大家日益增长的用时需求，咱们国家还在不断升级授时系统。
敦煌授时台试播
这不，位于甘肃敦煌的高精度地基授时系统，已经在2023年9月开工建设了。
这个敦煌授时台，采用了增强型的罗兰授时技术，结合了现有的长波授时台站，实现长波授时信号的全国土覆盖。
通过差分技术，敦煌长波授时台实现了20纳秒的兆瓦级罗兰授时发播精度，比现在国际上最好的水平还要高出一大截。
参考信息：
1、维基百科.《BPM（时间服务）》
2、中国科学院国家授时中心.《设施》
