home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 4 / QRZ Ham Radio Callsign Database - Volume 4.iso / files / arrl / tis / wwvinfo.txt < prev    next >
Text File  |  1994-11-27  |  20KB  |  486 lines

  1.  
  2. Newsgroups: rec.radio.info
  3. Followup-To: rec.radio.amateur.misc
  4. From: gswanson@arrl.org (Glenn Swanson)
  5. Subject: WWV & WWVH, Detailed Info
  6. Organization: American Radio Relay League
  7. Date: Fri, 13 May 1994 16:45:33 GMT
  8. Message-ID: <1994May13.164533.18541@arrl.org>
  9. Lines: 502
  10. Approved: rec-radio-info@ve6mgs.ampr.ab.ca
  11.  
  12.           NBS TIME AND FREQUENCY DISSEMINATION SERVICES
  13.  
  14. Time and Frequency Division
  15. National Measurement Laboratory
  16. National Bureau of Standards
  17. Boulder, Colorado 80303
  18.  
  19. issued September 1979
  20.  
  21. FORWARD:  This publication presents a description of the time and
  22. frequency dissemination services of the National Bureau of
  23. Standards.  Those interested in information on the NBS atomic clock
  24. system, transmitting antennas, or discussion of technological
  25. applications of the dissemination services should refer to Section
  26. 9, OTHER PUBLICATIONS.
  27.  
  28.           This SPECIAL PUBLICATION 432 will be revised and reissued
  29. only as necessary to update information.
  30.  
  31.  
  32.                           INTRODUCTION
  33.  
  34.      The time and frequency community is a small community,
  35. generally unknown to the world at large, yet vitally important to
  36. many of the basic activities of everyday living.  Electric power
  37. companies, radio and television stations, telephone companies, and
  38. navigators of ships and planes all depend heavily on precise
  39. frequency and time information.  They must have a constantly
  40. available source - a reliable, nationally and internationally
  41. recognized STANDARD - with which to compare and regulate their own
  42. timing equipment.  For over 55 years, the National Bureau of
  43. Standards (NBS) has been providing this standard for most users in
  44. the United States.
  45.      Since the inception of the broadcast services from radio
  46. station WWV in 1923, NBS has continually improved and expanded its
  47. time and frequency dissemination services to meet the ever-growing
  48. needs of an ever-widening community of users.  Today, still
  49. striving for better ways to serve its public, NBS is making major
  50. contributions to the nation's space and defense programs, to
  51. worldwide transportation and communications, and to a multitude of
  52. industrial operations, as well as providing convenient, highly
  53. accurate time service to many thousands of users throughout the
  54. world.  Services are presently available from stations WWV and WWVB
  55. in Fort Collins, Colorado, and from WWVH in Kauai, Hawaii.  In
  56. addition, services using network television and satellite signals
  57. are also available.  This booklet is offered as a guide to these
  58. services.
  59.  
  60.                         1.  WWV and WWVH
  61.  
  62.      NBS broadcasts continuous signals from its high-frequency
  63. radio stations WWV and WWVH.  The radio frequencies used are 2.5,
  64. 5, 10 and 15 MHz.  WWV also broadcasts on an additional frequency
  65. of 20 MHz.  All frequencies carry the same program, but because of
  66. changes in ionospheric conditions, which sometimes adversely affect
  67. the signal transmissions, most receivers are not able to pick the
  68. signal on all frequencies at all times in all locations.  Except
  69. during times of severe magnetic disturbances, however - which make
  70. all radio transmissions almost impossible - listeners should be
  71. able to receive the signal on at least one of the broadcast
  72. frequencies.  As a general rule, frequencies above 10 MHz provide
  73. the best daytime reception while the lower frequencies are best for
  74. nighttime reception.
  75.      Services provided by these stations include:
  76.  
  77.      Time announcements, Standard time intervals, Standard
  78. frequencies, Geophysical alerts, Marine storm warnings, Omega
  79. Navigation System status reports, UT1 time corrections, BCD time
  80. code
  81.  
  82.      Figure 1 gives the hourly broadcast schedules of these
  83. services along with station location, radiated power, and details
  84. of modulation.
  85.  
  86.                             Figure 1
  87. *** This section has been SLIGHTLY modified to adopt it
  88.     more sufficiently to a text file presentation.
  89.  
  90.  
  91.  
  92.          The Hourly Broadcast Schedules of WWV and WWVH
  93.  
  94.  
  95.               W W V  B R O A D C A S T  F O R M A T
  96.  
  97.  
  98. via telephone (303) 499-7111
  99.  
  100. Latitude:   40 degrees, 40 minutes, 49 seconds North
  101. Longitude: 105 degrees, 02 minutes, 27 seconds West
  102.  
  103. NBS Radio Station WWV
  104. 2000 East County Rd 58
  105. Fort Collins, CO 80524
  106.  
  107. Standard Broadcast Frequencies and Radiated Power:
  108.  
  109.  2.5  MHz:  2500 Watts
  110.  5.0  MHz: 10000 Watts
  111. 10.0  MHz: 10000 Watts
  112. 15.0  MHz: 10000 Watts
  113. 20.0  MHz:  2500 Watts
  114.  
  115.  
  116. * BCD TIME CODE on 100 Hz Subcarrier
  117. * Beginning of each hour is identified by 0.8 sec long 1500Hz TONE
  118. * Beginning of each min. is identified by 0.8 sec long 1000Hz TONE
  119. * The 29th and 59th SECOND pulse of each minute is omitted
  120.  
  121.  
  122. Hourly Schedule
  123.  
  124. Minutes after the top of the hour/Broadcast information
  125.  
  126. 00 min    Station Identification
  127. 02 min    440 Hz 1-HOUR mark
  128. 04 min    reserved
  129. 08 min    Storm information
  130. 09 min    Storm information
  131. 10 min    Storm information
  132. 16 min    Omega reports
  133. 18 min    Geo Alerts, Solar-terrestrial indices
  134. 30 min    Station Identification
  135.  
  136. In addition, minutes 45-50 have no audio tones so that storm
  137. forecasts from WWVH can be heard
  138.  
  139.  
  140.              W W V H  B R O A D C A S T  F O R M A T
  141.  
  142. via telephone (808) 335-4363
  143.  
  144. Latitude:   21 degrees, 59 minutes, 26 seconds North
  145. Longitude: 159 degrees, 46 minutes, 00 seconds West
  146.  
  147. NBS Radio Station WWVH
  148. PO Box 417
  149. Kekaha, Kauai, HI 96752
  150.  
  151. Standard Broadcast Frequencies and Radiated Power:
  152.  
  153.  2.5  MHz:   5000 Watts
  154.  5.0  MHz:  10000 Watts
  155. 10.0  MHz:  10000 Watts
  156. 15.0  Mhz:  10000 Watts
  157.  
  158.  
  159. * BCD TIME CODE on 100 Hz Subcarrier
  160. * Beginning of each hour is identified by 0.8 sec long 1500Hz TONE
  161. * Beginning of each min. is identified by 0.8 sec long 1200Hz TONE
  162. * The 29th and 59th SECOND pulse of each minute is omitted
  163.  
  164. Hourly Schedule
  165.  
  166. Minutes after the top of the hour/Broadcast information
  167.  
  168. 01 min    400 Hz 1-HOUR mark
  169. 03 min    reserved
  170. 29 min    Station Identification
  171. 47 min    Omega reports
  172. 48 min    Storm information
  173. 49 min    Storm information
  174. 50 min    Storm information
  175. 59 min    Station Identification
  176.  
  177. In addition, minutes 08-10 and minutes 15-19 have no audio tones so
  178. that informational broadcasts out of WWV can be heard.
  179.  
  180.  
  181.                    1a.  Accuracy and Stability
  182.  
  183.      The time and frequency broadcasts are controlled by the
  184. primary NBS Frequency Standard in Boulder, Colorado.  The
  185. frequencies as transmitted are accurate to within one part in 100
  186. billion at all times.  Deviations are normally less than one part
  187. in 1,000 billion from day to day.  However, changes in the
  188. propagation medium (causing Doppler effect, diurnal shifts, etc.)
  189. result in fluctuations in the carrier frequencies as received by
  190. the user that may be very much greater than the uncertainty
  191. described above.
  192.  
  193.                   1b.  Antennas and Modulation
  194.  
  195.      The broadcasts on 5, 10, and 15 MHz from WWVH are from phased
  196. vertical half-wave dipole arrays.  They are designed and oriented
  197. to radiate a cardioid pattern directing maximum gain in a westerly
  198. direction.  The 2.5 MHz antenna at WWVH and all antennas at WWV are
  199. half-wave dipoles that radiate omnidirectional patterns.
  200.  
  201.      At both WWV and WWVH, double sideband amplitude modulation is
  202. employed with 50 percent modulation on the steady tones, 25 percent
  203. for the BCD time code, 100 percent for the seconds pulses, and 75
  204. percent for voice.
  205.  
  206.                      1c.  Time Announcements
  207.  
  208.      Voice announcement are made from WWV and WWVH once every
  209. minute.  To avoid confusion, a man's voice is used on WWV and a
  210. woman's voice on WWVH.  The WWVH announcement occurs first - at 15
  211. seconds before the minute - while the WWV announcement occurs at
  212. 7.5 seconds before the minute.  Though the announcements occur at
  213. different times, the tone markers referred to are transmitted
  214. simultaneously from both stations.  However, they may not be
  215. received at the same time due to propagation effects.
  216.      The time referred to in the announcements is "Coordinated
  217. Universal Time" (UTC).  It is coordinated through international
  218. agreements by the International Time Bureau (BIH) so that time
  219. signals broadcast from the many stations such as WWV throughout the
  220. world will be in close agreement.
  221.      The specific hour and minute mentioned is actually the time at
  222. the time zone centered around Greenwich, England, and may be
  223. considered generally equivalent to the more well-known "Greenwich
  224. Mean Time" (GMT).  UTC differs from your local time only by an
  225. integral number of hours.  By knowing your local time zone and
  226. using the chart of world time zones in figure 3, the appropriate
  227. number of hours to add or subtract from UTC to obtain local time
  228. can be determined.  The UTC time announcements are expressed in the
  229. 24-hour clock system -i.e., the hours are numbered beginning with
  230. 00 hours at midnight through 12 hours at noon to 23 hours, 59
  231. minutes just before the next midnight.
  232.  
  233.  
  234.                   1d.  Standard Time Intervals
  235.  
  236.      The most frequent sounds hears on WWV and WWVH are the pulses
  237. that mark the seconds of each minutes, except for the 29th and 59th
  238. seconds pulses which are omitted completely.  The first pulse of
  239. every HOUR is an 800-millisecond pulse of 1500 Hz.  The first pulse
  240. of every minute is an 800-millisecond pulse of 1000 Hz at WWV and
  241. 1200 Hz at WWVH.  The remaining seconds pulses are brief audio
  242. bursts (5 millisecond pulses) that resemble the ticking of a clock.
  243. All pulses commence at the beginning of each second.  They are
  244. given by means of a double-sideband amplitude modulation.
  245.      Each seconds pulse is preceded by 10 milliseconds of silence
  246. and followed by 25 milliseconds of silence to avoid interference
  247. which might make it difficult or impossible to pick out the seconds
  248. pulses.
  249.  
  250.                  1e.  Standard Audio Frequencies
  251.  
  252.      In alternate minutes during most of each hour, 500 or 600 Hz
  253. audio tones are broadcast.  A 440 Hz tone, the musical note A above
  254. middle C, is broadcast once each hour.  In addition to being a
  255. musical standard, the 440 Hz tone can be used to provide an hourly
  256. marker for chart recorders or other automated devices.
  257.  
  258.                    1f.  Official Announcements
  259.  
  260.      Forty-five-second announcement segments are available on a
  261. subscription basis to other Federal agencies to disseminate
  262. official and public service information.  The accuracy and content
  263. of these announcement are the responsibility of the originating
  264. agency, not necessarily NBS.
  265.      Most segments except those reserved for NBS use and the semi-
  266. silent periods are available.  Arrangements for use of segments may
  267. be made through the Time and Frequencies Services Group, 524.06,
  268. National Bureau of Standards, Boulder, CO 80303.
  269.  
  270. + Omega Navigation System Status Reports
  271.  
  272.      Omega Navigation System status reports are broadcast in voice
  273. from WWV at 16 minutes after the hour and from WWVH at 47 minutes
  274. after the hour.  The international Omega Navigation System is a
  275. very low frequency (VLF) radio navigation aid operating in the 10
  276. to 14 kHz frequency band.  Eight stations are in operation around
  277. the world.  Omega, like other radio navigation systems, is subject
  278. to signal degradation caused by ionospheric disturbances at high
  279. latitudes.  The Omega announcements on WWV and WWVH are given to
  280. provide users with immediate notification of such events and other
  281. information on the status of the Omega system.
  282.      For more information about the Omega Navigation System,
  283. contact Mr. David Scull, United States Coast Guard HQ, (G-ONSOD
  284. 43), Washington, DC 20590.
  285.  
  286.  
  287. + Geophysical Alerts
  288.  
  289.      Current geophysical alerts are broadcast in voice from WWV at
  290. 18 minutes after each hour.  The messages are changed approximate
  291. every six hours at 1800, 0000, 0600, and 1300 UTC.  Part A of the
  292. message gives the solar-terrestrial indices for the day; namely,
  293. the 1700Z solar flux from Ottawa, Canada at 2800 MHz, the estimated
  294. A value for Fredericksburg, Virginia, and the current, Boulder,
  295. Colorado, K-index.  Part B gives the solar-terrestrial conditions
  296. for the previous 24 hours, and Part C gives the forecast for the
  297. next 24 hours.  If stratwarm conditions exist, a brief advice is
  298. given at the end of the message.
  299.  
  300. 1. Solar activity is classified as:
  301.  
  302. VERY LOW       Usually only quiet regions on the solar disk and no
  303.                more than five of these; fewer than ten class-C
  304.                subflares without centimetric radio burst of SID
  305.                observed or expected.
  306.  
  307. LOW            Usually more than five but less than ten quiet
  308.                regions on the solar disk; only class-C subflares
  309.                without centimetric radio bursts or SID (sudden
  310.                ionospheric disturbances) observed or expected.
  311.  
  312. MODERATE       Eruptive regions on the solar disk; fewer than five
  313.                class-M X-ray events with centimetric radio bursts
  314.                and SID observed or expected.
  315.  
  316. HIGH           Active regions on the solar disk; several class-M
  317.                X-ray events with centimetric radio bursts and
  318.                strong SID; and/or one to two importance=2
  319.                chromospheric flares or class-X X-ray events
  320.                observed or expected.
  321.  
  322. VERY HIGH      Region capable of producing protons on the sun; one
  323.                or more chromospheric flares of importance-2 or
  324.                greater; with outstanding centimetric radio bursts
  325.                (500 flux units or greater), Class-X X-ray bursts,
  326.                and major SID observed or expected.
  327.  
  328. 2.  The geomagnetic field is classified as:
  329.  
  330. QUIET          A <= 7, usually no K-indices > 2
  331. UNSETTLED      7 < A < 15 usually no K-indices > 3
  332. ACTIVE         15 <= A < 30 a few K-indices of 4
  333.  
  334. 3.  The geomagnetic storms are classified as:
  335.  
  336. MINOR          30 <= A < 50, K-indices mostly 4 and 5
  337. MAJOR          A > 50, some K-indices 6 or greater.  Sudden
  338.                commencements indicated by beginning time to
  339.                nearest minute.  Gradual commencement indicated by
  340.                beginning time to nearest hour.
  341. 4.  The rest of the report as follows:
  342.  
  343. SOLAR FLARES
  344.  
  345. CLASS C        any solar X-ray burst with a peak flux at 1-8
  346.                angstroms of less than 1 microwatt per square meter
  347.  
  348. CLASS M        a solar X-ray burst with a peak flux at 1-8
  349.                angstroms, greater than or equal to 10 but less
  350.                than 100 microwatts per square meter.
  351.  
  352. CLASS X        a solar X-ray burst with a peak flux at 1-8
  353.                angstroms, greater than or equal to 100 microwatts
  354.                per square meter.
  355.  
  356. MAJOR SOLAR
  357. FLARE          a flare of optical importance (at least 2B -
  358.                BRIGHT) with a centimetric outburst of 500 flux
  359.                units or more; or an X-ray event of Class-X
  360.                intensity of duration 3 hours or more regardless of
  361.                optical flare importance.
  362.  
  363. PROTON FLARE   protons by satellite detectors (or polar cap
  364.                absorption by riometer) have been observed in time
  365.                associated with Ha flare.
  366.  
  367. SATELLITE LEVEL
  368. PROTON EVENT   a proton enhancement detected by Earth orbiting
  369.                satellites with measured particle flux of at least
  370.                10 protons per square centimeter per second per
  371.                steradian of at least 10 Million electronvolts.
  372.  
  373. POLAR CAP
  374. ABSORPTION     proton-induced absorption at least 2 dB as measured
  375.                by a 30 MHz riometer located within the polar cap.
  376.  
  377. STRATWARM      reports of stratospheric warmings in the high
  378.                latitude regions of winter hemisphere of the earth
  379.                associated with gross distortions of the normal
  380.                circulation associated with the winter season
  381.  
  382. Inquiries regarding these messages should be address to NOAA, Space
  383. Environment Services Center R43, Boulder, CO 80303.  These messages
  384. are also available by dialing (303) 499-8129
  385.  
  386. PROPAGATION FORECASTS
  387.  
  388.      The radio propagation forecasts broadcast on WWV were
  389. discontinued on September 30, 1976.  Some of the information
  390. previously contained in these forecasts is now included in the
  391. Geophysical Alert announcements at 18 minutes after each hour.
  392. However, neither NBS nor the Space Environment Services Center
  393. which sponsors the Geophysical Alerts make radio propagation
  394. predictions, nor do they maintain a literature file on the subject.
  395. Users interested in further reading material on the effect of solar
  396. and geophysical activity on radio propagation should consult the
  397. latest edition of the AMATEUR RADIO HANDBOOK, published by the
  398. American Radio Relay League.
  399.  
  400. MARINE STORM WARNINGS
  401.  
  402.      Weather information about major storms in the Atlantic and
  403. eastern North Pacific are broadcast in voice from WWV at 8, 9, and
  404. 10 minutes after each hour.  Similar storm warning covering the
  405. eastern and central North Pacific are given from WWVH at 48, 49,
  406. and 50 minutes after each hour.  An additional segment (at 11
  407. minutes after the hour on WWV and at 51 minutes on WWVH) may be
  408. used when there are unusually widespread storm conditions.  The
  409. brief messages are designed to tell mariners of storm threats in
  410. their areas.  If there are no warnings in the designated areas, the
  411. broadcasts will so indicate.  The ocean areas involved are those
  412. for which the U.S. has warning responsibility under international
  413. agreement.  The regular times of issue by the National Weather
  414. Service are 0500, 1100, 1700, and 2300 UTC for WWV and 0000, 0600,
  415. 1200, and 1800 UTC for WWVH.  These broadcasts are updated
  416. effective with the next scheduled announcement following the time
  417. of issue.
  418.      Mariners might expect to receive a broadcast similar to the
  419. following:
  420.   "North Atlantic weather West of 35 West at 1700 UTC.  Hurricane
  421. Donna, intensifying, 24 North, 60 West, moving Northwest, 20 knots,
  422. winds 75 knots; storm 65 North, 35 West, moving east, 10 knots;
  423. winds 50 knots, seas 15 feet."
  424.      Information regarding these announcements may be obtained from
  425. the Director, National Weather Service, Silver Spring, MD 20910.
  426.  
  427.  
  428.                       1g.  "Silent" Periods
  429.  
  430.      These are periods with no tone modulation.  However, the
  431. carrier frequency, seconds pulses, time announcements, and 100-Hz
  432. BCD time code continue.
  433.  
  434.  
  435. END TRANSCRIPTION
  436.  
  437. I have ended the transcription from the original literature here.
  438. The remaining material is on WWVB, the 60 kHz sister station to WWV
  439. and WWVH, and other totally unrelated topics.
  440.  
  441.  
  442. Here's a few more things you might like to know (TRIVIA):
  443.  
  444. The telephone numbers listed in Figure 1 dial-in directly to the
  445. broadcasts of WWV and WWVH.  If you don't have a radio, this is the
  446. only way to get these broadcasts. (Time is also available via a PC
  447. modem).
  448.  
  449. TOURS:
  450.  
  451. Guided tours are available at all NBS radio station.  However,
  452. arrangements for visiting the sites should be made in advance with
  453. the EIC.  There aren't any 'regular' visiting hours.
  454.  
  455. Tours of the NBS Boulder Labs, including visits to the atomic clock
  456. and the other dissemination services, are available.  Information
  457. can be obtained from the Program Information Office, NBS, Boulder,
  458. CO 80303.
  459.  
  460. Correspondence pertaining directly to station operations may be
  461. address to:
  462.  
  463. Engineer-in-Charge
  464. NBS Radio Stations WWV and WWVB
  465. 2000 East County Road 58
  466. Fort Collins, CO 80524
  467. (303) 484-2372
  468.  
  469. Engineer-in-Charge
  470. NBS Radio Station WWVH
  471. PO Box 417
  472. Kekaha, Kauai, HI 96752
  473. (808) 335-4361
  474.  
  475.  
  476. If you wish to receive the document this material is copied
  477. from, so that you can read about the other frequency standard and
  478. about radio station WWVB at 60kHz, write to the station locations
  479. given in Figure 1 and ask for the document entitled "NBS TIME AND
  480. FREQUENCY DISSEMINATION SERVICES".
  481.  
  482.  
  483. 73 ( = Best Regards)
  484.  
  485.  
  486.