home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ World of Ham Radio 1997 / WOHR97_AmSoft_(1997-02-01).iso / swl / docs / wwv.doc < prev   
Text File  |  1997-02-01  |  20KB  |  535 lines

  1.           NBS TIME AND FREQUENCY DISSEMINATION SERVICES
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8. Time and Frequency Division
  9. National Measurement Laboratory
  10. National Bureau of Standards
  11. Boulder, Colorado 80303
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16. issued September 1979
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28.  
  29.  
  30.  
  31.  
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39. FORWARD:  This publication presents a description of the time and
  40. frequency dissemination services of the National Bureau of
  41. Standards.  Those interested in information on the NBS atomic clock
  42. system, transmitting antennas, or discussion of technological
  43. applications of the dissemination services should refer to Section
  44. 9, OTHER PUBLICATIONS.
  45.  
  46.           This SPECIAL PUBLICATION 432 will be revised and reissued
  47. only as necessary to update information.
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.                           INTRODUCTION
  56.  
  57.      The time and frequency community is a small community,
  58. generally unknown to the world at large, yet vitally important to
  59. many of the basic activities of everyday living.  Electric power
  60. companies, radio and television stations, telephone companies, and
  61. navigators of ships and planes all depend heavily on precise
  62. frequency and time information.  They must have a constantly
  63. available source - a reliable, nationally and internationally
  64. recognized STANDARD - with which to compare and regulate their own
  65. timing equipment.  For over 55 years, the National Bureau of
  66. Standards (NBS) has been providing this standard for most users in
  67. the United States.
  68.      Since the inception of the broadcast services from radio
  69. station WWV in 1923, NBS has continually improved and expanded its
  70. time and frequency dissemination services to meet the ever-growing
  71. needs of an ever-widening community of users.  Today, still
  72. striving for better ways to serve its public, NBS is making major
  73. contributions to the nation's space and defense programs, to
  74. worldwide transportation and communications, and to a multitude of
  75. industrial operations, as well as providing convenient, highly
  76. accurate time service to many thousands of users throughout the
  77. world.  Services are presently available from stations WWV and WWVB
  78. in Fort Collins, Colorado, and from WWVH in Kauai, Hawaii.  In
  79. addition, services using network television and satellite signals
  80. are also available.  This booklet is offered as a guide to these
  81. services.
  82.  
  83.                         1.  WWV and WWVH
  84.  
  85.      NBS broadcasts continuous signals from its high-frequency
  86. radio stations WWV and WWVH.  The radio frequencies used are 2.5,
  87. 5, 10 and 15 MHz.  WWV also broadcasts on an additional frequency
  88. of 20 MHz.  All frequencies carry the same program, but because of
  89. changes in ionospheric conditions, which sometimes adversely affect
  90. the signal transmissions, most receivers are not able to pick the
  91. signal on all frequencies at all times in all locations.  Except
  92. during times of severe magnetic disturbances, however - which make
  93. all radio transmissions almost impossible - listeners should be
  94. able to receive the signal on at least one of the broadcast
  95. frequencies.  As a general rule, frequencies above 10 MHz provide
  96. the best daytime reception while the lower frequencies are best for
  97. nighttime reception.  
  98.      Services provided by these stations include:
  99.  
  100.      Time announcements, Standard time intervals, Standard
  101. frequencies, Geophysical alerts, Marine storm warnings, Omega
  102. Navigation System status reports, UT1 time corrections, BCD time
  103. code
  104.  
  105.      Figure 1 gives the hourly broadcast schedules of these
  106. services along with station location, radiated power, and details
  107. of modulation.
  108.  
  109.                             Figure 1
  110. *** This section has been SLIGHTLY modified by KB9FRJ to adopt it
  111. more sufficiently to a text file presentation.
  112.  
  113.  
  114.  
  115.          The Hourly Broadcast Schedules of WWV and WWVH
  116.  
  117.  
  118.               W W V  B R O A D C A S T  F O R M A T
  119.  
  120.  
  121. via telephone (303) 499-7111
  122.  
  123. Latitude:   40 degrees, 40 minutes, 49 seconds North
  124. Longitude: 105 degrees, 02 minutes, 27 seconds West
  125.  
  126. NBS Radio Station WWV
  127. 2000 East County Rd 58
  128. Fort Collins, CO 80524
  129.  
  130. Standard Broadcast Frequencies and Radiated Power:
  131.  
  132.  2.5  MHz:  2500 Watts
  133.  5.0  MHz: 10000 Watts
  134. 10.0  MHz: 10000 Watts
  135. 15.0  MHz: 10000 Watts
  136. 20.0  MHz:  2500 Watts
  137.  
  138.  
  139. * BCD TIME CODE on 100 Hz Subcarrier
  140. * Beginning of each hour is identified by 0.8 sec long 1500Hz TONE
  141. * Beginning of each min. is identified by 0.8 sec long 1000Hz TONE
  142. * The 29th and 59th SECOND pulse of each minute is omitted
  143.  
  144.  
  145. Hourly Schedule
  146.  
  147. Minutes after the top of the hour/Broadcast information
  148.  
  149. 00 min    Station Identification
  150. 02 min    440 Hz 1-HOUR mark
  151. 04 min    reserved
  152. 08 min    Storm information
  153. 09 min    Storm information
  154. 10 min    Storm information
  155. 16 min    Omega reports
  156. 18 min    Geo Alerts, Solar-terrestrial indices
  157. 30 min    Station Identification
  158.  
  159. In addition, minutes 45-50 have no audio tones so that storm
  160. forecasts from WWVH can be heard
  161.  
  162.  
  163.              W W V H  B R O A D C A S T  F O R M A T
  164.  
  165. via telephone (808) 335-4363
  166.  
  167. Latitude:   21 degrees, 59 minutes, 26 seconds North
  168. Longitude: 159 degrees, 46 minutes, 00 seconds West
  169.  
  170. NBS Radio Station WWVH
  171. PO Box 417
  172. Kekaha, Kauai, HI 96752
  173.  
  174. Standard Broadcast Frequencies and Radiated Power:
  175.  
  176.  2.5  MHz:   5000 Watts
  177.  5.0  MHz:  10000 Watts
  178. 10.0  MHz:  10000 Watts
  179. 15.0  Mhz:  10000 Watts
  180.  
  181.  
  182. * BCD TIME CODE on 100 Hz Subcarrier
  183. * Beginning of each hour is identified by 0.8 sec long 1500Hz TONE
  184. * Beginning of each min. is identified by 0.8 sec long 1200Hz TONE
  185. * The 29th and 59th SECOND pulse of each minute is omitted
  186.  
  187. Hourly Schedule
  188.  
  189. Minutes after the top of the hour/Broadcast information
  190.  
  191. 01 min    400 Hz 1-HOUR mark
  192. 03 min    reserved
  193. 29 min    Station Identification
  194. 47 min    Omega reports
  195. 48 min    Storm information
  196. 49 min    Storm information
  197. 50 min    Storm information
  198. 59 min    Station Identification
  199.  
  200. In addition, minutes 08-10 and minutes 15-19 have no audio tones so
  201. that informational broadcasts out of WWV can be heard.
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214. *** END figure 1 as edited by KB9FRJ for text file presentation ***
  215.  
  216.  
  217.                    1a.  Accuracy and Stability
  218.  
  219.      The time and frequency broadcasts are controlled by the
  220. primary NBS Frequency Standard in Boulder, Colorado.  The
  221. frequencies as transmitted are accurate to within one part in 100
  222. billion at all times.  Deviations are normally less than one part
  223. in 1,000 billion from day to day.  However, changes in the
  224. propagation medium (causing Doppler effect, diurnal shifts, etc.)
  225. result in fluctuations in the carrier frequencies as received by
  226. the user that may be very much greater than the uncertainty
  227. described above.
  228.  
  229.                   1b.  Antennas and Modulation
  230.  
  231.      The broadcasts on 5, 10, and 15 MHz from WWVH are from phased
  232. vertical half-wave dipole arrays.  They are designed and oriented
  233. to radiate a cardioid pattern directing maximum gain in a westerly
  234. direction.  The 2.5 MHz antenna at WWVH and all antennas at WWV are
  235. half-wave dipoles that radiate omnidirectional patterns.
  236.  
  237.      At both WWV and WWVH, double sideband amplitude modulation is
  238. employed with 50 percent modulation on the steady tones, 25 percent
  239. for the BCD time code, 100 percent for the seconds pulses, and 75
  240. percent for voice.
  241.  
  242.                      1c.  Time Announcements
  243.  
  244.      Voice announcement are made from WWV and WWVH once every
  245. minute.  To avoid confusion, a man's voice is used on WWV and a
  246. woman's voice on WWVH.  The WWVH announcement occurs first - at 15
  247. seconds before the minute - while the WWV announcement occurs at
  248. 7.5 seconds before the minute.  Though the announcements occur at
  249. different times, the tone markers referred to are transmitted
  250. simultaneously from both stations.  However, they may not be
  251. received at the same time due to propagation effects.
  252.      The time referred to in the announcements is "Coordinated
  253. Universal Time" (UTC).  It is coordinated through international
  254. agreements by the International Time Bureau (BIH) so that time
  255. signals broadcast from the many stations such as WWV throughout the
  256. world will be in close agreement.
  257.      The specific hour and minute mentioned is actually the time at
  258. the time zone centered around Greenwich, England, and may be
  259. considered generally equivalent to the more well-known "Greenwich
  260. Mean Time" (GMT).  UTC differs from your local time only by an
  261. integral number of hours.  By knowing your local time zone and
  262. using the chart of world time zones in figure 3, the appropriate
  263. number of hours to add or subtract from UTC to obtain local time
  264. can be determined.  The UTC time announcements are expressed in the
  265. 24-hour clock system -i.e., the hours are numbered beginning with
  266. 00 hours at midnight through 12 hours at noon to 23 hours, 59
  267. minutes just before the next midnight.
  268.  
  269.                                 
  270.  
  271.                                 
  272.                   1d.  Standard Time Intervals
  273.  
  274.      The most frequent sounds hears on WWV and WWVH are the pulses
  275. that mark the seconds of each minutes, except for the 29th and 59th
  276. seconds pulses which are omitted completely.  The first pulse of
  277. every HOUR is an 800-millisecond pulse of 1500 Hz.  The first pulse
  278. of every minute is an 800-millisecond pulse of 1000 Hz at WWV and
  279. 1200 Hz at WWVH.  The remaining seconds pulses are brief audio
  280. bursts (5 millisecond pulses) that resemble the ticking of a clock. 
  281. All pulses commence at the beginning of each second.  They are
  282. given by means of a double-sideband amplitude modulation.
  283.      Each seconds pulse is preceded by 10 milliseconds of silence
  284. and followed by 25 milliseconds of silence to avoid interference
  285. which might make it difficult or impossible to pick out the seconds
  286. pulses.
  287.  
  288.                  1e.  Standard Audio Frequencies
  289.  
  290.      In alternate minutes during most of each hour, 500 or 600 Hz
  291. audio tones are broadcast.  A 440 Hz tone, the musical note A above
  292. middle C, is broadcast once each hour.  In addition to being a
  293. musical standard, the 440 Hz tone can be used to provide an hourly
  294. marker for chart recorders or other automated devices.
  295.  
  296.                    1f.  Official Announcements
  297.  
  298.      Forty-five-second announcement segments are available on a
  299. subscription basis to other Federal agencies to disseminate
  300. official and public service information.  The accuracy and content
  301. of these announcement are the responsibility of the originating
  302. agency, not necessarily NBS.
  303.      Most segments except those reserved for NBS use and the semi-
  304. silent periods are available.  Arrangements for use of segments may
  305. be made through the Time and Frequencies Services Group, 524.06,
  306. National Bureau of Standards, Boulder, CO 80303.
  307.  
  308. + Omega Navigation System Status Reports
  309.  
  310.      Omega Navigation System status reports are broadcast in voice
  311. from WWV at 16 minutes after the hour and from WWVH at 47 minutes
  312. after the hour.  The international Omega Navigation System is a
  313. very low frequency (VLF) radio navigation aid operating in the 10
  314. to 14 kHz frequency band.  Eight stations are in operation around
  315. the world.  Omega, like other radio navigation systems, is subject
  316. to signal degradation caused by ionospheric disturbances at high
  317. latitudes.  The Omega announcements on WWV and WWVH are given to
  318. provide users with immediate notification of such events and other
  319. information on the status of the Omega system.
  320.      For more information about the Omega Navigation System,
  321. contact Mr. David Scull, United States Coast Guard HQ, (G-ONSOD
  322. 43), Washington, DC 20590.
  323.  
  324.  
  325. + Geophysical Alerts
  326.  
  327.      Current geophysical alerts are broadcast in voice from WWV at
  328. 18 minutes after each hour.  The messages are changed approximate
  329. every six hours at 1800, 0000, 0600, and 1300 UTC.  Part A of the
  330. message gives the solar-terrestrial indices for the day; namely,
  331. the 1700Z solar flux from Ottawa, Canada at 2800 MHz, the estimated
  332. A value for Fredericksburg, Virginia, and the current, Boulder,
  333. Colorado, K-index.  Part B gives the solar-terrestrial conditions
  334. for the previous 24 hours, and Part C gives the forecast for the
  335. next 24 hours.  If stratwarm conditions exist, a brief advice is
  336. given at the end of the message.
  337.  
  338. 1. Solar activity is classified as:
  339.  
  340. VERY LOW       Usually only quiet regions on the solar disk and no
  341.                more than five of these; fewer than ten class-C
  342.                subflares without centimetric radio burst of SID
  343.                observed or expected.
  344.  
  345. LOW            Usually more than five but less than ten quiet
  346.                regions on the solar disk; only class-C subflares
  347.                without centimetric radio bursts or SID (sudden
  348.                ionospheric disturbances) observed or expected.
  349.  
  350. MODERATE       Eruptive regions on the solar disk; fewer than five
  351.                class-M X-ray events with centimetric radio bursts
  352.                and SID observed or expected.
  353.  
  354. HIGH           Active regions on the solar disk; several class-M
  355.                X-ray events with centimetric radio bursts and
  356.                strong SID; and/or one to two importance=2
  357.                chromospheric flares or class-X X-ray events
  358.                observed or expected.
  359.  
  360. VERY HIGH      Region capable of producing protons on the sun; one
  361.                or more chromospheric flares of importance-2 or
  362.                greater; with outstanding centimetric radio bursts
  363.                (500 flux units or greater), Class-X X-ray bursts,
  364.                and major SID observed or expected.
  365.  
  366. 2.  The geomagnetic field is classified as:
  367.  
  368. QUIET          A <= 7, usually no K-indices > 2
  369. UNSETTLED      7 < A < 15 usually no K-indices > 3
  370. ACTIVE         15 <= A < 30 a few K-indices of 4
  371.  
  372. 3.  The geomagnetic storms are classified as:
  373.  
  374. MINOR          30 <= A < 50, K-indices mostly 4 and 5
  375. MAJOR          A > 50, some K-indices 6 or greater.  Sudden
  376.                commencements indicated by beginning time to
  377.                nearest minute.  Gradual commencement indicated by
  378.                beginning time to nearest hour.
  379. 4.  The rest of the report as follows:
  380.  
  381. SOLAR FLARES
  382.  
  383. CLASS C        any solar X-ray burst with a peak flux at 1-8
  384.                angstroms of less than 1 microwatt per square meter
  385.  
  386. CLASS M        a solar X-ray burst with a peak flux at 1-8
  387.                angstroms, greater than or equal to 10 but less
  388.                than 100 microwatts per square meter.
  389.  
  390. CLASS X        a solar X-ray burst with a peak flux at 1-8
  391.                angstroms, greater than or equal to 100 microwatts
  392.                per square meter.
  393.  
  394. MAJOR SOLAR
  395. FLARE          a flare of optical importance (at least 2B -
  396.                BRIGHT) with a centimetric outburst of 500 flux
  397.                units or more; or an X-ray event of Class-X
  398.                intensity of duration 3 hours or more regardless of
  399.                optical flare importance.
  400.  
  401. PROTON FLARE   protons by satellite detectors (or polar cap
  402.                absorption by riometer) have been observed in time
  403.                associated with Ha flare.
  404.  
  405. SATELLITE LEVEL
  406. PROTON EVENT   a proton enhancement detected by Earth orbiting
  407.                satellites with measured particle flux of at least
  408.                10 protons per square centimeter per second per
  409.                steradian of at least 10 Million electronvolts.
  410.  
  411. POLAR CAP
  412. ABSORPTION     proton-induced absorption at least 2 dB as measured
  413.                by a 30 MHz riometer located within the polar cap.
  414.  
  415. STRATWARM      reports of stratospheric warmings in the high
  416.                latitude regions of winter hemisphere of the earth
  417.                associated with gross distortions of the normal
  418.                circulation associated with the winter season
  419.  
  420. Inquiries regarding these messages should be address to NOAA, Space
  421. Environment Services Center R43, Boulder, CO 80303.  These messages
  422. are also available by dialing (303) 499-8129
  423.  
  424. PROPAGATION FORECASTS
  425.      
  426.      The radio propagation forecasts broadcast on WWV were
  427. discontinued on September 30, 1976.  Some of the information
  428. previously contained in these forecasts is now included in the
  429. Geophysical Alert announcements at 18 minutes after each hour. 
  430. However, neither NBS nor the Space Environment Services Center
  431. which sponsors the Geophysical Alerts make radio propagation
  432. predictions, nor do they maintain a literature file on the subject. 
  433. Users interested in further reading material on the effect of solar
  434. and geophysical activity on radio propagation should consult the
  435. latest edition of the AMATEUR RADIO HANDBOOK, published by the
  436. American Radio Relay League.
  437.  
  438. MARINE STORM WARNINGS
  439.  
  440.      Weather information about major storms in the Atlantic and
  441. eastern North Pacific are broadcast in voice from WWV at 8, 9, and
  442. 10 minutes after each hour.  Similar storm warning covering the
  443. eastern and central North Pacific are given from WWVH at 48, 49,
  444. and 50 minutes after each hour.  An additional segment (at 11
  445. minutes after the hour on WWV and at 51 minutes on WWVH) may be
  446. used when there are unusually widespread storm conditions.  The
  447. brief messages are designed to tell mariners of storm threats in
  448. their areas.  If there are no warnings in the designated areas, the
  449. broadcasts will so indicate.  The ocean areas involved are those
  450. for which the U.S. has warning responsibility under international
  451. agreement.  The regular times of issue by the National Weather
  452. Service are 0500, 1100, 1700, and 2300 UTC for WWV and 0000, 0600,
  453. 1200, and 1800 UTC for WWVH.  These broadcasts are updated
  454. effective with the next scheduled announcement following the time
  455. of issue.
  456.      Mariners might expect to receive a broadcast similar to the
  457. following:
  458.   "North Atlantic weather West of 35 West at 1700 UTC.  Hurricane
  459. Donna, intensifying, 24 North, 60 West, moving Northwest, 20 knots,
  460. winds 75 knots; storm 65 North, 35 West, moving east, 10 knots;
  461. winds 50 knots, seas 15 feet."
  462.      Information regarding these announcements may be obtained from
  463. the Director, National Weather Service, Silver Spring, MD 20910.
  464.  
  465.  
  466.                       1g.  "Silent" Periods
  467.  
  468.      These are periods with no tone modulation.  However, the
  469. carrier frequency, seconds pulses, time announcements, and 100-Hz
  470. BCD time code continue.
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  
  475.  
  476. END TRANSCRIPTION
  477.  
  478. I have ended the transcription from the original literature here. 
  479. The remaining material is on WWVB, the 60 kHz sister station to WWV
  480. and WWVH, and other totally unrelated topics.
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487. Here's a few more things you might like to know (TRIVIA):
  488.  
  489. The telephone numbers listed in Figure 1 dial-in directly to the
  490. broadcasts of WWV and WWVH.  If you don't have a radio, this is the
  491. only way to get these broadcasts
  492.  
  493. The station identification and time-of-day announcement are pre-
  494. recorded -- not "live".  The announcer for WWV is Don Elliott of
  495. Atlanta, Georgia.  Mrs. Jane Barbe is the announcer for WWVH, and
  496. she is also from Atlanta.
  497.  
  498. TOURS:
  499.  
  500. Guided tours are available at all NBS radio station.  However,
  501. arrangements for visiting the sites should be made in advance with
  502. the EIC.  There aren't any 'regular' visiting hours.
  503.  
  504. Tours of the NBS Boulder Labs, including visits to the atomic clock
  505. and the other dissemination services, are available.  Information
  506. can be obtained from the Program Information Office, NBS, Boulder,
  507. CO 80303.
  508.  
  509. Correspondence pertaining directly to station operations may be
  510. address to:
  511.  
  512. Engineer-in-Charge
  513. NBS Radio Stations WWV and WWVB
  514. 2000 East County Road 58
  515. Fort Collins, CO 80524
  516. (303) 484-2372
  517.  
  518. Engineer-in-Charge
  519. NBS Radio Station WWVH
  520. PO Box 417
  521. Kekaha, Kauai, HI 96752
  522. (808) 335-4361
  523.  
  524.  
  525.  
  526.  
  527. If you wish to receive the document I have copied this material
  528. from, so that you can read about the other frequency standard and
  529. about radio station WWVB at 60kHz, write to the station locations
  530. given in Figure 1 and ask for the document entitled "NBS TIME AND
  531. FREQUENCY DISSEMINATION SERVICES".
  532.  
  533.  
  534.  
  535. vy 73 de KB9FRJ   "Kyle"