無線　ラジオ受信

電波時計JJY 信号解析
電波時計JJY うるう秒挿入フラグ立ち上がりから立ち下がりまでの1ヶ月間 (2012年6月02日 午前8時59分 〜 2012年07月01日 午前9時01分)

電波時計JJY　閏年2月29日　開始から終了まで (2011年02月28〜03月01日)
電波時計JJY　計画停波までの流れ (2011年08月26-29日)
電波時計JJY　原発事故で停波 (2011年3月11日)

ACARS

気象FAX

RTTY(ナブテックス)

モールス信号

電波時計は、その名の通り電波に様々な情報を乗せています。( 40kHz/60kHz, 1bps, 振幅変調, A1B, 100%-10% )

市販の時計からわかることは時刻。詳しい時計なら、日付、曜日、西暦下2桁ぐらいでしょうか。
本当は、細かな情報が含まれています。(うるう秒までのタイミング、停波予告までの日数や時間、サマータイムの有無と移行までの時間など)

JJYタイムコードの詳細は一般公開されています。
(一昔前、アナログテレビのサブキャリア(ルビジウム/セシウム信号源だから正確)と原子時計との偏差を公表していたこともありました)

詳しくは (情報通信研究機構　電磁波計測研究所　時空標準研究室　日本標準時グループ)
外部リンク

http://jjy.nict.go.jp/index.html　　　　　　トップページ
http://jjy.nict.go.jp/QandA/index.html　　　Q＆A及び資料・データ
http://jjy.nict.go.jp/jjy/trans/index.html　標準電波の出し方について

3文字の意味は
'.' は10秒と1分のマーカー(マーカーを受信して同期を掛けてから内部の情報を抽出し始める)
'1' は、信号の1
'0' は、信号の0
これだけ。

ただし、信号伝送速度が非常に遅い(1秒1パルス)ので60秒間もじっくり信号を受信しないと内容を把握できない。

エラー判定は、時と分の2カ所だけ。他の数値やフラグのエラー判定は一切ない。
複数回受信して多数決や自走する内部時計と総合的な判断を行った方が良いが、
国内大手メーカーでも、1分、10分、1時間、10時間単位でジャンプすることがある。

うるう秒予告や停波予告の特殊フラグは、1時間に2度(毎時15分と45分)しか送信しないので解析は面倒。

うるう秒に関する発表の通り、LS1とLS2が "00"(一ヶ月以内にうるう秒なし) から "11" (一ヶ月以内に正のうるう秒(挿入)あり) に切り替わったことを確認。

00........10........20........30........40........50.......59秒
.10101000.000001000.000100101.010000110.000010010.110000000.  58分  8時 154日    12年  土曜日  LS12(0)00:--------- 一ヶ月以内にうるう秒なし( 6月 2日)
.10101001.000001000.000100101.010000100.000010010.110000000.  59分  8時 154日    12年  土曜日  LS12(0)00:--------- 一ヶ月以内にうるう秒なし( 6月 2日)　閏秒1カ月前フラグ立つ直前
(なし)↑↑↑　午前8時59分59秒まで　↑↑↑ (なし)

(あり)↓↓↓　午前9時00分00秒から　↓↓↓ (あり)
.00000000.000001001.000100101.010000000.000010010.110110000.   0分  9時 154日    12年  土曜日  LS12(3)11:一ヶ月以内に正のうるう秒(挿入)あり( 6月 2日)　閏秒1カ月前フラグ立った瞬間
.00000001.000001001.000100101.010000010.000010010.110110000.   1分  9時 154日    12年  土曜日  LS12(3)11:一ヶ月以内に正のうるう秒(挿入)あり( 6月 2日)
　　　　　　　　　〜　1ヶ月間　〜
.10101000.000001000.000101000.001100110.000010010.000110000.  58分  8時 183日    12年  日曜日  LS12(3)11:一ヶ月以内に正のうるう秒(挿入)あり( 7月 1日)
.10101001.000001000.000101000.001100100.000010010.0001100000. 59分  8時 183日    12年  日曜日  LS12(3)11:一ヶ月以内に正のうるう秒(挿入)あり( 7月 1日)　閏秒の瞬間 (61秒処理)
(あり)↑↑↑　午前8時59分60秒まで　↑↑↑ (あり)

(なし)↓↓↓　午前9時00分00秒から　↓↓↓ (なし)
.000000-0.000001001.000101000.001100000.000010010.000000000.   0分  9時 183日    12年  日曜日  LS12(0)00:--------- 一ヶ月以内にうるう秒なし( 7月 1日)　閏秒1カ月前フラグ消失直後
.00000001.000001001.000101000.001100010.000010010.000000000.   1分  9時 183日    12年  日曜日  LS12(0)00:--------- 一ヶ月以内にうるう秒なし( 7月 1日)　
00........10........20........30........40........50.......59秒
 
 
 
 

9時前後の停波予告(8時45分と9時15分 1時間に2度送出)は変化はない

00.........10.........20.........30.........モールス...50.......59
0100001010 0000010000 0001001010 0100001100 *********0 0000000000
    45分  8時 154日 H[1]=1 M[1]=1 =1545= ST123(0)000:[開始予告] ----停波予定なし ST4(0)0:終日、又は停波予定なし ST56(0)00:[期間情報]---------停波予定なし
0001001010 0000010010 0001001010 0100000100 *********0 0000000000
    15分  9時 154日 H[0]=0 M[1]=1 =1545= ST123(0)000:[開始予告] ----停波予定なし ST4(0)0:終日、又は停波予定なし ST56(0)00:[期間情報]---------停波予定なし
00.........10.........20.........30.........モールス...50.......59

日付は通算日で表記する。
12月31日は 365(平年)/366(閏年))になる。

2月29日以降は、西暦下2桁の情報を用いて判断する。(下2桁なので100年後の西暦2100年を跨ぐときのソフトは工夫が必要)
大昔の電波時計は、西暦情報がなかったので手動で閏年を設定、解除していた。

現行の時計(ソフトウェア)では 送信してくる西暦下2桁の情報から処理を行うので、2100年を2000年と間違える。
閏年は4年に1度、特例で100年に1度は除外、特例の特例で400年に1度は除外を除外 (その結果通常の閏年 = 西暦2000年)になる。
2100年は、2月29日から12月31日まで1日ズレる。
 

00........10........20........30........40........50.......59秒
.10101000.001000011.000000101.100100110.000010010.010000000.  58分 23時  59日    12年  火曜日  ( 2月28日)
.10101001.001000011.000000101.100100100.000010010.010000000.  59分 23時  59日    12年  火曜日  ( 2月28日)

.00000000.000000000.000000110.000000000.000010010.011000000.   0分  0時  60日    12年  水曜日  ( 2月29日)　通算日が59日から60日になるだけ
.00000001.000000000.000000110.000000010.000010010.011000000-   1分  0時  60日    12年  水曜日  ( 2月29日)　※閏年フラグは存在しない
               ※うるう年 ( 2月29日).
.10101000.001000011.000000110.000000110.000010010.011000000.  58分 23時  60日    12年  水曜日  ( 2月29日)
.10101001.001000011.000000110.000000100.000010010.011000000.  59分 23時  60日    12年  水曜日  ( 2月29日)
.00000000.000000000.000000110.000100000.000010010.100000000.   0分  0時  61日    12年  木曜日  ( 3月 1日)　通算日が60日から61日になるだけ
.00000001.000000000.000000110.000100010.000010010.100000000.   1分  0時  61日    12年  木曜日  ( 3月 1日)　※閏年フラグは存在しない
00........10........20........30........40........50.......59秒

停波予告の数値が1から6まで増加。
1番(7日以内に停波) 〜 6番(2時間以内に停波)まで変化する。
0番は平時(停波予定なし)

00........10........20........30........モールス..50.......59秒
.10000101.000000010.000100011.100000110.0..1..1...000000000.  [開始予告] ----停波予定なし　2011/05/18　通常は 0
.00100101.000000101.001000011.100000010.0..1..1...010111000.  [開始予告]  3-6日以内に停波　2011/08/26　停波予告ST123フラグが 1から6まで 増加していく。
.10000101.000101001.001000011.100100110.0..1..1...011111000.  [開始予告]    2日以内に停波　2011/08/27
.00100101.000100000.001000100.000000110.0..1..1...100111000.  [開始予告] 24時間以内に停波　2011/08/28
.10000101.000000110.001000100.000100010.0..1..1...101111000.  [開始予告] 12時間以内に停波　2011/08/29
.10000101.000000111.001000100.000100110.0..1..1...110111000.  [開始予告]  2時間以内に停波　2011/08/29
00........10........20........30........モールス..50.......59秒
 

2011/05/18　45分  2時 138日 H[1]=1 M[1]=1 ST123(0)000:[開始予告] ----停波予定なし ST4(0)0:終日、又は停波予定なし ST56(0)00:[期間情報]---------停波予定なし
2011/08/26　15分  5時 238日 H[0]=0 M[1]=1 ST123(2)010:[開始予告]  3-6日以内に停波 ST4(1)1:昼間のみ               ST56(3)11:[期間情報]2日未満
2011/08/27　45分 19時 239日 H[1]=1 M[1]=1 ST123(3)011:[開始予告]    2日以内に停波 ST4(1)1:昼間のみ               ST56(3)11:[期間情報]2日未満
2011/08/28　15分 10時 240日 H[1]=1 M[1]=1 ST123(4)100:[開始予告] 24時間以内に停波 ST4(1)1:昼間のみ               ST56(3)11:[期間情報]2日未満
2011/08/29　45分  6時 241日 H[0]=0 M[1]=1 ST123(5)101:[開始予告] 12時間以内に停波 ST4(1)1:昼間のみ               ST56(3)11:[期間情報]2日未満
2011/08/29　45分  7時 241日 H[1]=1 M[1]=1 ST123(6)110:[開始予告]  2時間以内に停波 ST4(1)1:昼間のみ               ST56(3)11:[期間情報]2日未満

※1時間に2度、15分と45分に停波情報が流れる。

福島第一、第二原発の原子力事故により避難待避の範囲内にある電波時計(東側のみ停波、西側の九州は正常稼働中)が停止
外部同期で設計されているので水晶の精度が悪い(調整トリマなども省略)時計はそろそろ10秒単位でズレ始める。

　WINDOWSパソコンにサウンドボードが内蔵されていれば、受信機を用意するだけで簡単に表示させることが可能です。
　受信に使用するソフトはwxsatを使います。衛星の軌道計算には、WINORBIT,FOOTPRNTを使っています。
　受信機の音声出力端子からサウンドボードに市販のケーブルを接続するだけです。人工衛星から受信する場合にIFの関係で
　AR-5000は適していないようですが、ディスコーンアンテナとの悪い組み合わせでも十分受信出来ます。

　・機材
　　　受信機　　AR-5000(IF=30kHz)
　　　アンテナ　D-130　(上空からの受信には不適切なディスコーンアンテナでも受信可能)
　　　ソフト　　WXSAT　(NOAA、気象FAX受信ソフト)
　　　　　　　　WINORBIT(衛星軌道計算ソフト)､ FOOTPRNT(衛星軌道計算ソフト)どちらか

　注意すべき点は、衛星軌道計算ソフトに付属しているデータは古いので、適宜NASAなどから最新軌道データをダウンロードする
　必要があります。受信音量やフィルタ設定は試行錯誤の覚悟が必要です。
　
　wxsatは自動WAV録音、BMP出力機能があるので常時待機させておけば勝手に受信してくれます。wxsat側の設定も分かりづらいので
　wavファイルを一度作成してから設定を変えて何度か同一WAVを再生させてデコードテストすると違いが良くわかります。

画面右上に日本(九州)が見える。(調整不足でグレースケールがサチっている)

画面右端に日本(雲に覆われているが四国全体は何とか識別出来る)見づらかったので着色
 
 

　AR-5000+で受信を行ったところ、VRの位置が大変シビアであまり受信できませんでした(四国の方HP比)
　WACARSというソフトを使っています。(ディスコーンアンテナで10MHz帯を受信しようとするのが無謀ですが)

　アレクソンのTAが盛大にノイズを出していることに最近気づき、NECのAtermに変更することでノイズも激減
　し受信できるようになりました。アレクソンのTAノイズをソフトスペアナで解析して低周波から何種類かの変調ノイ
　ズ(連続)が出ているのがわかりました。マイコンの動作によってノイズの音が変わるという良くある話です。

　受信は別としてもTELポートもノイズだらけで耳障りなので100万台販売してきたNECの方が、万人向けで安心
　ということでしょうか。(ただしサポートは良くないようですが・・・)

　あまりにも受信状態が悪い場合、ソフトスペアナで余分な成分が無いかチェックするのがトラブル解決の近道です。
 
 

列車事故が多く(週に4度以上、同時に3路線ダウンなども多い)今後復旧するのかしないのか？
放送が少ないのでJR旅客一斉放送を受信用に使っています。法律は素人ですが通信の秘密とは違い、放送と名が
付くので参考にして行動を取っても問題ないでしょう。運転席から漏れ聞こえるアレです。0番改札からも聞こえます。
車掌さんが指令との無線と車内放送を間違えて、一般客相手に「この列車は開閉装置不良につき運行継続は不能です」と
焦って言われてもねぇ。

20200523-