Historisches Zeitmessung Die Zeitmessung ist nicht nur eine Frage der Ganggenauigkeit von Uhren, sondern auch die Frage der Festlegung eines „Zeit-Nullpunktes“. Seit der Antike war es üblich, die absolute Zeit mit Hilfe von Sonnenuhren zu ermitteln, was allerdings zur Folge hatte, dass die Zeitmessung ortsabhängig war und insbesondere von der Erdrotationsdauer abhing, da sich jeder Punkt der Erdoberfläche in 24 Stunden einmal um die Erdachse dreht. Im Mittelalter wurden die Kirchturmuhren regelmäßig anhand des örtlichen Sonnenstandes nachjustiert und machten ihr Zeitsignal per Glockenschlag bekannt.

Durch die zunehmende Vernetzung der Welt infolge eines permanent ansteigenden Verkehrsaufkommens (Eisenbahn, Seeschifffahrt) erwies sich das Prinzip der lokalen wahren Ortszeit jedoch als nicht mehr praktikabel. Aus diesem Grund wurden in den 1840–1860er Jahren in fast allen europäischen Ländern landesweit einheitliche Zeitzonen festgelegt, in denen jeweils eine einheitliche Zeit herrscht. Diese unterscheidet sich von der Ortszeit und kann daher nicht an jedem Ort mit einer Sonnenstandsmessung ermittelt werden. Vielmehr werden die Zeitsignale an einem bestimmten Ort erzeugt und müssen dann innerhalb der betreffenden Zeitzone verbreitet werden.

Die Bestimmung der Zeit kann dabei auf unterschiedlichen Wegen erfolgen. Während anfänglich Messungen des Sonnenstandes oder astronomische Messungen vorgenommen wurden, ging man relativ schnell zu mechanischen Präzisionsuhren über, später zu elektrischen Uhren, elektronischen Uhren, Quarzuhren und schließlich zur Atomuhr und der Wasserstoff-Maser-Uhr. Letztere sind so genau, dass sie nicht mehr anhand der Erdumdrehung geeicht werden, sondern aufgrund der extrem konstanten intermolekularen Frequenzen selbst als Zeitnormal dienen und bei abweichender Erdrotationsdauer zum Einfügen oder Auslassen von Schaltsekunden verwendet werden.

Zeitübermittlung Die Übertragung des Zeitsignals von einer Quelle bis zum Nutzer erfolgte anfänglich auf unterschiedlichen Wegen. Beispielsweise konnte man beim mathematisch-physikalischen Salon in Dresden die Uhrzeit abonnieren, die dann in regelmäßigen Abständen von einem Boten mit einer tragbaren Uhr überbracht wurde.

Mit der Einführung und Weiterentwicklung des Eisenbahnwesens war es nötig, die mechanischen Uhren auf den Bahnhöfen zu synchronisieren. Das geschah bald über elektrische Leitungen mit Hilfe von Stellimpulsen.

Andere Übertragungstechniken verwendeten optische Signale. Im Jahre 1876 wurde auf dem Kaispeicher A im Hamburger Hafen eine Zeitball-Anlage errichtet. Gegen Mittag, 10 Minuten vor 12:00 Uhr, wurde ein 1 Meter großer, schwarzer Ball halb – und drei Minuten vor 12:00 Uhr schließlich ganz – hochgezogen und pünktlich um 12:00 Uhr Greenwich-Zeit 3 Meter tief fallen gelassen. Diese Anlage konnte von der Sternwarte aus durch ein unterirdisch verlegtes Kabel gesteuert werden – zunächst direkt durch den Druck einer Taste durch die Astronomen in der Sternwarte am Millerntor, ab 1899 automatisch durch elektrische Kontakte an der Pendeluhr. Die Genauigkeit lag bei einer Zehntelsekunde pro Tag. , Gudrun Wolfschmidt, Institut für Geschichte der Naturwissenschaften, Mathematik und Technik an der Universität HamburgJochen Schramm: Sterne über Hamburg Da ein solcher Zeitball nur auf vergleichsweise kurze Distanzen erkennbar war, entwickelte sich bald der Wunsch nach einem System zur Übertragung von Zeitsignalen über größere Entfernungen.

Zeitsignale per Funk Die in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts entstehenden Möglichkeiten der Telegrafie wurden von Beginn an auch zur Verteilung von Zeitsignalen genutzt. Die Voraussetzungen dafür schuf Alexander Stepanowitsch Popow, dem es im Jahr 1895 als Erstem gelungen war, mit einem Funksender Funksignale bis zu einer 250 m entfernten Antenne drahtlos zu übertragen.

Guglielmo Marconi hatte 1899 eine drahtlose Kommunikationsmöglichkeit zwischen Frankreich und England über den Ärmelkanal geschaffen. Im Jahr 1901 sandte er erstmals drahtlose Signale über den Atlantischen Ozean.Michael A. Lombardi: Radio Controlled Clocks, 2003 NCSL International Workshop and Symposium. (pdf, englisch; 1,0 MB)

Etwa in der Mitte von Marconis frühen Arbeiten wurde ein Vorschlag gemacht, das neue, drahtlose Medium für die Verbreitung von Zeitsignalen per Funk zu verwenden. In einem Gespräch vor der Royal Dublin Society im November 1898 schlug der Instrumentenmacher und Ingenieur Howard Grubb (Sir Howard Grubb, Parsons and Co.) als erster das Konzept einer funkgesteuerten Uhr vor.A. V. Simcock: Sir Howard Grubb’s proposals for radio control of clocks and watches, Radio Time, Band 4, Ausgabe 10, Herbst 1992, Seiten 18–22

In der Fachzeitschrift „Scientific Proceedings for the Royal Dublin Society“ schrieb Grubb unter dem Titel „Proposal for the Utilisation of the ‘Marconi’ System of Wireless Telegraphy for the Control of Public and Other Clocks“:

Damit war die Grundidee der Übertragung der Zeitzeichen per Funk geboren.

Zeitsignale per Funk für die Schifffahrt Die ersten Zeitsignale für die Schifffahrt wurden im Jahr 1903 von der United States Navy unter Verwendung einer Uhr in dem United States Naval Observatory in Washington, D.C. übertragen. Dabei handelte es sich jedoch um einen unregelmäßigen Seedienst, der den Seeleuten die Überprüfung und Einstellung ihrer Seechronometer gestatten sollte.

Erst ab dem 9. August 1904 begann ein regelmäßiger Funkdienst nach Zeitplan von dem Navy Yard in Boston. Möglicherweise ist der erste Funksender für Zeitsignale außerhalb der USA die kanadische Station VCS in Halifax gewesen, die 1907 zu senden begann.

Ab dem Jahr 1910 wurden Zeitzeichen auch in Europa gefunkt. Das französische Bureau des Longitudes strahlte zweimal am Tag Zeitsignale über den Eiffelturm ab. Die Referenzuhr befand sich in dem nahe gelegenen Pariser Observatorium und die Wellenlänge der Übertragungen lag bei 2.000 Metern. Aufgrund dieser langwelligen Frequenz, die über große Entfernungen hinweg empfangen werden kann, waren die Signale dieses Senders mit dem Kennbuchstaben „FL“ für die Schifffahrt bestimmt und sollten es der Marine ermöglichen, die Schiffschronometer zu korrigieren.

Demselben Zweck dienten die Funksignale von Norddeich Radio, die ebenfalls ab 1910 von einer Sendeanlage 30 km nördlich von Emden abgestrahlt wurden.David J. Boullin: Funkuhren für den Hausgebrauch, in: Alte Uhren und moderne Zeitmessung, Callwey, München 1989, (Heft 4, S. 49ff)

Kennungen der Zeitsignale per Funk Man begann frühzeitig, die abgestrahlten Zeitsignale entsprechend dem Morsecode durch eine bestimmte Sequenz von Tönen darzustellen. Beispielsweise hatte das von dem Eiffelturm abgestrahlte Zeitsignal mit dem Namen „Tempus“ ein ganz bestimmtes Muster von aufeinanderfolgenden Punkten und Strichen.

Bereits im Jahr 1912 war man bestrebt, solche Zeit-Codes international zu standardisieren. Im Rahmen der Conférence Internationale de l’Heure in den Jahren 1912/13 wurde aufgrund einer internationalen Vereinbarung das sogenannte „Onogo-Zeitsignal“ geschaffen. Dieses ist benannt nach dem diesem Zeitsignal zugrunde liegenden Morse-Code, der nur aus den Buchstaben O (---), N (-.) und G (--.) in der Reihenfolge O N O G O besteht. Dieses Signal wurde bald darauf in Deutschland (Radio Norddeich), Schweden und Spanien eingeführt.Dr.-Ing. Edgar Müller: Über die gebräuchlichsten Uhrvergleiche ohne Registrierung für astronomisch-geodätische Zwecke, Schriftenreihe der Gesellschaft für Zeitmeßkunde und Uhrentechnik, Band 11, Berlin 1941, S. 5ff

Weltuhr des Deutschen Kaiserreiches Zwischenzeitlich war Ferdinand Schneider zu der Idee der exakten „Weltuhr“ gelangt – also der Synchronisierung aller elektrischen Uhren im Deutschen Kaiserreich mit ferngesteuerten elektrischen Impulsen von einem Sender in Fulda aus. Zu diesem Zweck sollte in Fulda ein 150 Meter hoher Sendeturm in der Johannisau erstellt werden und war bereits im Frühjahr 1914 eingemessen worden. Doch der Ausbruch des Ersten Weltkrieges machte die Planungen zunichte. Zudem beschlagnahmte das Militär Schneiders drahtlose Sendestation. , Fuldaer Zeitung, 30. März 2005St. Mollenhauer (Hrsg.): Ferdinand Schneider. Lebenserinnerungen eines Fuldaer Erfinders und Pioniers der „Drahtlosen Telegraphie“. Verlag Parzeller, Fulda, 2005. ISBN 3-7900-0378-6 Das war die erste Bestrebung, eine Sendeanlage nur für die Übertragung von Zeitzeichen zu schaffen, eine Idee, die in Deutschland erst im Jahr 1970 realisiert wurde.

Im Verlauf des Ersten Weltkrieges wurden die Zeitzeichen von der Küstenfunkstelle Norddeich zwar 1916 eingestellt, nach vielen Protesten der Seeleute aber schon am 5. Januar 1917 von der Großfunkstelle Nauen wieder aufgenommen und auf Langwelle mit einer Wellenlänge von 3.100 Metern ausgestrahlt. Das Zeitzeichen war mittags und um Mitternacht zu hören und wurde nach dem ONOGO-System codiert.

Im Jahr 1924 begann die British Broadcasting Corporation in London mit der Einführung des sogenannten „Six-Pip“-Signals, wobei die ersten fünf „Pips“ als hörbare Töne verwendet wurden, um die Sekunden bis zu dem sechsten, relevanten „Pip“ herabzuzählen. Früher als „Greenwich-Zeitsignal“ bezeichnet, kann man diese „Pips“ selbst heute noch im BBC-Rundfunkprogramm hören.

Demgegenüber wurde mittlerweile in Deutschland von einigen regionalen Rundfunksendern und auch vom Deutschlandsender das ONOGO-Zeitsignal in regelmäßigen Zeitabständen gesendet, beispielsweise im Rahmen von Nachrichtensendungen. Der Vorsitzende der Deutschen Gesellschaft für Zeitmesskunde und Uhrentechnik berichtete in der Mitgliederversammlung am 10. Januar 1932 in Berlin, dass bestimmte Kreise von Rundfunkhörern, aber auch gewisse Funkzeitschriften erstrebten, das ONOGO-Zeitsignal in Zukunft nicht mehr über die Rundfunksender zu senden. Von der Deutschen Seewarte wurde an dieser Stelle der Vorschlag gemacht, anstelle der mangelhaften mündlichen Zeitansagen der Rundfunkansager ein automatisches Punktsignal kurzer Dauer einzuführen, das eventuell auch in die Unterhaltungssendungen „eingeblendet“ werden könnte. Trotz starken Protestes der Deutschen Gesellschaft für Zeitmesskunde und Uhrentechnik entschloss sich daraufhin das Reichspostministerium, die Übertragung des ONOGO-Zeitzeichens über die Rundfunksender fallen zu lassen, so dass dieses Zeichen nur noch über den Deutschlandsender, den Deutschen Kurzwellensender, den Sender Radio Norddeich und die Großfunkstelle Nauen empfangen werden konnte.Dr. A. Repsold: Übertragung des Nauener Zeitsignals durch Rundfunk, Schriftenreihe der Gesellschaft für Zeitmeßkunde und Uhrentechnik, Band 4, Berlin 1932, Seiten 31 ff

Kurzsignal Ab dem 1. Juli 1932 sendete der Reichssender Hamburg jeweils um 7.00 Uhr, 11.00 Uhr, 15.00 Uhr, 19.00 Uhr und 23.00 Uhr MEZ ein sog. Kurzsignal als Zeitsignal, das jeweils 30 Sekunden vor der vollen Stunde begann und zunächst zehn Sekunden-Takte umfasste, dann je drei Zeittöne nach jeweils fünf Sekunden und schließlich nochmals je ein Zeitzeichen während der letzten drei Sekunden vor der vollen Stunde. Dieses Zeitsignal wurde außerdem von den Nebensendern des Reichssenders Hamburg und auch von dem Deutschlandsender jeweils vor 7.00 Uhr, 12.00 Uhr, 18.00 Uhr und 23.00 Uhr MEZ gesendet.

Koinzidenz-Zeitsignal Demgegenüber bestand das vom Sender Nauen und dem Deutschlandsender jeweils um 1.00 Uhr und um 13.00 Uhr MEZ abgestrahlte Zeitsignal aus einer 10-minütigen Sequenz. Während der letzten 5 Minuten vor der vollen Stunde wurde das sog. ONOGO-Zeitsignal abgestrahlt und in den Minuten 1 bis 6 nach der vollen Stunde ein sogenanntes Koinzidenz-Zeitsignal. Das Signal der Funktelegraphenstation der Deutschen Großfunkstelle Nauen wurde auf Längstwelle 18130 m sowie auf Kurzwelle ausgestrahlt. Die Steuerung erfolgte von der Deutschen Seewarte in Hamburg aus.