Abstract
The GPS satellite has three or four atomic clocks that consist of cesiums and rubidiums and the NANU messages can be used to identify the kind of the onboard atomic clock because they classify the clock type on a daily basis. In this study, for long-term analysis of the GPS satellite clock behavior, we extracted satellite clock errors for every PRN from years 2001 through 2009 using the SP3 files that are provided by the IGS. As a result, the cesium clock offsets usually have a linear trend of drifting. On the other hand, rubidium offsets show curvilinear variations in general, even though they cannot be represented as anyone specific polynomial function. For short-term analysis, we extracted satellite clock errors for each PRN for a week-long period using the CLK files that are also provided by the IGS and curve-fitted them with first-order and second-order polynomial functions. In cases of cesium clock errors, they were well-represented by first-order polynomial functions and rubidium clock errors were similar with second-order polynomials. However, some of rubidium clock errors could not be represented as any polynomial fitting function. To analyze the characteristic of GPS satellite by each block and atomic clock, we applied Modified Allan Deviation criterion to the dataset from years 2007 and 2010. We found that the Modified Allan Deviation characteristics changed significantly according the block and atomic clock type.
GPS 위성은 세슘과 루비듐으로 이루어진 원자시계가 3~4개 탑재되어 있으며 NANU 정보를 통해 현재와 과거에 사용했었던 원자시계의 종류를 파악할 수 있다. 이 연구에서는 2001년부터 2009년까지의 SP3 파일에서 각 PRN에 대한 위성시계오차를 추출하여 분석하였다. 분석 결과 대체적으로 세슘시계는 직선형태, 루비듐시계는 곡선형태의 특성을 보였으나 일정한 경향은 나타나지 않았다. 또한 일주일간의 CLK 파일에서 위성시계오차를 추출하여 각 PRN별로 1차식과 2차식으로 접합하고 그 결과를 비교하였다. 세슘시계의 경우 2차식보다 1차식이 추출 데이터와 유사하였으며 루비듐시계의 경우 2차식이 추출 데이터와 유사하였고 특정 PRN은 다차항 형태의 특성을 보였다. 그리고 Modified Allan Deviation 방법을 이용하여 2007년과 2010년의 GPS 위성을 Block별, 원자 시계별로 분석하였다. 그결과 GPS 위성은 Block별, 원자시계별로 서로 다른 특성이 보였으며 Block 또는 원자시계가 변경되면 그 특성도 변경되는 것을 확인할 수 있었다.
