• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제10권3호
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• pp.197-206
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• 2021

We compared two typical ensemble time scale algorithms; AT1 and Kalman filter. Four commercial atomic clocks composed of two hydrogen masers and two cesium atomic clocks provided measurement data to the algorithms. The allocation of relative weights to the clocks is important to generate a stable ensemble time. A 30 day-average-weight model, which was obtained from the average Allan variance of each clock, was applied to the AT1 algorithm. For the reduced Kalman filter (Kred) algorithm, we gave the same weights to the two hydrogen masers. We also compared the frequency stabilities of the outcome from the algorithms when the frequency offsets and/or the frequency drift offsets estimated by the algorithms were corrected or not corrected by the KRISS-made primary frequency standard, KRISS-F1. We found that the Kred algorithm is more effective to generate a stable ensemble time scale in the long-term, and the algorithm also generates much enhanced short-term stability when the frequency offset is used for the calculation of the Allan deviation instead of the phase offset.

• 항공우주산업기술동향
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• 제8권1호
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• pp.77-85
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• 2010

현재 GPS 위성항법시스템은 모두 32기의 Block IIA, Block IIR, Block IIR-M 위성으로 운용되고 있으며 12기의 Block IIA 위성은 15년 이상 된 것들이다. 열악한 우주 환경 속에서 장기간 사용된 위성은 고장이 발생하기도 하고, 특히 정밀한 위치와 시각 제공을 위해 탑재된 원자시계의 노후로 인하여 이상 현상이 발생 하기도 한다. 최근 IGS에서 제공하고 있는 Ultra-rapid 위성 시계 예측 정보의 정확도 성능이 떨어지고 있는데, Block IIA 위성 세슘 시계가 외부 환경이나 온도 변화에 쉽게 영향을 받아 안정된 원자시계의 성향을 보이지 않기 때문이다. 이런 노후 된 위성시계의 이상 현상은 GPS를 이용하는 응용분야에서 위치 성능의 저하를 수반한다. 따라서 노후 된 위성 시계의 성질과 이상 현상 등을 살펴보고 이를 감지 및 극복할 수 있는 기술 현황을 소개한다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제7권1호
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• pp.119-127
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• 2009

1970년대 이후로 지금까지 450여개의 원자 주파수 표준기 (또는 원자시계)가 통신이나 과학 실험의 목적으로 우주로 발사되었다. GPS 위성의 경우 루비듐 주파수 표준기와 세슘 주파수 표준기가 탑재되어 사용자들에게 정밀한 위치와 시각을 제공하고 있다. 원자 주파수 표준기 개발 기술이 향상됨에 따라 성능이 뛰어난 주파수 표준 기들이 우주에서 동작하고 있고, 이는 위성의 수명이나 신뢰도를 높일 수 있다. 본 논문에서는 원자 주파수 표준기의 기본 원리 및 특성에 대해 기술하고, 위성에 탑재되어 있는 우주용 원자 주파수 표준기 종류에 대해서 소개한다. 또한 GPS 항법위성의 기준이 되고 있는 GPS 시간척도와 이를 활용한 응용분야에 대해서 기술한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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• pp.33.3-33
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• 2002

Pseudolite (PL) is a kind of signal generator, which transmits GPS-like signal at the ground. However our own made PL is different from a GPS satellite in clock accuracy. GPS satellites are synchronized by use of high precision atomic clocks. But because our PLs use low cost temperature controlled oscillators (TCXO), so it is very difficult to synchronize them. Hence, we should install reference station and use Differential GPS (DGPS) algorithm to calculate user position. By use of this method, we already developed indoor navigation system a few years ago. We named it as 'Asynchronous Pseudolite Indoor Navigation System'. However, this system requires that sampling times of all the receivers...

• 한국항공우주학회지
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• 제38권1호
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• pp.58-63
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• 2010

본 논문에서는 GPS 위성시계의 갑작스런 주파수 도약이 발생하였을 때 이를 즉시 검출할 수 있는 기법을 제시한다. GPS 위성은 정밀 위치와 시각 정보를 제공하기 위해 원자시계를 장착하고 있으나, 위성 원자시계는 장기적으로는 이차 함수의 형태를, 단기적으로는 주기가 일정치 않은 주기함수의 형태를 보이면서 가끔씩 신호에 갑작스런 도약 현상이 발생한다. 위성 시계의 이상 현상은 GPS 측정치에 큰 오차를 수반하기 때문에, 실시간 정밀 위치 응용분야에서는 위성시계 이상 신호를 즉시 검출할 수 있는 기법이 요구된다. 이를 위해 다양한 신호처리 분야에서 특정한 신호를 검출하는데 활용되고 있는 Teager 에너지를 적용하였으며, 그 결과 시계 도약 현상을 효과적으로 검출할 수 있었고, 일반적인 위성시계 도약 검출 기법과의 비교를 통해 제시한 기법의 유용성을 확인하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권1호
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• pp.111-115
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• 2024

This study builds a machine learning model optimized for clocks among various techniques in the field of artificial intelligence and applies it to clock stabilization or synchronization technology based on atomic clock noise characteristics. In addition, the possibility of providing stable source clock data is confirmed through the characteristics of machine learning predicted values during holdover of atomic clocks. The proposed machine learning model is evaluated by comparing its performance with the AutoRegressive Integrated Moving Average (ARIMA) model, an existing statistical clock prediction model. From the results of the analysis, the prediction model proposed in this study (MSE: 9.47476) has a lower MSE value than the ARIMA model (MSE: 221.2622), which means that it provides more accurate predictions. The prediction accuracy is based on understanding the complex nature of data that changes over time and how well the model reflects this. The application of a machine learning prediction model can be seen as a way to overcome the limitations of the statistical-based ARIMA model in time series prediction and achieve improved prediction performance.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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• pp.74-75
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• 2000

The past few decades have witnessed the development of very robust technique, known as magneto-optical trap(MOT), for cooling and trapping of neutral atoms using lasers and magnetic fields. This technique can easily produce cooled atoms to a temperature range of nano-kelvin $s^{(1)}$ . These laser cooled and trapped atoms have found applications in various fields, such as ultrahigh resolution spectroscopy, precision atomic clocks, very cold atomic collision physics, Bose-Einstein Condensation, the Atom laser, etc. Particularly, a few isolated atoms of very low temperature are needed in the cavity QED studies in the optical regime. One can obtain such atoms from a MOT using the atomic fountain technique. The widely used technique for atomic fountain is, first to cool and trap the neutral atoms in MOT. And then launch them in the vertical (1, 1, 1) direction with respect to cooling beams, using moving molasses technique. Recently, this technique combined with the cavity-QED has opened an active area of basic research. This way atoms can be strongly coupled to the optical radiation in the cavity and leads to various new effects. Trapping of single atom after separating it from MOT in the high Q-optical cavity is actively initiated presentl $y^{(2.3)}$. This will help to sharpen our understanding of atom-photon interaction at quantum level and may lead to the development of single-atom laser. Our efforts to develop an $^{85}$ Rb-atomic fountain is in progress. (omitted)

• 한국통신학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.200-203
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• 1987

방송위성을 이용하여 시각을 비교하는 방법을 제시하였다. 한국표준연구소와 일본전파연구소가 각기 보유하고 있는 원자시계의 시각비교 실험을 BS-2a을 이용하여 수행하였다. 그리고 본 실험에서는 미해군관측소(USNO)의 이동원자시계를 이용하여 시각비교 오차를 $0.1_mu$s이내로 보정하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제7권3호
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• pp.429-435
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• 2012

In this study, a real-time architecture for the detection of clock jumps in the GPS clock behavior is proposed. GPS satellite atomic clocks have characteristics of a second order polynomial in the long term showing sudden jumps occasionally. As satellite clock anomalies influence on GPS measurements which could deliver wrong position information to users as a result, it is required to develop a real time technique for the detection of the clock anomalies especially on the real-time GPS applications such as aviation. The proposed strategy is based on Teager Energy operator, which can be immediately detect any changes in the satellite clock bias estimated from GPS carrier phase measurements. The verification results under numerous cases in the presence of clock jumps are demonstrated.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제13권1호
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• pp.35-44
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• 2024

This investigation primarily focuses on the generational characteristics of satellites utilized in the existing Global Navigation Satellite System (GNSS) and Regional Navigation Satellite System (RNSS), with a central emphasis on comparing the operational status of the latest generation satellites. Variations among satellite generations in physical attributes, energy consumption, and timekeeping are observed, enabling an exploration of the developmental trends over successive generations. Through a comparative analysis of the latest generation satellites, particularly in terms of performance, this study aims to furnish essential insights into the satellites employed within each system. Consequently, it will contribute to a foundational understanding of the past, present, and future GNSS satellites.