下里水路観測所固定式レーザー測距装置用時計比較装置検定（1996 年−1998 年）
CALIBRATION OF THE CLOCK SYSTEM OF THE FIXED TYPE SATELLITELASER RANGING STATION
AT THE SIMOSATO HYDROGRAPHIC OBSERVATORY (1996-1998)
Summary-The clock system of the fixed type satellite laser ranging station of the Simosato

Hydrographic Observatory have been compared with the central standard clock at the National
Astronomical Observatory and at the Communications Research Laboratory in Tokyo. In thisreport, the calibration results from 1996 to 1998 are reported.

1. はじめに
下里水路観測所における固定式レーザー測距装置に用いられている原子時計と協定世界時［UTC］との誤差を検出するために時計比較装置を保有している． 1995 年の時計比較装置の更新（TrueTime 社製 GPS 受信機

XL-DC602 ，以下本機と呼ぶ）に伴い精度検定を行ったので報告する．
1996 年 12 月は文部省国立天文台（三鷹）において保持されている中央標準時［ NAOT］（以後，［NAOT ］とする）との， 1998 年 3 月・ 1998 年 12 月は郵政省通信総合研究所（小金井）において保持されている中央標準時［ CRL］（以後，［ CRL］とする）との時計比較装置検定を行った．
文部省国立天文台と郵政省通信総合研究所では，セシウム周波数標準器によってそれぞれ［NAOT ］及び［ CRL］を保時している．
［NAOT ］及び［ CRL］と国際標準時［ UTC］との差は後述の定期刊行物によって知ることができるので，［NAOT ］ 及 び［ CRL］と本機の出力時刻［XL-DC602］とを比較することにより，本機固有の偏差を求めることができる．
本観測の目的は，本機固有の偏差を求めることにより，人工衛星レーザー測距観測（SLR）に必要な時刻精度（１μsec ）を達成しているか検定することである．なお，この検定に求める精度は 0.1μsec である（鈴木，1994 ）．また，文部省国立天文台における［ NAOT］の扱い，本測定に関わる誤差，偏差及び設置状況については水路部観測報告衛星測地編第８号（高梨，1995 ）を参照されたい．
なお，下里水路観測所ではレーザー測距装置に使用している原子時計の時刻の整合性を，1989年まではロラン C 受信機によって，1989 年から 1994 年までは時計比較装置（Trimble5000A ）によって， 1995 年から測地基線測定装置（ Trimble4000SSi）によって運用し， 1996 年からは本機によって検定している．

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2. 観測
2.1. 観測状況
2.1.1. １９９６年１２月
国立天文台において GPS 観測による時計比較検定を行った．屋上へ本機アンテナを，同建物の保時室へ本機及びカウンターを設置した（Fig.1）．
［NAOT ］の 1 pps 信号をスタート信号とし，本機の 1 pps 信号をストップ信号としてカウンターへ入力して，この差を計測するとともに毎分収録を行った．また，本機より RS232C を経てパソコンにて観測時の受信 GPS 衛星番号を毎分収録した．

受信アンテナ
TrueTime
XL-DC602 ANTENNA

カウンター設置場所
counter room

Figure 1. Site sketch of the National Astronomical Observatory.

2.1.2. １９９８年３月・１９９８年１２月
郵政省通信総合研究所において GPS 観測による時計比較装置検定を行った．３号館屋上に本機アンテナ（Fig.2, Photo.1）を，同建物３階標準器試験室に本機およびカウンターを設置し，ケーブルにより標準電波制御室内空調機械室経由でスタート信号とし，隣室の標準電波原器室にある［ CRL］の１pps 信号をストップ信号としてカウンターへ入力した（Fig.3 ）．両装置により出力されている秒信号の差をカウンターにて計測し，毎分収録を行った．また，本機より RS232Cを経てパソコンにて観測時の受信 GPS 衛星番号を毎分収録した．

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1.25m

1.00m

パイプ

GLO NA SS/G PS
Antenna

GPS Antenna

pipe
0.90m

本機アンテナ

1.60m

TrueTime XL-DC602 antenna

本機アンテナ
TrueTime XL-DC602
Antenna

1.60m

GPS Antenna

Figure 2. Antenna setting at the Communications Research Laboratory rooftop.

空調機械室
アンテナへFor TrueTime
Xl-DC602 antenna

標準電波制御室

本機
TrueTime
XL-DC602

GPS衛星番号
データ取得用PC
Data recorder (T hinkPad)
信号時間間隔データ取得用PC
Data recorder (NB-402)

カウンタ
Counter

標準器試験室

標準電波原器室[CRL]

Figure 3. System setting.

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2.2. 実施期間及び観測者
1996 年 12 月 10 日 1027 JST〜

12 月 13 日 1313 JST

高梨泰宏・高橋昌紀

1998 年

2 日 1127 JST〜

3月

5 日 1130 JST

高梨泰宏・栗原恵美

1998 年 12 月 16 日 1159 JST〜12 月 19 日 1202 JST

野田秀樹・栗原恵美

3月

2.3. 機器構成
1996 年 12 月

1998 年 3 月・ 1998 年 12 月

時計比較装置TrueTime 社製

カウンター

HewlettPackard 社製

データ記録装置

NEC 社製

時計比較装置TrueTime 社製

カウンター

HewlettPackard 社製

データ記録装置

PHILIPS 社製
IBM 社製XL-DC602
5370A

PC9801E
XL-DC602
5370A

ＮＢ-402

seriesThinkPad

2.4. 場所
1996 年 12 月

文部省国立天文台（東京都三鷹市）

1998 年 3 月・ 1998 年 12 月

郵政省通信総合研究所（東京都小金井市）

2.5. 初期設定データ
1996 年 12 月

アンテナケーブル遅延量

217

nsec

［NAOT ］1pps 信号ケーブル遅延量

12

nsec

［XL-DC602］ 1pps 信号ケーブル遅延量

48

nsec

アンテナ設定座標値（WGS84 ）自動設定

アンテナ位置について，従来国立天文台の GPS 受信機の座標値（鈴木，1994）と同じ値が使われていたが，今回は 100000 個の毎秒位置データをもとにしたアンテナ位置の自動設定機能により求めた座標値を採用した．なお，自動設定された座標値と上記国立天文台の従来値との差は数 m 程度であり，精度的にも問題はなかった．
1998 年 3 月

アンテナケーブル遅延量

217

nsec

［CRL］1pps 信号ケーブル遅延量

136

nsec

7nsec

［XL-DC602］ 1pps 信号ケーブル遅延量
アンテナ設定座標値（WGS84 ）- 53 -

φ35 °42′ 23.″ 9N

λ139° 29′ 18.″ 8E

H131m

CALIBRATION OF THE CLOCK SYSTEM OF THE FIXED TYPE SATELLITE LASER RANGINGSTATION AT THE SIMOSATO HYDROGRAPHIC OBSERVATORY (1996-1998)

1998 年 12 月

アンテナケーブル遅延量

217

nsec

［CRL］1pps 信号ケーブル遅延量

185nsec［XL-DC602］ 1pps 信号ケーブル遅延量

11nsecアンテナ設定座標値（WGS84 ）φ35 °42′ 23.″ 9N

λ139° 29′ 18.″ 8E

H131m

アンテナ設定座標値は通信総合研究所において，３ｍＶＬＢＩアンテナを基準とした測量により求められた値である．
また，各ケーブル遅延量は実測値である．

3. 製約
本機での整約では「 Daily Time Difference, Series4」による各 GPS衛星ごとの補正を行わない．
GPS の CA （ Clear and Acquisition, or Coarse and Access ）コードによるシステムは本来の位置精度として 30mのものであった．これは時刻に直すと0.1 μsec の精度である．しかしながら現在はSA（Selective Availability）と呼ばれる故意による精度劣化がなされており時刻にすると約 0.3μ sec程度になってしまう．そのため本機諸元ではチャンネルの複数化，対SA 用のフィルタリングなどが行われカタログ値でUTCに対し精度 0.05 μ sec ，標準偏差として0.07μsec とされている ．よって各 GPS 衛星ごとの補正を行うと２重の補正になってしまうため，補正を行わないこととした．
「BIPM Circular-T 」によると，観測期間中の［UTC ］に対する中央標準時［ USNO ］（米国海軍天文台の保時している時刻：以後［USNO］）のドリフト量は 1996年 12月から順に0.5nsec/day，［ NAOT］は5nsec/day ，［CRL］は1998 年 3 月から順に 2nsec/day ，0.0nsec/day ，1nsec/dayであり，3nsec/day であった．この値は本観測に求める精度を考慮すると無視できる量のためドリフトはないものとして整約を行った．
1996年 12月， 1998年 12月の取得データにはなかったことだが， 1998年 3月は標準偏差の３倍を大きくはずれる取得データを除去して整約を行った．また， 1996年 12月の 10 日 1027〜 11日 0936のデータについてはカウンター設定不良のため使用していない．

各年毎の整約値を Table 1, Table 2 に示す．なお，表中の値は以下の異なる時刻系の差を指している．

Table 1. Calibration result 1996 December (Unit : μ sec)
NAOT raw− XL-DC602 raw-0.596UTC− NAOT+0.890- 54 -UTC− USNO+0.021

CALIBRATION OF THE CLOCK SYSTEM OF THE FIXED TYPE SATELLITE LASER RANGINGSTATION AT THE SIMOSATO HYDROGRAPHIC OBSERVATORY (1996-1998)

・ NAOT raw− XL-DC602 raw
文部省国立天文台が保時している時刻［ NAOT ］と本機出力時刻［ XL-DC602］の差．今回の観測により得られたデータの平均値を用いた．ケーブル遅延量を含んでいる．
・ UTC− NAOT
中央世界時［ UTC］と国立天文台が保時している時刻［ NAOT］の差．
「BIPM Circular Ｔ108」に掲載された値を観測中央時刻において補間した．
・ UTC− USNO
中央世界時［ UTC］と米国海軍天文台が保時している時刻［ USNO ］の差．
「BIPM CircularＴ 108」に掲載された値を観測中央時刻において補間した．

Table 2. Calibration results 1998 March and 1998 December (Unit :μ sec)
1998 March
1998 December

CRL raw− XL-DC602 raw+0.048-0.165

UTC− CRL-0.110+0.060UTC− USNO+0.012-0.005

・ CRL raw− XL-DC602 raw
郵政省通信総合研究所が保時している時刻［ CRL］と本機出力時刻［XL-DC602］の差．今回の観測により得られたデータの平均値を用いた．また，ケーブル遅延量を含んでいる．
・ UTC− CRL
中央世界時［ UTC］と郵政省通信総合研究所が保時している時刻［ CRL］ の差．「 BIPM
Circular Ｔ 123 」に掲載された値を観測中央時刻において補間した．
・ UTC− USNO
中央世界時［ UTC］と米国海軍天文台が保時している時刻［ USNO ］の差．
「BIPM CircularＴ 123」に掲載された値を観測中央時刻において補間した．

4. 成果
Table 3 に各年毎の［USNO］に対する［ XL-DC602］の誤差の平均と標準偏差を，Fig.4,5,6 に遅延量と誤差を Time chart で示す．これにより，所要の精度を達成していることがわかる．
1996 年 12 月と他の年の値に違いがあるのは，1997 年 12 月に本機の修理を行ったためであると思われる．
また，下表に示すとおり本機の精度は安定していると判断され，今後の比較測定は不要と思われるが，次期時計比較装置機種更新時には比較測定を実施する必要がある．

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Table 3. Summary of calibration results (Unit :μ sec)
1996.December+0.020± 0.069［USNO］−［XL-DC602 ］

XL-DC602

1998.March-0.162 ±0.029

1998.December-0.143 ±0.035

XL-DC602 raw

UTC USNO

NAOT raw

ANTENNA

NAOT
0.596

0.021
0.890
0.048

0.217

0.012

0.020

Unit: μs ec
Figure 4. Time chart (1996 December).

UTC(CRL) raw XL-DC602 raw
XL-DC602UTCUTC(CRL)USNO

ANTEN N A

0.110
0.136
0.007
0.162

0.048
0.012
0.217
Unit: μsec

Figure 5. Time chart (1998 March).

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UTC UTC(CRL)
XL-DC602

USNO

XL-DC602 raw

UTC(CRL) raw

ANTENN A

0.005

0.185
0.060

0.011

0.165

0.217
0.143

Unit:μs ec
Figure 6. Time chart (1998 December).

5. 謝辞
本検定にあたり，文部省国立天文台の福島登志夫氏，松田浩氏，郵政省通信総合研究所の今江理人氏，大塚敦氏，国森裕生氏にご協力いただきました．ここに深く感謝いたします．

本報告は，高梨泰宏及び栗原恵美が作成した．また，観測成果の算出は高梨泰宏，野田秀樹及び栗原恵美が担当した．

参考文

BIPM, 1996 Jan.14: Circular T, 108.
BIPM, 1998 Apr. 9: ibid., 123.
BIPM, 1999 Jan.14: ibid., 132.
鈴木晃, 1994：水路部観測報告衛星測地編, 7 , p.95.
高梨泰宏, 1995：同, 8 , p.78.

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Photo 1. Antenna setting at the Communication Research Laboratory rooftop.

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Photo 2. Cables through the pipe.

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