海外の精密測位
-準天頂衛星への期待と大学間連携-MADOCA利用検討会 2016年3月29日 久保信明 （東京海洋大学） 1
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インドネシア大学（ジャカルタ） 東京海洋大学（東京）
フィリピン大学（マニラ）
海外連携基準点の例（アジア）
これまでに設置してきた大学
• チュラロンコン大学（タイ）→IGS？ • フィリピン大学（フィリピン）→リアルタイム • インドネシア大学（インドネシア）→リアルタイム • ラオス国立大学（ラオス） 3 ①大学間及び各大学においてGNSSの教育ひいては研究開発を促進する →精密暦・クロックや低コストRTKの利用を前面に ②その過程において、海外主要大学のキーパーソンをとりこんでいく ③さらに発展させて、地元企業との共同実験を実施 ④いっしょに仕事をしている先生や学生さんのニーズに合致しているか？ →さらには将来的に味方になってくれそうな企業、機関に就職しているか？Antenna NovAtel Antenna Receiver Trimble End Start
• from Airport to Tai-Pan Hotel • 24 minuets - 10 Hz
• Trimble SPS-855 Multi-GNSS • GPS/QZSS/GLONASS/BeiDou
:GPS
:QZSS :GLONASS :BeiDou
“Suvarnabhumi Airport to Sukhumvit”
Taxi RTK using Chulalongkorn’s CORS
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RTK post-processed results in Highway
based on Chulalongkorn’s CORS
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フィリピン大学基準点利用 リアルタイム
• 2016年2月20日午後 90分ほどマニラ市 のフィリピン大学周辺を車両で移動 • RTKのFIX率は90.7%（基準点はUOPの NetR9で基線長は10km以内） • 空港で購入したWiFiの利便性→遅延時間 が10秒を越えたのは1回のみ • 大学周辺は問題なかったが、大学構内は 木が生い茂っておりFIX率は低下（50%弱） 6移動中の楕円体高度の変化（90分）
フィリピン大周辺
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移動体アプリケーションの レファレンス位置として利用
ジャカルタ市内での精密位置決定作業 1.1 車両実験の概要 基準局 アンテナ 受信機 移動局 アンテナ 受信機 受信機 基準局、移動局共に アンテナ • 複数周波数対応アンテナ（マルチGNSS対応）NovAtel社 受信機 • 測量用高精度受信機（マルチGNSS対応） Trimble社 NetR9,SPS855 • 高感度受信機（マルチGNSS一部対応 ） U-Blox社 M8 2014年12月実施
ジャカルタ市内での精密位置決定作業 1.2 簡易基準点の概要 • cm級の精密測位(RTK-GNSS)のためには基準点の設置が必須 ⇒日本国内には国土地理院によりおよそ1300点設置されている • 簡易基準点 – 遮蔽物のない天空が開けた場所、長時間安定した場所⇒ビルの屋上などが理想的 – 基線長の制約により実験場所付近(20km以内程度)への設置が必要 – 今回は公園の駐車場の中心付近、車両へアンテナと受信機を設置し簡易基準局として運用 ホテルの駐車場の天空 不可 公園の駐車場 障害物少 アンテナ 簡易基準局
ジャカルタ市内での精密位置決定作業 1.3 走行経路 12/2 1走行目 約1時間 12/2 2走行目 約4時間 12/3 1走行目 約1時間 12/3 2走行目 約3.5時間 基準点 基準点 基準点 基準点
GNSSデータ解析 2.1 解析結果 12/2 コース1 :研究室エンジン :市販エンジン :研究室エンジン :市販エンジン 水平方向解析結果 (基準点からの距離) [m] [m] 高度方向解析結果 (楕円体高度) [m] GPSTIME[s ec] 2014年12月2日 コース 1 3494秒-10Hz 使用衛星 GPS/QZSS/BeiDou/ GLONASS 利 便 性 研究室 71.9％ 市販 72.2％ 10分 原点：基準点 ミスFIXあり ※利便性：データ取得時間の内、良好な結果が得られた割合
GNSSデータ解析 2.2 解析結果 12/3 コース2 :研究室エンジン :市販エンジン :研究室エンジン :市販エンジン 水平方向解析結果 (基準点からの距離) [m] [m] 高度方向解析結果 (楕円体高度) [m] GPSTIME[s ec] 2014年12月3日 使用衛星 GPS/QZSS/BeiDou/ GLONASS 研究室エンジン 市販エンジン 利便性 コース 2 3995秒 - 5Hz コース 2 12590秒 - 5Hz 85.6 % 83.1 % 30分 原点：基準点 ※利便性：データ取得時間の内、良好な結果が得られた割合
GNSSデータ解析 2.3 RTK測位 GPS vs. GPS/QZSS (市販エンジン) 12/3 1走行目 約1時間 コース１12/3 約1時間 利便性 GPS 65.3% GPS/QZSS 72.3％ :GPS :GPS/QZSS 水平方向解析結果 (基準点からの距離) [m] [m] 原点：基準点 高度方向解析結果 (楕円体高度) [m] GPSTIME[s ec] 10分 :GPS :GPS/QZSS • QZSSは現状1機のみ。インドネ シアでは高仰角ではない ⇔精度は向上、効果あり ⇒今後の増加によりさらなる効果が 期待できる ※利便性：データ取得時間の内、良好な結果が得られた割合
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●GPS
●GPS/QZS/BeiDou
Bangkok Downtown
Car navigation grade receiver comparison (GPS or GPS/QZS/BEI of same receiver)
Under elevated train
Smooth trajectory
アジアでの経験
• 現在GESTISSでの仕事において、アジア主要大学で教育・研究 開発用の基準点設置を行っている • 欧米や中国、韓国と比較すると、アジアはまだ発展途上 （GNSSの教育・研究開発）。日本のように基準点網が発展して いるようにも見えない • その際、準天頂衛星のアピールを同時に実施 • セミナー等を開催すると、必ず準天頂衛星の補正データにつ いて質問がある • 国内でのサービス概要は概ね回答できるが、現地でのサービ スについて回答できない、、、 15付加価値をつけていく
• 「準天頂衛星の補正データを利用すれば、数㎝またはデシ メートルで測位できますよ」というのは簡単だが、実際にサー ビスを提供することは大変である • 海外でのニーズ調査もさることながら、本当の意味で利用頂く サービスを提供することが極めて大事 • 自動車等のアプリケーションとして利用頂けるのは良い。これ まではカーナビ等の利便性に限られていた（ただし、アジアで は現状カーナビもこれから？様々な付加価値をつけていく） 16研究者との雑談
• 実際にグローバルに精密暦やクロックを展開している企業の 研究者 • 準天頂衛星からフリーのような形態で精密暦やクロックを放 送することは問題ない（彼らも利用？） • ただし、実際に農業等の分野で利用して頂いている経験から、 所定の精度がでずに、現場に混乱を起こしてしまうと大変。 我々は、そのような保証のためにもお金を頂いている • 補正データを放送して所定の精度を出すことと、実際にお客 様にサービスを提供することはイコールではない 17競争相手？
• 中国はBEIDOUの現在のステータスを見ても今後も伸びてく る？10年後はわからない？ • 欧州はどうか？アジアでのサービスは協力できそうか？ • また米国との関係は？ロシアは？ • 基本的にはマルチGNSSがキーであることは間違いないので、 フリーで利用できる国際関係を維持していくことがとても大事 • シンガポールのITS関連での案件を日本の企業が受注 • このような案件について、着実に信頼できるサービスを提供し ていくことがとても大事 18海洋大での取り組み
• 高精度単独測位のアルゴリズム • RTKLIBを利用したMADOCA-PPPの実証実験をオープンスカイ をベースに実施 • 船舶等での長期データも収集し解析→LANDではどうしても RTKに頼りがち。しかし海ではRTKは無理 • 海洋大として、海洋開発は大学に課せられた重要なテーマ。 なんとか精密測位等でお役にたてないか模索 • LEX信号用ソフト受信機での制作 • 擬似距離ベースの精密暦、クロックの利用 19Use of Precise Orbit and Clock for Code-based Positioning
• Code-based positioning with precise orbit, clock and dual-frequency observation has a potential to provide decimeter level navigation.
• DGNSS is regional service but this is world-wide.
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Carrier-phased
PPP Code-basedPPP
Positioning
Accuracy 1-10 cm 50-100 cm
Convergence 0.5-1 hour Instant
屋上での静止データ実験
Receiver Trimble NetR9
Antenna Trimble Zephyr Zeodetic 2 Satellites GPS
Frequencies Dual-Frequency (L1,L2) Experimental Hour 12 hours
Epoch 1 second Elevaion Mask 15 deg CN_Threshold 30dB
Precise Orbit and Clock QZF (QZSS Final)
実際の比較結果（水平）
Code-based PPP with Precise Orbit ,
水平方向での精度評価と比較
Standard Deviation(m) Maximum Error(m) Percentage within 1.5m
Single Positioning 1.324 9.9 25.5%
Single Positioning with
Precise Orbit and Clock 1.09 8.2 42.3%
Code-based PPP 0.495 5.4 88.3%
Code-based PPP with
Carrier Smoothing (100sec) 0.277 1.7 99.8%
Code-based PPP with
まとめ
• 産官学の中で、産官の方々のバックアップができるような活動 を今後も継続したい
