広域DGPSとMSAS GPS/GNSSシンポジウム2006 チュートリアル 電子航法研究所 坂井 丈泰 東京海洋大学 Nov. 15, 2006 GPS/GNSSシンポジウム2006 チュートリアル 広域DGPSとMSAS 電子航法研究所　　坂井 丈泰

Introduction ディファレンシャルGPS（differential GPS）方式： Nov. 2006 Sakai, ENRI Introduction ディファレンシャルGPS（differential GPS）方式： GPSの測位誤差を補正することで精度を向上させる手法。 補正情報を基準局で生成し、リアルタイムデータリンクにより移動局に伝送する。 狭い範囲（100km以内程度）を対象とする狭域DGPSと、サービスエリアの広い広域DGPSがある。いわゆるDGPSは狭域DGPSを指す。 広域DGPSでは、補正情報を静止衛星から放送するサービスが有効。 本チュートリアルでは、DGPSについて基本的な知識を解説： （１） DGPSの原理 （２） 狭域DGPS方式 （３） 広域DGPS方式 （４） 広域補強システムMSAS （５） 広域補強プロトタイプシステム

Nov. 2006 Sakai, ENRI （１）DＧＰＳの原理 測位誤差の要因 衛星配置と測距精度 DGPSによる補正

Nov. 2006 Sakai, ENRI 測位誤差の例（DGPSなし） 東京都調布市　2001年10月19日

GPSにおける測位誤差の要因 衛星クロック誤差 太陽光線 衛星軌道情報の誤差 電離層遅延（～100m） 電離層 高度250～400km程度 Nov. 2006 Sakai, ENRI GPSにおける測位誤差の要因 衛星軌道情報の誤差 対流圏 電離層 電離層遅延（～100m） 周波数に依存 対流圏遅延（～20m） マルチパス 衛星クロック誤差 高度250～400km程度 高度7km程度まで 太陽光線

測位精度を決めるもの：衛星配置 ユーザが利用可能な衛星の数および配置（geometry）により、測位精度が変わってくる。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 測位精度を決めるもの：衛星配置 ユーザが利用可能な衛星の数および配置（geometry）により、測位精度が変わってくる。 一般的には、低仰角にまんべんなく衛星が分布し、高仰角にも衛星があるような配置が好ましい。 測位に利用する衛星の視線方向の単位ベクトルが張る立体の体積が大きいほどよいといわれる。 衛星配置の良し悪し：DOP 衛星配置の良し悪しを表す指標としてDOP（dilution of precision）が使われる。DOPが小さいほど良好な配置を意味する。 DOPは上に述べた立体の体積に関係があるが、直接比例・反比例の関係にあるわけではない。 DGPSでは、一般にDOPは悪化する。 基準局と共通に見えている衛星しか使えないから。

測位精度を決めるもの：測距精度 擬似距離の測定精度により、測位精度が変わってくる。 仰角マスクの適用： Nov. 2006 Sakai, ENRI 測位精度を決めるもの：測距精度 擬似距離の測定精度により、測位精度が変わってくる。 衛星クロック・衛星位置・電離層遅延・対流圏遅延・マルチパス・受信機クロックなど、多くの誤差要因がある。 測位精度は、測距精度とDOPの積におおむね比例。 測位精度 ＝ DOP × 測距精度 仰角マスクの適用： 大気遅延やマルチパスによる影響は低仰角ほど大きい。 仰角マスク以下の仰角にある衛星は、測位に利用しないこととする。 仰角マスクを高くすると測位精度は向上するが、高くしすぎると衛星数が減少して精度が悪くなるか、測位そのものができなくなる。 DGPSでは、バイアス性の誤差を補正する。 DGPSで補正されるのは、測距誤差のうちの、基準局と共通なバイアス性の誤差。ランダム誤差は補正できない。

Nov. 2006 Sakai, ENRI 低仰角衛星による影響 仰角の低い衛星が悪影響を及ぼしている

測距精度の仰角依存性 測距精度は、衛星の仰角が低くなると悪化する。 対策（1）：低仰角の衛星は使わない（仰 角マスク）。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 測距精度の仰角依存性 測距精度は、衛星の仰角が低くなると悪化する。 対策（1）：低仰角の衛星は使わない（仰　　　　　角マスク）。 対策（2）：仰角に依存して重みをつけて　　　　　測位に使用する（衛星数>4の　　　　　　場合）。 仰角マスクは、測量等では15度以上、移動体航法では5～10度程度が普通。 仰角マスクを超える衛星について、重みをつけて計算するのが一般的。 仰角

測位精度の見積り 測位誤差モデルの例（やや控えめ） 米軍による規定（民間用標準測位サービス） 誤差要因 衛星軌道 衛星クロック 電離層遅延 Nov. 2006 Sakai, ENRI 測位精度の見積り 測位誤差モデルの例（やや控えめ） 誤差要因 衛星軌道 衛星クロック 電離層遅延 対流圏遅延 マルチパス 受信機・その他 測距誤差 水平測位誤差（HDOP=2.0） 垂直測位誤差（VDOP=2.5） バイアス成分（m） ランダム成分（m） 合計（m） 2.1 0.0 2.0 0.7 4.0 0.5 1.0 1.4 0.2 5.1 5.3 10.6 13.3 米軍による規定（民間用標準測位サービス） 全世界平均（95%） 最悪（95%） 水平方向 13 m 36 m 垂直方向 22 m 77 m

ディファレンシャルGPS GPSの誤差要因の多くは空間的な相関があるから、離れた地点間でも測距誤差は似ている。 Nov. 2006 Sakai, ENRI ディファレンシャルGPS 基準局 移動局 測定誤差 基準局と同じ 擬似距離を測定 基準局から誤差情報を送信 GPSの誤差要因の多くは空間的な相関があるから、離れた地点間でも測距誤差は似ている。 位置がわかっている基準局で測距誤差を求め、この誤差情報を移動局に送信、移動局側で補正する。 ディファレンシャル補正の精度は移動局―基準局間の距離（基線長）に依存。 基準局受信機に加え、無線リンクなどが必要。 誤差要因 補正の可否 備考 衛星軌道 ○ 長基線では精度低下 衛星クロック ◎ よく補正できる 電離層遅延 活動が激しいと精度低下 対流圏遅延 △ 高度差に注意 マルチパス × むしろ増加 受信機雑音

ディファレンシャルGPSの効果 1周波・2周波受信機による測位結果例 ディファレンシャル処理した結果（1周波） Nov. 2006 Sakai, ENRI ディファレンシャルGPSの効果 1周波・2周波受信機による測位結果例 ディファレンシャル処理した結果（1周波）

Nov. 2006 Sakai, ENRI （２）狭域DＧＰＳ方式 狭域DGPS方式 DGPSのシステム構成 標準フォーマット

GPSの測位方式 搬送波位相DGPS 単独測位 GPS DGPS コードDGPS PPP スタティック測位 RTK-GPS Nov. 2006 Sakai, ENRI GPSの測位方式 搬送波位相DGPS 単独測位 搬送波位相を利用 擬似距離を利用 GPS信号のみ スタティック測位 静止点測量 移動体測位 VRS RTCMフォーマット 中波ビーコン SBAS/MSAS RTK-GPS GPS DGPS ネットワークRTK 補正情報を利用 コードDGPS PPP （狭域）DGPS 精密単独測位 PPP用の情報が必要 広域DGPS

（狭域）ディファレンシャルGPS 単一の基準局によりディファレンシャル補正情報を生成。 補正情報の伝送形式はRTCMフォーマットが標準的。 Nov. 2006 Sakai, ENRI （狭域）ディファレンシャルGPS 単一の基準局によりディファレンシャル補正情報を生成。 通常、単にDGPSといえばコードDGPSで、狭域ディファレンシャルGPS（Local-Area Differential GPS: LADGPS）方式を指す。 基準局からの距離（基線長）が長くなると補正性能が劣化する。大気遅延の状況（主に電離層の活発さ）にもよるが、おおむね数十km～100km以上で有効。 通常はリアルタイムに処理するが、移動局・基準局の測定データを保存しておいて後処理することも可能。GEONETやIGSを使えば自前の基準局設備は不要となる。 補正情報の伝送形式はRTCMフォーマットが標準的。 コードDGPSの補正情報伝送フォーマットとして広く普及。ハンディ受信機でも対応しているものが多い。 海上保安庁のDGPSビーコン（ITU規格）もRTCMフォーマット。

DGPSのシステム構成 GPS衛星 基準局 移動局 複数の移動局 補正情報を送信 Nov. 2006 Sakai, ENRI 擬似距離を測定 基準局と同じ 測定誤差 測定誤差 補正情報を送信 移動局 移動局受信機は複数あってもよい。 補正値の平均化 　→受信機雑音低減 複数アンテナの利用 　→マルチパス低減 異機種の受信機 　→マルチパス・受信機雑音低減 無線モデム 無線LAN 携帯電話 衛星通信 　　　: RTCMフォーマット CMRフォーマット RINEXファイル（後処理） : 複数の移動局 伝送媒体 伝送フォーマット

RTCMフォーマット RTCM（米国海上無線技術委員会）SC-104が狭域ディファレンシャルGPSの補正情報伝送用に制定した規格。 Nov. 2006 Sakai, ENRI RTCMフォーマット RTCM（米国海上無線技術委員会）SC-104が狭域ディファレンシャルGPSの補正情報伝送用に制定した規格。 初版1985年、実用されている最新版はVersion 2.3（2003年）。 基準局受信機から移動局受信機への補正データ伝送用。 50bps以上の通信速度が推奨されている。 バイナリデータ。GPS航法メッセージと同様に30ビットで1ワードを構成し、パリティも同じ方式が採用されている。 シリアル伝送回線（RS-232C）で伝送する場合のビットレベルのフォーマットまで規定。0x40～0x7Fの64文字のみで伝送、標準のビットレートは4800bpsとされている。受信機とのインターフェースで問題が生じない。 基本的な補正情報はメッセージタイプ1または9。 擬似距離の補正値とIODE（衛星軌道情報の発行番号）を含む。 基準局位置をタイプ3で送信。 GLONASSやRTK-GPS用の補正情報も伝送可能。

RTCMメッセージタイプ RTCM-SC104 バージョン 2.2 Type 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Nov. 2006 Sakai, ENRI RTCMメッセージタイプ RTCM-SC104 バージョン 2.2 Type 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 DGPS補正値 デルタ補正値 基準局座標 基準局データ 衛星健康状態 ゼロフレーム 無線施設アルマナック 擬似衛星アルマナック DGPS高速補正値 L2 P/Yコード補正値 L2 C/Aコード補正値 擬似衛星パラメータ 送信パラメータ 時刻データ 確定 仮 保留 Type 15 16 17 18 19 20 21 22 23～30 31～36 37 38～58 59 60～63 電離層パラメータ 特別メッセージ 精密軌道情報 RTK搬送波位相（補正前） RTK擬似距離（補正前） RTK搬送波位相（補正値） RTK擬似距離（補正値） 高精度な基準局位置 未定義 GLONASS用 GNSS時刻オフセット 所有者メッセージ 多目的に利用

Nov. 2006 Sakai, ENRI （３）広域DＧＰＳ方式 広域DＧＰＳ方式 広域補正情報

広域ディファレンシャルGPS 狭域DGPS方式は、すべての誤差要因を区別せずにまとめてひとつの補正値をつくる。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 広域ディファレンシャルGPS 狭域DGPS方式は、すべての誤差要因を区別せずにまとめてひとつの補正値をつくる。 基準局から遠く離れると補正性能が劣化する（大気遅延、共通衛星の減少）。 ネットワーク化しても、線形補間ではうまくいかない場合がある。 広い範囲で有効な補正情報とするには、誤差要因別にすればよい。 誤差の要因により、地理的な相関関係が異なる。 誤差要因別に補正値をつくり（ベクトル方式） 、それぞれ適切な（移動局位置の）関数で補間する。 大陸規模の広い範囲で有効。 広域DGPS（Wide-Area Differential GPS：WADGPS）方式： サービスエリア内では、単一の補正情報でどこでも補正が可能。 所要データレートは、100～数100bps程度。

狭域DGPS測位誤差の例（水平） B地点 A地点 単独測位 A地点（那覇） DGPS 基準局：B地点 （奄美大島） A-B間：300km Nov. 2006 Sakai, ENRI 狭域DGPS測位誤差の例（水平） B地点 A地点 単独測位 A地点（那覇） DGPS 基準局：B地点 　　　　（奄美大島） A-B間：300km

狭域DGPS測位誤差の例（垂直） B地点 A地点 単独測位 A地点（那覇） DGPS 基準局：B地点 （奄美大島） A-B間：300km Nov. 2006 Sakai, ENRI 狭域DGPS測位誤差の例（垂直） B地点 A地点 単独測位 A地点（那覇） DGPS 基準局：B地点 　　　　（奄美大島） A-B間：300km

誤差要因別の補正 衛星軌道情報の誤差 対流圏 電離層 電離層遅延（～100m） 対流圏遅延（～20m） 衛星クロック誤差 Nov. 2006 Sakai, ENRI 誤差要因別の補正 衛星軌道情報の誤差 対流圏 電離層 電離層遅延（～100m） 対流圏遅延（～20m） 衛星クロック誤差 ユーザ位置の関数ではない すべてのユーザに対して 同じ寄与 SA ONなら速い変動 寄与の程度はユーザ位置による （視線方向成分が問題） 変動の周期は数10分以上 ユーザ位置の関数 垂直構造は薄膜で近似など ユーザ位置（特に高度）の関数 モデルによる補正が有効

広域補正情報の内容（SBASの例） 衛星クロック補正：エフェメリスから得た衛星クロックに対する補正量。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 広域補正情報の内容（SBASの例） 衛星クロック補正：エフェメリスから得た衛星クロックに対する補正量。 衛星軌道補正：エフェメリスから得た衛星のECEF直交座標値に対する補正量。Δx、Δy、Δzの３成分。 電離層遅延補正：経緯度で５度毎に設定された格子点（IGP）における垂直遅延量として放送。 ユーザ側ではあらかじめ決められた内挿法（双一次線形補間）により必要な位置（IPP）における遅延量を得る。 垂直構造は薄膜で近似。衛星の仰角により垂直→傾斜変換。 対流圏遅延補正：モデルにより遅延量を計算する。 SBAS規格でモデルを規定。 衛星の仰角により垂直→傾斜変換する。

クロック／軌道誤差分離 対流圏遅延・電離層遅延を除いた測距誤差は、衛星クロック誤差と軌道情報の誤差の線形結合。 Nov. 2006 Sakai, ENRI クロック／軌道誤差分離 対流圏遅延・電離層遅延を除いた測距誤差は、衛星クロック誤差と軌道情報の誤差の線形結合。 クロックと軌道誤差の性質の違いを利用して、これらを分離： 衛星クロック誤差：すべての基準局に一様な誤差となる。 軌道誤差：基準局位置によって影響が異なる。それぞれの基準局にとっての視線方向成分が誤差として現れる。 真の位置 エフェメリスによる位置 基準局２ 基準局１ 基準局１にとっての軌道誤差 基準局２にとっての軌道誤差 衛星位置の誤差

電離層遅延補正方式（SBASの例） 120 150 180 30 60 Longitude, E Latitude, N Nov. 2006 Sakai, ENRI 電離層遅延補正方式（SBASの例） 120 150 180 30 60 Longitude, E Latitude, N 15 45 広域補強システム（WADGPS）では、大陸規模の広域にわたって有効な補正値が必要。 5度×5度の格子点（IGP）における補正値が放送される。 ユーザは、各衛星から到来する測距信号の電離層通過点（IPP）を求め、その位置の補正値を内挿により求める。 補正精度は、モニタ局の配置に依存する。 IGP IPP

Nov. 2006 Sakai, ENRI （４）広域補強システムMSAS 補強システム MSASの構成 インテグリティ MSASの性能評価

Nov. 2006 Sakai, ENRI 補強システム コアシステム（GPS/GLONASS）のみではアプリケーションが必要とする測位精度あるいは信頼性を得られない場合に、補強システム（augmentation system）を追加してこれを補う。 補うのは、測位精度あるいは信頼性。 一般的な構成は： （1） 地上基地局で測距精度や信頼性を監視 （2） 補強情報を作成してユーザに伝送 （3） ユーザ受信機で処理、測位精度や信頼性を向上させる ディファレンシャルGPSによる補強はすでに普及 ディファレンシャルGPS基準局＋無線データリンク 公共サービス：中波ビーコン、FM多重放送など

MSAS/SBASとは ICAO（国際民間航空機関）が規格化した広域ディファレンシャルGPS方式による補強システム： Nov. 2006 Sakai, ENRI MSAS/SBASとは ICAO（国際民間航空機関）が規格化した広域ディファレンシャルGPS方式による補強システム： 補正（補強）情報は静止衛星から放送。 大陸規模の広い地域で有効な補正情報。 GPSと同一のアンテナ・受信回路でディファレンシャル補正情報やインテグリティ情報が得られる。 開発／運用中のSBAS： 米国WAAS 2003年7月より運用中。 欧州EGNOS 2005年7月より試験運用中。 日本MSAS MTSAT-1R/2（ひまわり6/7号）を使用して試験中。 2007年春頃より運用開始予定。 カナダCWAAS WAASをカナダにも拡張する計画。 インドGAGAN 開発中。PRN番号は割当て済み。

ICAO GNSS ICAO GNSS EGNOS MSAS WAAS GPS GLONASS GBAS ABAS SBAS Nov. 2006 Sakai, ENRI ICAO GNSS EGNOS ICAO GNSS MSAS WAAS GPS GLONASS 機上装置によるインテグリティ確保 あるいはハイブリッド航法 地上基地局 GBAS ABAS SBAS SBAS: Satellite-Based Augmentation System　静止衛星による広域補強システム GBAS: Ground-Based Augmentation System　 地上基地局による狭域補強システム ABAS: Airborne-Based Augmentation System 機上装置による補強システム

Nov. 2006 Sakai, ENRI SBASの概念 静止衛星 GPS衛星 モニタ局ネットワーク ユーザ アップリンク局

MSASの全体構成 2 GEO 2 MCS 2 MRS 4 GMS GPS Constellation MTSAT Sapporo GMS Nov. 2006 Sakai, ENRI MSASの全体構成 MCS Master Control Station MRS GMS Ground Monitor Station Hitachiota MCS Sapporo GMS Fukuoka GMS Naha GMS User Australia MRS Hawaii MRS Kobe MCS Tokyo GMS GPS Constellation MTSAT KDD 64Kbps NTT 64Kbps 1Mbps Monitor and Ranging Station L-band K-band Ground Link 2 GEO 2 MCS 2 MRS 4 GMS

SBASの機能 インテグリティ・チャネル ディファレンシャル補正 測距信号 航法出力のインテグリティ（完全性）を確保する機能。 Nov. 2006 Sakai, ENRI SBASの機能 航法出力のインテグリティ（完全性）を確保する機能。 プロテクションレベル（測位誤差の信頼限界；危険率10–7）を計算するための情報。実際の測位誤差がプロテクションレベルを超える確率は10–7以下。 航法モードにより、プロテクションレベルの上限が決まる。 インテグリティ・チャネル 航法出力の位置情報精度を向上させる機能。 広域ディファレンシャル方式：GPS衛星の軌道・クロック誤差や電離層遅延量を補正するための情報を放送する。 ディファレンシャル補正 （いわゆるDGPSはこれのみ） 航法システムのアベイラビリティ（有効性）を改善する機能。 SBAS衛星からGPSと同様の測距信号を放送することで、利用可能な航法衛星を増加させる。 測距信号

インテグリティ 完全性（integrity）：航法システムが出力する位置情報の正しさ。「GPSが出力している経緯度は果たして正しいか？」 Nov. 2006 Sakai, ENRI インテグリティ 完全性（integrity）：航法システムが出力する位置情報の正しさ。「GPSが出力している経緯度は果たして正しいか？」 実際に異常な位置を出力する例がある。 万が一、位置情報に誤りがあると危険な応用（safety-of-life application）がある： 交通機関（特に航空機）の航法・測位、衝突防止。 精密農業等、工作機械の自動運転。 犯罪捜査や事故記録関係。 GPSはインテグリティを保証していない。 精度や信頼性の規定はあるが、インテグリティについては規定なし。 GPSだけでは安全性を確保できない。 航空分野では、国の責任でインテグリティ確保の仕組みを整備（MSAS）。

異常測位の実例 3時間半 100km 2004年1月2日（JST）明け方にPRN23衛星が故障。位置出力で100kmの誤差。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 異常測位の実例 100km 3時間半 2004年1月2日（JST）明け方にPRN23衛星が故障。位置出力で100kmの誤差。 3時間半後にようやくPRN23衛星が使用不可とされ、復旧した。 受信機によって反応が異なる：ディファレンシャル処理では補正できない 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　→　正しい対処にはインテグリティ情報が必要

インテグリティ方式 第一段階：フラグ方式。 第二段階：プロテクションレベル方式。 GPS信号をモニタし、異常があればユーザに通知する。 Nov. 2006 Sakai, ENRI インテグリティ方式 第一段階：フラグ方式。 GPS信号をモニタし、異常があればユーザに通知する。 GPS航法メッセージにはhealth（健康状態）フラグがあり、異常衛星を使用させない仕組みはある。 しかし、異常発生からフラグへの反映までに数時間以上かかる例がある：リアルタイム応用では致命的。 単純なON/OFFだけでは、航空機応用などで必要な精度が出せなくなる：アベイラビリティ（有効性）を確保できない。 第二段階：プロテクションレベル方式。 プロテクションレベル（保護レベル）＝測位誤差の信頼限界。 応用環境によりあらかじめ決めてある測位誤差の上限（アラートリミット）とプロテクションレベルを比較し、危険があるならば利用をやめる。 航空機航法の場合：危険率10–7以下を要求。

Nov. 2006 Sakai, ENRI インテグリティ情報 プロテクションレベル方式：ユーザ測位誤差の信頼限界（航空機航法では危険率10–7以下）をプロテクションレベルと呼び、これを計算するためのパラメータをユーザに放送する。 ユーザ受信機側では、与えられたパラメータから自己の位置におけるプロテクションレベルを求めることで、測位誤差の信頼限界がわかる。 パラメータ：測距誤差・電離層遅延 補正残差の不確実性など 信頼限界を超える確率（危険率） ＝インテグリティリスク 測位誤差 95%測位精度 プロテクションレベル×２ 危険率

プロテクションレベルの使い方 ユーザ測位誤差の信頼限界（危険率10–7 ）。 水平方向：HPL、垂直方向：VPL トライアングルチャート Nov. 2006 Sakai, ENRI プロテクションレベルの使い方 AL → ユーザ測位誤差 → プロテクションレベル 正常動作 使用不可（警報） インテグリティ リスク インテグリティOK 通常の 分布 利用可 利用不可 アベイラ ビリティ インテグ リティ HMI （危険情報） ユーザ測位誤差の信頼限界（危険率10–7 ）。 水平方向：HPL、垂直方向：VPL PLと警報限界（Alert Limit）を比較し、 AL<PLなら利用不可とする： ユーザ測位誤差はALを超えない。 プロテクションレベルの計算に 必要なパラメータがインテグリティ 情報として放送される。 トライアングルチャート 垂直誘導付進入 APV-I APV-II 精密進入 CAT-I 航法モード 垂直AL（VAL） 50 m 20 m 10～15 m

MSAS試験信号の評価 MSAS試験信号により放送された補強メッセージを収集： Nov. 2006 Sakai, ENRI MSAS試験信号の評価 MSAS試験信号により放送された補強メッセージを収集： 収集時期：　2005年11月14～16日（PRN129） Kp指数 = 0+ ～ 3+ 電子航法研究所（東京都調布市）屋上アンテナ NovAtel MiLLennium-STD受信機を使用 SBAS受信機シミュレータを使用して、ユーザ測位誤差を評価する： 国土地理院GEONETをユーザ局として利用（30秒サンプル） 男鹿、御前崎、高山、高知、佐多、父島の６地点で評価 メッセージタイプ0（SBASが試験中であることを意味する）は、メッセージタイプ2に読み替えて利用 衛星軌道補正情報および電離層補正情報についても、IGS精密軌道暦などをもとに評価する。

Nov. 2006 Sakai, ENRI モニタ局とユーザ局の位置関係 MSASモニタ局 評価用ユーザ局

Nov. 2006 Sakai, ENRI ユーザ測位誤差の例（高山） GPS単独 GPS単独 MSAS MSAS

Nov. 2006 Sakai, ENRI ユーザ測位精度評価結果 単位 [m] 1.300 3.579 3.708 8.450 1.372 3.631 5.129 8.761 1.394 3.627 4.702 10.93 0.381 0.631 1.659 2.405 0.433 0.671 2.039 3.596 0.502 0.728 4.873 3.700 RMS 最大 GPS単独測位 MSAS 男鹿 水平　　垂直 御前崎 高山 システム 1.772 3.404 8.596 9.531 2.444 3.094 7.949 9.312 1.504 3.716 5.635 11.84 0.640 0.730 3.012 2.680 0.982 1.014 6.267 6.614 0.637 0.881 8.517 9.396 佐多 父島 高知 （一周波、30秒サンプル、キャリアスムージングあり）

衛星軌道補正後の残差 衛星軌道補正後のIGS精密軌道暦との差の、東京から見た視線方向成分。 衛星クロックも含めた正味の視線方向成分。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 衛星軌道補正後の残差 衛星軌道補正後のIGS精密軌道暦との差の、東京から見た視線方向成分。 衛星クロックも含めた正味の視線方向成分。 航法メッセージよりばらつきが小さい：一日周期の変動は電離層？

電離層遅延補正残差（対IONEX） 各IGPにおける電離層垂直遅延量の、IONEXとの差。各IGPにおける電離層垂直遅延量を重ねて表示。 Nov. 2006 Sakai, ENRI 電離層遅延補正残差（対IONEX） 各IGPにおける電離層垂直遅延量の、IONEXとの差。各IGPにおける電離層垂直遅延量を重ねて表示。 若干の負のバイアスがあるが、RMSでは半減。

プロテクションレベルの例 プロテクションレベル 電離層による成分 ユーザ測位誤差 Nov. 2006 Sakai, ENRI プロテクションレベルの例 プロテクションレベル 電離層による成分 ユーザ測位誤差 佐多（950491）におけるユーザ測位誤差とプロテクションレベル。 大きなマージンをもってユーザ測位誤差をバウンド。 プロテクションレベルの大部分は電離層による成分。

プロテクションレベルの評価 GEONET 3011（川越） 06/5/20 00:41-08:06 PRN129 (MTSAT-1R) Nov. 2006 Sakai, ENRI プロテクションレベルの評価 GEONET 3011（川越） 06/5/20 00:41-08:06 PRN129 (MTSAT-1R) Test Signal APV-I mode HAL = 40m VAL = 50m All combinations ４衛星以上のすべての組合せを評価。 インテグリティの検証に利用。アベイラビリティは現実的ではない。

誤差／プロテクションレベルの最大値 06/5/19 Error / Protection Level Nov. 2006 Sakai, ENRI 誤差／プロテクションレベルの最大値 06/5/19 Error / Protection Level

Nov. 2006 Sakai, ENRI （５）広域補強プロトタイプシステム プロトタイプの試作 補強情報の提供

広域補強プロトタイプシステム 電子航法研究所では広域補強プロトタイプシステムを試作： 後処理用広域補強情報としての利用： データ提供状況： Nov. 2006 Sakai, ENRI 広域補強プロトタイプシステム 電子航法研究所では広域補強プロトタイプシステムを試作： MSASあるいはQZSSの研究開発用テストベッド。 国土地理院GEONETのデータを利用して、オフラインモードで試験：良好な測位精度（0.3～1m程度）。 2006年4月より、標準的なパラメータにて定常運用中。 後処理用広域補強情報としての利用： 定常運用により生成された広域補強情報は、日本全国で後処理ディファレンシャルGPS用に利用可能。 インターネットを利用して一般に提供中。処理プログラム（ユーザ受信機シミュレータ）も提供。 データ提供状況： GEONETからのデータ取得のため、数日遅れで補強情報を生成。 7月3日以降分をHPに掲載。9月30日まで全日あり。

補強情報の提供 2006/7/3 (day #184)～ 毎日のデータを掲載 １ファイル／１日 ファイルネーム： Nov. 2006 Sakai, ENRI 補強情報の提供 2006/7/3 (day #184)～ 毎日のデータを掲載 １ファイル／１日 ファイルネーム： ppwad_06ddd.log.gz URL http://www.enri.go.jp/sat/pro/data/ppwad にてデータを提供

ユーザ測位誤差（川越） GEONET 3011（川越） 06/6/1 – 06/9/30 PPWAD PT/6+S 2006年6月～9月 Nov. 2006 Sakai, ENRI ユーザ測位誤差（川越） GEONET 3011（川越） 06/6/1 – 06/9/30 PPWAD PT/6+S 2006年6月～9月

Conclusion ディファレンシャルGPS方式について解説した。 広域補強システムMSAS： Nov. 2006 Sakai, ENRI Conclusion ディファレンシャルGPS方式について解説した。 （狭域）DGPS方式：単一の基準局による補正方式。RTCMフォーマットが標準的に利用されている。 広域DGPS方式：広い範囲で有効な補正方式。補正情報は誤差要因別。 広域補強システムMSAS： 我が国が整備中の広域補強システム。補強＝DGPS＋インテグリティ。 静止衛星MTSAT-1R/2（ひまわり6/7号）からGPS L1周波数で補正情報を放送する。アンテナやRF回路はGPSと共用できる。 試験信号の評価結果を紹介。2007年春からの正式運用を予定。 広域補強プロトタイプシステム（電子航法研究所）： 定常運用により生成された広域補強情報を、インターネットを利用して一般に提供中。処理プログラム（ユーザ受信機シミュレータ）も提供。