第2回 GPS測位の原理 衛星測位の原理 GPS衛星システム GPSの信号システム GPSの測位方式.

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第2回 GPS測位の原理 衛星測位の原理 GPS衛星システム GPSの信号システム GPSの測位方式

絶対経度・緯度の単純な決め方 緯度の決め方 経度の決め方 北極星 太陽中天の時刻 太陽の中天時刻 北極星の高度a a A地(時計をセット) B地(A地でセットされた時計の時刻) A地(時計をセット) a 緯度

位置の線による相対位置のきめ方 距離と方位角の結合 等距離の線 等方位角の線 2本以上の位置の線で自分の現在地を決定。 必要な条件: 既知点 メジャー(角度または距離の計測用)

位置測定の原理の定式化 X Y O

三角測量の原理 未知点 中間点 中間点 中間点 絶対位置の既知点A 絶対位置の既知点B

衛星による位置測定の原理 既知点:衛星 メジャー:電磁波 全GPS衛星は正確なタイミングで測位用信号を発信。 20000km上空 既知点:衛星 メジャー:電磁波 全GPS衛星は正確なタイミングで測位用信号を発信。 20000km上空 12時間で周回 受信機の時計により信号の到達時刻を測定し、擬似距離を求める。 単独測位

擬似距離から座標を計算する方法 (xi-x0)2+(yi-y0)2+(zi-z0)2=ρi X, Y, Zは地心座標系  観測点の座標値 p: 擬似距離 (xi-x0)2+(yi-y0)2+(zi-z0)2=ρi

GPS測位の定式

GPSの衛星システム

GPSの信号システム L1搬送波1575.42MHz(波長18.9cm) L1バンド信号 C/Aコード1.023MHz(ビット長約290m) 変調 積算 積算 C/Aコード1.023MHz(ビット長約290m) 航法メッセージ50Hz Pコード10.23MHz(ビット長約29m) 積算 変調 L2搬送波1227.6MHz(波長22.3cm) L2バンド信号

衛星からの疑似距離を求める二つの方法

GPSの測位方式 フェーズによる測位 コードによる測位 SPS 単独測位 PPS KGPS(移動) (RTKGPS) (VRSGPS) 差分測位 DGPS KGPS(静止) 1 2   5    1    2    5   1 0 20 50    1     2   5     10    20 mm  mm  mm   cm    cm    cm   cm cm cm    m    m  m   m     m SPS: Standard Position System (単独測位) PPS:Precision Position System (精密測位・軍用) DGPS: Differential GPS (コード差分測位)  KGPS: Kinematic GPS (位相測位) RTKGPS: Real Time Kinematic GPS (実時位相測位) VRSGPS: Virtual Reference Station GPS (仮想基地局RTKGPS)

GPS単独測位の原理 擬似距離ρ=真距離+ 衛星時計誤差+電離層誤差+対流層誤差+受信機時計誤差 時計の同期が問題

単独GPS測位の定式化

単独GPS測位の定式化(続き)

来週以降の予定確認 10月13日:休講 10月20日:授業 10月22日:補講として、フィールドワーク 2~4人のグループでフィールド情報を集める。 詳細は20日の授業時に説明する。