東京海洋大産学官連携研究員/技術コンサルタント 高須 知二 Tomoji TAKASU RTK-GPS測位の基礎と プログラミング (4) Basics of RTK-GPS Positioning and Its Programing 東京海洋大産学官連携研究員/技術コンサルタント 高須 知二 Tomoji TAKASU
内容 擬似距離観測値 幾何学距離 航法メッセージ・放送暦 電離層モデル 対流圏モデル 最小二乗法 単独測位
擬似距離 測位コードによる信号伝搬時間×光速 測位コード(PRNコード)
幾何学距離 (1) y Receiver Satellite z x 送信時
幾何学距離 (2) y Receiver Satellite z x 受信時
幾何学距離 (3) Satellite s Receiver r
幾何学距離 (4) 測位信号送信時刻
幾何学距離 (5) Light-time Equation 逐次近似
幾何学距離 (6)
衛星方位・仰角 衛星方位・仰角 Az, El z (Up) x (East) y (North) Satellite Receiver El
航法メッセージ・放送暦 測位信号に重ね合わされて送信 概ね2時間間隔で更新 概略衛星軌道(Almanac) 衛星軌道(Ephemeris:放送暦) 衛星時計誤差 衛星ヘルス情報,電離層情報 etc 基準時刻：GPS Week #+Toe, Toc
衛星軌道(放送暦) (1) Satellite 0:00 GPS Week day 1 GPST(sec)
衛星軌道(放送暦) (2) Satellite Satellite
衛星軌道(放送暦) (3) (ケプラー方程式)
衛星時計誤差 相対論補正 擬似距離バイアス補正
衛星DCB/TGDの関係
衛星DCB/TGD (P1-P2) P1-P2 : 2004/10/01 DCB (m) Satellite PRN Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 -1.5 -1 -0.5 0.5 1.5 2.5 P1-P2 : 2004/10/01 IGS P1-P2 TGD DCB (m) Satellite PRN Number
衛星DCB (P1-C1) P1-C1 : 2004/10/01 DCB (m) Satellite PRN Number 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 P1-C1 : 2004/10/01 IGS P1-C1 DCB (m) Satellite PRN Number
電離層遅延モデル 電離層遅延モデル (Klobuchar)
対流圏遅延モデル Saastamoinenモデル
最小二乗法 観測方程式(非線形) 最小二乗推定値 推定値共分散行列
単独測位 (1) Satellite 3 Satellite 2 Satellite 1 Satellite n Receiver r
単独測位 (2) 未知パラメータ 観測モデル
単独測位 (3) 観測量 最小二乗解(Gauss-Newton)
単独測位の誤差要因 衛星軌道(放送暦) 衛星時計(放送暦) (SA) 電離層遅延 対流圏遅延 マルチパス・受信機雑音
衛星軌道(放送暦) 20 PRN01 2004/10/01-10/07 15 REF: IGS Final MEAN: 2.6411m RMS: 2.9890m Position Error 3D (m) 10 5 10/1 10/2 10/3 10/4 10/5 10/6 10/7 -10 -5 5 10 Radial Along-Track Cross-Track Position Error R/A/C (m) REF: IGS Final MEAN R:-0.9068m A:-0.8745m C:-0.2125m RMS R: 1.1865m A: 2.4860m C: 1.1604m
衛星時計(放送暦) PRN01 2004/10/01-10/07 x 10 Clock Bias (m) 10/1 10/2 10/3 5 x 10 Clock Bias (m) 10/1 10/2 10/3 10/4 10/5 10/6 10/7 -5 5 PRN01 2004/10/01-10/07 1.099 1.098 1.097 REF: IGS Final MEAN: 0.3667m RMS: 2.1249m Clock Bias Error (m)
電離層遅延 TSKB 2004/11/03-11/09 5 10 15 Klobuchar IGS-TEC 11/3 11/4 11/5 5 10 15 Klobuchar IGS-TEC 11/3 11/4 11/5 11/6 11/7 11/8 11/9 11/10 -10 -5 5 10 TSKB 2004/11/03-11/09 Iono-Delay (m) Iono-Delay Error (m)
対流圏遅延(ZTD) TSKB 2004/10/01-10/07 ZTD (m) IGS Monthly 2.8 2.6 2.4 2.2 2 10/1 10/2 10/3 10/4 10/5 10/6 10/7 -0.5 0.5 REF: IGS Monthly MEAN: -0.1340m RMS: 0.1578m ZTD Error (m)
マルチパス/受信機雑音 PRN01-TSKB 2004/10/01-10/07 10/1 10/2 10/3 10/4 10/5 10/6 10/7 -1 -0.5 0.5 1 PRN01-TSKB 2004/10/01-10/07 MP1 ()
DOP TSKB 2004/10/01 15 PDOP HDOP VDOP No of Sat 10 DOP 5 10/1 0:00 10/1 0:00 10/1 6:00 10/1 12:00 10/1 18:00
Single Point Positioning Solution : 960583 単独測位解例 Single Point Positioning Solution : 960583 -10 10 MEAN: 0.8191m RMS: 1.4907m East (m) 10 North (m) MEAN: 1.0867m RMS: 1.4880m 0:00 1:00 2:00 3:00 -10 10 -10 MEAN: 0.4081m RMS: 2.7906m Up (m)
精度・信頼性向上 キャリアスムージング 運動モデル 測位解のスムージング 異常データの除外・RAIM DGPS