精密単独測位(PPP)による スタティック・キネマティック 測位精度の評価

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1 精密単独測位(PPP)による スタティック・キネマティック 測位精度の評価
日本測地学会第104回講演会 精密単独測位(PPP)による スタティック・キネマティック 測位精度の評価 技術コンサルタント　高須　知二

2 単独測位 VS 精密単独測位 測位精度 数m～数10m 軌道/時計 放送暦 ～3m/～10 ns 電離層 補正モデル 1～10 m 対流圏
雑音+マルチパスコード 0.1～1 m 測位精度 数m～数10m

3 単独測位 VS 精密単独測位 測位精度 1cm～数cm 軌道/時計 精密暦 ～3cm/～0.1ns 電離層 ２周波線形結合 ～0.5 cm?
対流圏 モデル＋推定 ～0.5 cm 雑音+マルチパス搬送波位相 0.3～1 cm 測位精度 1cm～数cm

4 相対測位 VS 精密単独測位 基準点が必要 測位解：相対座標(基線ベクトル) 位相バイアス：二重差、整数、FIX解

5 相対測位 VS 精密単独測位 基準点が必要 測位解：相対座標(基線ベクトル) 位相バイアス：二重差、整数、FIX解 基準点が不要
測位解：絶対座標(ITRF) 位相バイアス：ゼロ差、実数、FLOAT解

6 精密単独測位のモデル 電離層 二周波電離層フリー線形結合 対流圏 天頂遅延量推定+Mapping関数
精密補正 アンテナ位相中心 地球潮汐効果(局位置変動) Phase Wind-up効果

7 精密暦の問題 IGS精密暦：Final, Rapid, Ultra-Rapid 軌道精度：～5cm(決定値)、10cm(予報)
時計精度：0.1～0.2ns(決定値)、5ns(予報) 時計補間誤差：0.1ns～0.6ns(5分間隔) 高時間分解能時計、リアルタイム時計 キネマティックPPPへの制約

8 GpsTools (GT) ver.0.5.6

9 スタティックPPP精度評価 期間：2004/1/1～2004/12/31 測位モード：24HスタティックPPP、5分間隔
精密暦：IGS Final 最低仰角：10度 対流圏遅延：ZTD/水平勾配推定+NMF アンテナモデル: IGS_01.PCV 局位置変動：固体地球潮汐、海洋荷重

10 ITRF局(IGS基準座標局IGb00)

11 ITRF局スタティックPPP結果(一部)
ALGO TSKB 2cm 2cm E:4.0 N:3.0 U:5.9mm E:4.6 N:5.4 U:8.8mm SANT AUCK 2cm 2cm E:5.5 N:4.9 U:15.0mm E:5.5 N:2.8 U:9.1mm

12 Global Offset補正、トレンド除去後
ITRF局スタティックPPP精度 2004/1/1-12/31、全局平均、単位：mm Global Offset補正、トレンド除去後

13 ITRF局スタティックPPP水平オフセット
wrt IGb00、Global Offset補正後

14 ITRF局スタティックPPP垂直オフセット
wrt IGb00、Global Offset補正後

15 Global Offset補正 Helmert変換による座標値のFitting dx/dy/dz : 平行移動 Rx/Ry/Rz : 回転
Scale : 拡大・縮小

16 ITRF局PPP解Global Offset
5mm 5mm 5mm

17 PPP解Global Offsetの解釈 dx/dy/dz： Geocenter Offset? Rx/Ry/Rz： ERP誤差?
Scale： アンテナモデル誤差? 季節変動??? dx/dy/dz Rx/Ry/Rx Scale PPP解 ITRF

18 国土地理院電子基準点

19 Global Offset補正、線形トレンド除去後
電子基準点スタティックPPP精度 2004/1/1-12/31、全局平均、単位：mm Global Offset補正、線形トレンド除去後

20 電子基準点PPP水平オフセット wrt GSI F2解 Global Offset補正後

21 電子基準点PPP垂直オフセット wrt GSI F2解 Global Offset補正後

22 電子基準点PPP水平オフセット(拡大1) wrt GSI F2解 Global Offset補正後

23 電子基準点PPP水平オフセット(拡大2) wrt GSI F2解 Global Offset補正後

24 電子基準点PPP水平オフセット(拡大3) wrt GSI F2解 Global Offset補正後

25 キネマティックPPP精度評価 期間：2004/10/3～2004/10/9 測位モード：キネマティックPPP、5分間隔
精密暦：IGS Final 最低仰角：10度 対流圏遅延：ZTD/水平勾配推定+NMF アンテナモデル: IGS_01.PCV 局位置変動：固体地球潮汐、海洋荷重

26 ITRF局キネマティックPPP結果(一部)
ALGO TSKB E:0.9 N:1.0 U:2.1cm E:1.2 N:1.3 U:3.0cm SANT AUCK E:7.8 N:4.0 U:7.5cm E:1.2 N:0.9 U:2.7cm

27 ITRF局キネマティックPPP精度 2004/10/3-10/9、全局平均、単位：cm Global Offset補正

28 キネマティックPPP精密暦比較 IGS 300sec IGR 300sec IGS補間 30sec JPL 30sec
E:0.6 N:0.8 U:1.8cm E:0.8 N:1.0 U:1.8cm IGS補間 30sec JPL 30sec E:2.4 N:2.9 U:7.7cm E:2.5 N:2.0 U:4.2cm 2004/10/3-10/9 DAV1 wrt IGb00

29 PPPによる衛星精密軌道決定 LEO衛星：GRACE A, GRACE B 測位モード：キネマティックPPP、5分間隔
精密暦：IGS Final 最低仰角：0度 対流圏遅延：なし アンテナモデル: GRACE Offset+No PCV 機体姿勢モデル：LEO Satellite

30 キネマティックPPP LEO衛星POD(1)
GRACE A 2004/7/18-7/24 wrt JPL Level1B RMSE 3D:5.5cm R:3.9 A:2.9 C:2.4cm

31 キネマティックPPP LEO衛星POD(2)
GRACE B 2004/7/18-7/24 wrt JPL Level1B RMSE 3D:7.5cm R:5.6 A:3.7 C:3.4cm

32 評価結果詳細 http://gpspp.sakura.ne.jp
まとめ スタティックPPP精度(RMS) ITRF座標 ：　水平 3-5mm, 垂直 10mm Global Offset補正 キネマティックPPP精度(RMS) 固定局 　：　水平 1-2cm, 垂直 3-4cm LEO衛星 ：　3D 5-8cm 精密暦 ：高時間分解能時計 評価結果詳細