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みそらわくや
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1 SPAC シンポジウム 2011 準天頂衛星初号機みちびきによる民間利用実証全体概要 2011 年 12 月 8 日財団法人衛星測位利用推進センター 1

2 目次 1. はじめに 2. 利用実証状況 3. サブメータ級測位補強システムの実証実験 4. センチメータ級測位補強システムの実証実験 5. まとめ 2

民間利用実証 ~ 経緯 ~ 2008.4 地理空間情報活用推進基本計画閣議決定 SPAC は民間における利用実証のとりまとめ 2008.5~2010.

3~ ( 独 ) 科学技術振興機構 (JST) の委託を受けサブメータ級測位補強システム開発に着手 2010.2~2011.

3 民間利用実証 ~ 経緯 ~ 地理空間情報活用推進基本計画閣議決定 SPAC は民間における利用実証のとりまとめ ~ 衛星測位補強事業推進委員会を開催参加企業団体数約 50 実証システム全体構想の立案基本計画案の策定産学官連携普及啓発を推進 ~ ( 独 ) 科学技術振興機構 (JST) の委託を受けサブメータ級測位補強システム開発に着手 ~ 文部科学省の委託を受け利用実証用センチメータ級測位補強システムメモリカード型測位受信機シームレス測位テストレンジ等の開発第 1 回利用実証公募 9 調整会議設立サブメータ級センチメータ級測位補強データの送信実験を開始民間利用実証開始 3

4 サブメータ級測位補強に係わる民間の利用実証推進活動 4

5 センチメータ級測位補強に係わる民間の利用実証推進活動 5

準天頂衛星システム ~ 利用実証の推進体制 ~ JAXA 宇宙関係インフラ開発実験整備 QZS GPS 補完検証 L1C/A L1C L2C L5 L1-SAIF LEX L1CA L2P L1CA(and L1P) L2P 実験地球局 (MCS 等 ) モニタ局網補強検証モニタ利用 LEX L1CA L1CA L2P 補強データ補強データ生成 QZS( 及び GPS) 観測 /

6 準天頂衛星システム ~ 利用実証の推進体制 ~ JAXA 宇宙関係インフラ開発実験整備 QZS GPS 補完検証 L1C/A L1C L2C L5 L1-SAIF LEX L1CA L2P L1CA(and L1P) L2P 実験地球局 (MCS 等 ) モニタ局網補強検証モニタ利用 LEX L1CA L1CA L2P 補強データ補強データ生成 QZS( 及び GPS) 観測 / 運用データ SPAC 補強技術検証補強検証補強監視補強技術開発民間利用実証推進ミッション運用計画補強配信計画運用調整会議 [ 事務局 ;JAXA] 全体計画まとめ計画調整実証報告民間利用実証調整会議 [ 事務局 :SPAC] 計画調整 L1CA L2P L1-SAIF SPAC から実証支援 ( 受信機貸与等 ) 会議に出席し実証への要望結果の報告サブメータ級補強受信機フィールド検証センチメータ級補強受信機アブリケーション試用観測データ電子基準点網民間企業など利用に則した補強検証アプリケーション試用 6

利用実証テーマ (2011 年 9 月時点 ) 海洋調査物流管理位置認証ロボット地図調製鉄道バス運行 IT 施工 IT 農業 ( 農機運転支援 ) 除雪車誘導精度検証建機運転支援等防災地盤変位観測斜面モニタリング災害救難津波検知等カーナビゲーションナビゲーション運転支援分析ルート最適化検証歩行者危険報知等 10 6 16 5

7 利用実証テーマ (2011 年 9 月時点 ) 海洋調査物流管理位置認証ロボット地図調製鉄道バス運行 IT 施工 IT 農業 ( 農機運転支援 ) 除雪車誘導精度検証建機運転支援等防災地盤変位観測斜面モニタリング災害救難津波検知等カーナビゲーションナビゲーション運転支援分析ルート最適化検証歩行者危険報知等テーマ数 100 参加企業団体数基礎研究補強情報 ( 測位補正情報 ) の基本性能検証サービス精度適応性検証等測量静止移動測量登記山林調査地籍土木固定資産土地評価湖面 ( 河床形状 ) 測量等パーソナルナビゲーション障害者支援ナビ徘徊老人観光情報提供山間地 ( 登山 ) 行動支援等 7

利用実証例 (: 文部科学省 : 平成 22 年度地球観測技術等調査研究委託事業準天頂衛星を活用した基盤地図情報の整備更新に係る検証利用実証の全体概要基盤地図情報の作成に際して携帯電話が通じない地域において LEX 信号を用いた方式 ( 以下 LEX 補正方式 ) で高精度な地図作成の効率化を図る検証の対象を細部測量と想定し

~8 日 ( 後処理解析用計測 ) 場所 : 農村工学研究所 ( 茨城県つくば市 ) 実証データに関する見解要望等見解 : 現状の解析結果から判断すると LEX 補正方式 ( 定点観測 ) は精度のよい計測結果を得ることができている要望 : 受信状況のばらつき ( ミス FIX 状態 ) が観測された発生しうる要因や見解等を提示して頂きたい

8 利用実証例 (: 文部科学省 : 平成 22 年度地球観測技術等調査研究委託事業準天頂衛星を活用した基盤地図情報の整備更新に係る検証利用実証の全体概要基盤地図情報の作成に際して携帯電話が通じない地域において LEX 信号を用いた方式 ( 以下 LEX 補正方式 ) で高精度な地図作成の効率化を図る検証の対象を細部測量と想定し基盤地図情報を作成する一連の流れを踏まえながら従来法とLEX 補正方式との間の精度や作業時間 ( コスト ) の比較を行う実証参加企業株式会社パスコ ( 申請主体 ) 三菱電機株式会社アイサンテクノロジー株式会社アジア航測株式会社ほかオブザーバ LEX 補正方式実証の実施状況日時 : 2 月 7 日 ( リアルタイム計測 ) 2 月 7 日 ~8 日 ( 後処理解析用計測 ) 場所 : 農村工学研究所 ( 茨城県つくば市 ) 実証データに関する見解要望等見解 : 現状の解析結果から判断すると LEX 補正方式 ( 定点観測 ) は精度のよい計測結果を得ることができている要望 : 受信状況のばらつき ( ミス FIX 状態 ) が観測された発生しうる要因や見解等を提示して頂きたい今後の取組 ( 課題 ) LEX 補正方式で所定の精度が得られるか従来方式と比べて精度や効率化はどうなるか? 等の検証を行う現時点での評価実証エリアにおける FIX 状態での観測結果は良好であり携帯電話が通じない地域において LEX 補正方式で高精度な基盤地図の作成を期待することができる引き続き他地域での検証等を通じて利用可否を検証することが必要である 8

North(m) 利用実証例 (LEX 信号受信による静止時及び低速度移動時の測位特性に関する基礎実験 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業 LEX 信号受信によるセンチメータ級測位の静止時

日本大学理工学部船橋キャンパス実証データに関する見解要望等 LEX 信号受信による静止時の測位結果は RTK 測位結果に近い分布を示している ( 図 1) 低速移動時も同様の結果となった ( 図 4)

9 North(m) 利用実証例 (LEX 信号受信による静止時及び低速度移動時の測位特性に関する基礎実験 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業 LEX 信号受信によるセンチメータ級測位の静止時低速移動時の精度と安定性の検討 RTK-GPS との同時観測による比較評価日本大学理工学部社会交通工学科空間情報研究室実証状況日時 : 平成 23 年 1 月 26 日 ~2 月 3 日場所 : 日本大学理工学部船橋キャンパス実証データに関する見解要望等 LEX 信号受信による静止時の測位結果は RTK 測位結果に近い分布を示している ( 図 1) 低速移動時も同様の結果となった ( 図 4) 今後の取組 ( 課題 ) LEX 信号受信による測位の解の種別による精度の検討静止時及び低速移動時におけるみちびきの可視性と測位解測位精度との関連性検討 LEX RTK East(m) 図 1 測位結果 ( 平面分布 ) 例図 3 測位状況 ( 静止観測 ) 例みちびき図 2 衛星と遮蔽物の天空図 ( 図 1 測位時 ) 図 4 低速移動軌跡表示例現時点での評価 LEX 信号受信によるセンチメータ級測位は従来の RTK-GPS に近い測位精度が期待できる高精度解を連続して維持する安定性についてはさらに検討が必要である 9

利用実証例文部科学省 : 宇宙利用促進調整委託費 IT 農業の実現に向けた準天頂衛星による高精度走行システムの実証実験 (LEX)

( 業務実施機関 ) 北海道大学北海道総合研究調査会三菱電機ニコントリンブルスガノ農機アイサンテクノロジー実証状況

現状では解析結果が約 6 秒遅れで出てくる将来的に自動走行を行うためにはリアルタイム性の向上が必要今後の取組 ( 課題 )

10 利用実証例文部科学省 : 宇宙利用促進調整委託費 IT 農業の実現に向けた準天頂衛星による高精度走行システムの実証実験 (LEX) 利用実証の全体概要及び実証参加企業将来の農機 IT 自動走行に向けた低速移動体端末による農機アシストシステムの実証日立造船 ( 業務実施機関 ) 北海道大学北海道総合研究調査会三菱電機ニコントリンブルスガノ農機アイサンテクノロジー実証状況日時 :2011/2/7( 月 )~ 2011/2/10 ( 木 ) 場所 : 独立行政法人農業食品産業技術総合研究機構農村工学研究所実証データに関する見解要望等位置精度は農機アシストシステムで使用するのに十分な精度が出ていることが確認できた実験中に解析結果が途切れることがあったため原因調査が必要現状では解析結果が約 6 秒遅れで出てくる将来的に自動走行を行うためにはリアルタイム性の向上が必要今後の取組 ( 課題 ) 今期の結果を元にシステムの改良を行い来期は実際の農場での実証を予定現時点での評価位置精度は十分な精度が出ているためリアルタイム性が改善すれば農機アシストシステムを含む移動体分野での大幅な精度向上が期待できる 10

利用実証例 ( 情報化施工機器による精度検証および GNSS 出来形管理精度検証 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業 JCMA 情報化施工委員会みちびき実証 WG 東亜建設工業 ( 株 ) ( 株 )

日 13:00~9 日 12:00 実証実験見学会 :9 日 13:00~15:00 24 時間観測 :9 日 16:00~ 翌 10 日 16:00 事例紹介 ( 実証概要写真等 ) 1 定点において GNSS

マシンコントロール ) とみちびきデータを補正データとした MC でブルドーザによる敷均しを行い MC の過程で取得できる両者の RTK 測位データを比較すると共に TS による敷均し出来形データを対比して

RTK-GNSS の FIX 率 ( ほぼ 100%) よりも LEX の FIX 率 (44~66%) は低い RTK 並みの FIX 率の実現が必要準天頂衛星 LEXR 基準点測定データ周波数低速移動体端末の出力は 5HZ

11 利用実証例 ( 情報化施工機器による精度検証および GNSS 出来形管理精度検証 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業 JCMA 情報化施工委員会みちびき実証 WG 東亜建設工業 ( 株 ) ( 株 ) ジャストプランニングシステム ( 有 ) キットコーポレーション西尾レントオール ( 株 ) ( 株 ) 間組 ( 株 ) トプコン ( 株 ) 小松製作所実証状況日時 :2011 年 2 月 7 日 ~10 日準備実測 :7 日 13:00~9 日 12:00 実証実験見学会 :9 日 13:00~15:00 24 時間観測 :9 日 16:00~ 翌 10 日 16:00 事例紹介 ( 実証概要写真等 ) 1 定点において GNSS データとみちびきデータを 24 時間連続取得し取得デタ (x,y,h) の分布傾向を把握する特にみちびきデータの受信有無 ( 衛星飛来状況 ) による取得データの乱れなどの傾向を把握する 2GNSS 基準局を用いた MC( マシンコントロール ) とみちびきデータを補正データとした MC でブルドーザによる敷均しを行い MC の過程で取得できる両者の RTK 測位データを比較すると共に TS による敷均し出来形データを対比してみちびきデータを補正データとした MC の精度を確認する LEXR による MC でブルドーザによる敷均し実験場所 : 社団法人日本建設機械化協会施工技術総合研究所 (CMI) 実証データに関する見解要望等精度について RTK-GNSS の FIX 率 ( ほぼ 100%) よりも LEX の FIX 率 (44~66%) は低い RTK 並みの FIX 率の実現が必要準天頂衛星 LEXR 基準点測定データ周波数低速移動体端末の出力は 5HZ 現場での利用は 10Hz 以上を要望コスト現状の RTK-GNSS ネットワーク型 RTK と比較してトータルコストが同等以下になることが必要現時点での評価 FIX 解が得られた場合は LEX は概ね現行の RTK-GNSS と同程度を確認できた上記実証データに関する見解要望等が解決されたシステム整備が必要 11

利用実証例 ( 観光活性化地域活性化のための位置情報活用の有効性に関する実証 )

日時 : 平成 23 年 1 月 15 日 ~ 平成 23 年 3 月 13 日場所 :

2011/03/07 13 時半頃モニターのつぶやき Google ストリートビュー

12 利用実証例 ( 観光活性化地域活性化のための位置情報活用の有効性に関する実証 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業広島県多言語観光ナビゲーションシステムを利用した観光活性化地域活性化のための位置情報活用の有効性に関する実証主幹実施機関名 : ソフトバンクモバイル株式会社共同実施機関名 : 広島県商工労働局観光課実証状況 SPAC 日時 : 平成 23 年 1 月 15 日 ~ 平成 23 年 3 月 13 日場所 : 広島県内実証データに関する見解要望等精度の高い位置情報が多数測定できている Twitter(gokann.jp) で利用ユーザのタイムリーな意見を抽出中 Twitter GOKANNJP 2011/03/07 13 時半頃モニターのつぶやき Google ストリートビュー添付写真アイスモナカは尾道の有名スイーツ今後の取組 ( 課題 ) 現状は操作上の難しさがある ( ユーザーマニュアル改定中 ) ケータイに受信機が組み込まれることによりさらなる利用可能性は感じる時間帯エリアや GPS 受信機との接続 I/F ( ポケット Wi-Fi) によって精度に格差がある現時点での評価精度の高い位置情報に参加者から驚きの意見があった知らない街で正確な位置情報によるナビゲーションが可能であることは有効性が高い実証実験の模様は広島テレビ広島ホームテレビでニュース報道複数メディアからの取材 Twitter 上では話題が広がるなど反応多数 12

利用実証例視覚障碍者歩行補助と中山間地訪問看護師支援のための測位方式の検討利用実証の全体概要及び実証参加企業視覚障碍者歩行補助を対象に,L1-SAIF による補強実験を実施.

参加 : 新潟大学, 筑波技術大学, クリエイトシステム開発, NPO 法人オアシス ( 新潟市 ) 実証状況平成 23 年 4 月 16 日東京銀座 4 丁目より有楽町

(β-Ⅱ 改 ) 図 1 実証実験風景図 2 準天頂受信機 ( 左 ) と被験者 : 視覚障碍者案内装置 ( 右 ) 実証データに関する見解要望等

13 利用実証例視覚障碍者歩行補助と中山間地訪問看護師支援のための測位方式の検討利用実証の全体概要及び実証参加企業視覚障碍者歩行補助を対象に,L1-SAIF による補強実験を実施. 従来開発している屋内外音声案内装置を使用して, 目的地までの誘導と周囲建物案内を行う. 参加 : 新潟大学, 筑波技術大学, クリエイトシステム開発, NPO 法人オアシス ( 新潟市 ) 実証状況平成 23 年 4 月 16 日東京銀座 4 丁目より有楽町皇居までを移動. この間, 目的地までの誘導機能, スマートフォン内蔵の磁気コンパスを使用した周囲案内機能の確認実験を実施.(β-Ⅱ 改 ) 図 1 実証実験風景図 2 準天頂受信機 ( 左 ) と被験者 : 視覚障碍者案内装置 ( 右 ) 実証データに関する見解要望等経路全体の案内動作を確認し, 皇居ではほぼ正確な測位を行うことができた. 一方, 銀座のビル街ではほぼ道路幅程度の誤差を含むため, 現在地案内は困難であった. 同様に現在地がずれるため, これと連動する方位案内も誤差が大きくなった. 今後の取組 ( 課題 ) 補強補間双方を同時に実現する受信機により, 独自の可視光通信と組み合わせた屋内外音声案内の実験. 図 3 介添え者との図 4 皇居から大手門までの軌跡情報共有用画面 S 点からE 点への移動 ( 機器 :GALAXY-S) 軌跡の傾向早めに曲がるほぼ移動路に従う現時点での評価屋内外案内装置 * の動作は安定しており, 今後 GPS 測位精度の向上によりさらに実用化に近づくと思われる. また, 災害時の音声案内対応を障碍者より切望された. 13

利用実証例 ( 位置情報と観光情報を融合したアプリを搭載した携帯端末による観光地散策支援の有効性に関する実証 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業 QZSS(L1-SAIF 補強 ) が観光案内にいかに有効に働くか検証する GPS 初期捕捉時間の短縮測位精度向上 - 観光スポットへの案内 -

が確認できた測位精度の優位性は測位結果が大きくずれる箇所が多く確認できず QZSR のフィルタの影響と思われるただフィルタの影響がない箇所では A-GPS 並の精度を確認できた歩行速度でポップアップが遅れて表示されることがあった今後の取組 ( 課題 ) 衛星のみで A-GPS

14 利用実証例 ( 位置情報と観光情報を融合したアプリを搭載した携帯端末による観光地散策支援の有効性に関する実証 ) 利用実証の全体概要及び実証参加企業 QZSS(L1-SAIF 補強 ) が観光案内にいかに有効に働くか検証する GPS 初期捕捉時間の短縮測位精度向上 - 観光スポットへの案内 - 近隣通過時の観光スポット情報のポップアップ表示実証参加企業 : 三菱スペースソフトウエア株式会社実証状況日時 :2011/4/26( 火 ) 2011/5/20 ( 金 ) 場所 : 神奈川県鎌倉市 JR 鎌倉駅周辺実証データに関する見解要望等初期捕捉時間短縮 ( 約 20 秒程度 ) が確認できた測位精度の優位性は測位結果が大きくずれる箇所が多く確認できず QZSR のフィルタの影響と思われるただフィルタの影響がない箇所では A-GPS 並の精度を確認できた歩行速度でポップアップが遅れて表示されることがあった今後の取組 ( 課題 ) 衛星のみで A-GPS 並の測位精度が期待できるので基地局の尐ない郊外や山間部での有用性を検証する図 1 アプリイメージ精度かなりよい測位の大きなずれ図 2 測位結果現時点での評価初期捕捉時間短縮により観光案内開始時のユーザ待ち時間軽減等の利便性向上が期待できる測位精度向上は期待できるが測位結果取得のリアルタイム性と合わせて再検証が必要である 14

利用実証例 ( 森林における準天頂衛星補強情報利用に関する実証 (L1-SAIF)) 利用実証の全体概要森林地域における地籍調査及び森林調査時に杭を探索する際のナビゲーションシステムの検証

: 愛知県瀬戸市海上の森実証データに関する見解要望等 L1SAIF を利用した測位成果が GPS 単独測位に比べ大幅に精度向上できることが確認できた林野では上空視界樹幹の状態の影響を大きく受けるため

ナビゲーションシステムとし機能改良を図り実用化に向けた利用実証を実施検討を予定している現時点での評価 GPS 単独 ( 紫 ) に対して L1SAIF 利用 ( 緑 ) の方が

15 利用実証例 ( 森林における準天頂衛星補強情報利用に関する実証 (L1-SAIF)) 利用実証の全体概要森林地域における地籍調査及び森林調査時に杭を探索する際のナビゲーションシステムの検証ネットワーク型 RTK(VRS) 測位をリファレンスとして GPS 単独 GPS+L1SAIF A-GPS を比較評価実証状況日時 :2011/04/20( 水 )~2011/04/21( 木 ) 場所 : 愛知県瀬戸市海上の森実証データに関する見解要望等 L1SAIF を利用した測位成果が GPS 単独測位に比べ大幅に精度向上できることが確認できた林野では上空視界樹幹の状態の影響を大きく受けるため安定的な測位が困難な地点や測位精度の誤差も数十 m 以上の誤差が生じる点も存在する今後の取り組み定点観測による環境依存の度合い調査とともに QZS 補完による測位率の向上確認を行いナビゲーションシステムとし機能改良を図り実用化に向けた利用実証を実施検討を予定している現時点での評価 GPS 単独 ( 紫 ) に対して L1SAIF 利用 ( 緑 ) の方が安定して測位出来ているのがわかる ( 黄色は QZS 補完 ) L1SAIF による精度向上の確認ができた反面実用化にはマルチパス等環境依存による影響が大きいナビゲーションとしてはいくつかの課題もあるが従来手法に比べ実用的なシステム開発が可能だと考える 15

利用実証例沿岸域及び海底における脆弱性地盤調査のための QZSS リアルタイム cm 測位の応用船舶航空機を使用利用実証の全体概要及び実証参加企業移動体重力測定のリアルタイム化のために

)~2011/01/27( 木 )(3 日間 ) 及び 2011/03/09( 水 )~2011/03/11( 金 )(3 日間 ) 場所 : 東京勝どき桟橋より館山まで ( 東京湾 )

望ましいけれども本質的なことではない東京湾を南北に 2 回往復する試験を行った結果 QZSS による後処理結果は rms 3cm の位置精度が得られたと考える今後の取り組み現時点の評価

16 利用実証例沿岸域及び海底における脆弱性地盤調査のための QZSS リアルタイム cm 測位の応用船舶航空機を使用利用実証の全体概要及び実証参加企業移動体重力測定のリアルタイム化のために LEX 信号を使い移動体上で cm 測位を行いそれによる重力測定精度を通じてかさねて測位精度を評価する ( 株 )COSMOGRAV 東京海洋大実証状況日時 :2011/01/25( 火 )~2011/01/27( 木 )(3 日間 ) 及び 2011/03/09( 水 )~2011/03/11( 金 )(3 日間 ) 場所 : 東京勝どき桟橋より館山まで ( 東京湾 ) 実証データに関する見解要望等今回の実験では船舶により後処理型 LEX 信号補強データを使用した (LEX 受信機の不足のため ) 測位結果の Real Time 性は望ましいけれども本質的なことではない東京湾を南北に 2 回往復する試験を行った結果 QZSS による後処理結果は rms 3cm の位置精度が得られたと考える今後の取り組み現時点の評価上記の位置精度によれば船 / 航空機によって高精度な重力異常磁気異常の測定ができ測定の困難な沿岸域や海底の地盤の性状が分かり地震津波等の防災対策に貢献すると考える海陸プレートすべり面沿岸海底海溝型地震津波調査実証実験の航跡海溝 16

17 目次 1. はじめに 2. 利用実証状況 3. サブメータ級測位補強システムの実証実験 4. センチメータ級測位補強システムの実証実験 5. まとめ 17

18 サブメータ級測位補強システム SPAC では衛星測位補強事業の振興に向け ( 独 ) 科学技術振興機構 (JST) 殿の委託を受け ( 独 ) 電子航法研究所 (ENRI) 殿の技術協力の下サブメータ級測位補強システムである準天頂衛星を利用した高精度位置情報実用化システムの開発を進めている ENRI 殿の研究開発成果である L1-SAIF 信号を活用将来の実用化に向けて実験運用を継続的に行いデータを取得評価実験運用で送信される信号は民間利用実証で受信実験する科学技術振興機構 ( JST ) 電子航法研究所 ( ENRI ) 開発 L1-SAIF 信号委託技術協力開発 SPAC 準天頂衛星を利用した高精度位置情報実用化システム ( サブメータ級測位補強システム ) [ L1SPS ] 活用 SAIF : Submeter-class Augmentation with Integrity Function L1SPS : L1-SAIF+ practical application system L1-SAIF+ メッセーシ L1-SAIF 信号民間利用実証 18

サブメータ級測位補強システムの全体構成 / 効果補正情報捕捉支援情報測位精度の向上初期位置算出に必要な航法データの取得時間サブメータ級 (<1m(rms)) 平均 15 秒以内準天頂衛星準天頂衛星から配信準天頂衛星を利用した高精度位置情報システム ( 補強情報の生成 ) 補正情報補強情報の送信時刻軌道

19 サブメータ級測位補強システムの全体構成 / 効果補正情報捕捉支援情報測位精度の向上初期位置算出に必要な航法データの取得時間サブメータ級 (<1m(rms)) 平均 15 秒以内準天頂衛星準天頂衛星から配信準天頂衛星を利用した高精度位置情報システム ( 補強情報の生成 ) 補正情報補強情報の送信時刻軌道電離層等の測位補正情報の配信により早期精度を向上 JAXA 地上局アップリンク GPS 衛星捕捉支援情報概略軌道や精密軌道等の衛星時刻軌道情報の高頻度な配信により測位時間を短縮電子基準点データの収集電子基準点網 (GEONET) 全国に約 1200 ヶ所 ( 国土地理院設置 ) 真の位置が既知 GPS 信号を連続受信測位補強データ測位信号 19

20 L1-SAIF+ メッセージの内訳 L1-SAIF 信号 L1-SAIF+ メッセージ SBAS 互換メッセージタイプ ID:0~ ~ ~63 SBAS 非互換メッセージタイプ ID:52~60 L1-SAIF+ 固有メッセージ (SPAC 利用実証用 ) タイプ ID:40~51 IS-QZSS Ver.1.2 Draft より民間利用実証用にメッセージタイプ ID の 40~51 を割り当て 20

サブメータ級測位補強システムの運用 ENRI 殿と交互にL1-SAIF+ 補強データを放送中 ( 月に15 日程度 ) SPACは原則として平日 9~17 時に放送している 2011 年 10 月末までに L1SPS 放送時間 1158 時間を達成放送していない期間についてもL1-SAIF+ 補強データの生成を継続的に実施データ収集解析を行っている現在の放送データパターンおよび

21 サブメータ級測位補強システムの運用 ENRI 殿と交互にL1-SAIF+ 補強データを放送中 ( 月に15 日程度 ) SPACは原則として平日 9~17 時に放送している 2011 年 10 月末までに L1SPS 放送時間 1158 時間を達成放送していない期間についてもL1-SAIF+ 補強データの生成を継続的に実施データ収集解析を行っている現在の放送データパターンおよび放送日程のHP 公開例を以下に示す # MT Message # MT Message 1 1 PRNマスク初期位置算出支援クロック 2 10 劣化係数初期位置算出支援衛星軌道電離層伝搬遅延補正初期位置算出支援衛星軌道高速補正 [1~13] 22 2 高速補正 [1~13] 5 3 高速補正 [14~26] 23 3 高速補正 [14~26] 6 24 複合高速 [27~32]/ 長期補正複合高速 [27~32]/ 長期補正 7 50 初期位置算出支援クロック IGPマスク初期位置算出支援衛星軌道電離層伝搬遅延補正初期位置算出支援衛星軌道電離層伝搬遅延補正高速補正 [1~13] 28 2 高速補正 [1~13] 11 3 高速補正 [14~26] 29 3 高速補正 [14~26] 複合高速 [27~32]/ 長期補正複合高速 [27~32]/ 長期補正 IGPマスク初期位置算出支援クロック電離層伝搬遅延補正初期位置算出支援衛星軌道電離層伝搬遅延補正初期位置算出支援衛星軌道高速補正 [1~13] 34 2 高速補正 [1~13] 17 3 高速補正 [14~26] 35 3 高速補正 [14~26] 複合高速 [27~32]/ 長期補正複合高速 [27~32]/ 長期補正 21

ユーザ受信局日本全域に配置されている GEONET 電子基準点のうちからユーザ受信局として 14 点を均等になるように選択して仮想のユーザ受信局とみなしそれらの受信データ ( シュードレンジ ) に対する L1-SAIF 信号の補強効果の解析を行った. ユーザ受信局の配置を以下に示す No.

22 ユーザ受信局日本全域に配置されている GEONET 電子基準点のうちからユーザ受信局として 14 点を均等になるように選択して仮想のユーザ受信局とみなしそれらの受信データ ( シュードレンジ ) に対する L1-SAIF 信号の補強効果の解析を行った. ユーザ受信局の配置を以下に示す No. 地域サイト 1 北端 0848 稚内 3 2 北東端 0119 根室 3 北海道 0022 函館 4 東北 0910 江刺 5 関東 3011 川越 6 伊豆諸島 0601 御蔵島 7 小笠原諸島 0603 母島 8 北陸 0053 輪島 9 中部 0058 高山 10 近畿 0356 神戸中央 11 四国 / 中国 0434 伊予 12 北九州 0458 石田 13 南九州 0491 佐多 14 沖縄 1096 那覇 22

23 水平測位誤差 ( プロット ):3011( 川越 ) 2011/07/04 単独垂直 RMS 単独水平 RMS 補強垂直 RMS 補強水平 RMS 1.83[m] 1.30[m] 0.59[m] 0.38[m] 単独 :GPS データのみによる測位補強 :L1-SAIF+ 補強による測位 23

24 測位誤差 ( グラフヒストグラム ) 2011/07/04 赤 : 単独測位 / 青 :L1-SAIF+ 補強測位 24

25 5/16 5/30 6/13 6/27 7/11 7/25 8/8 8/22 9/5 9/19 10/3 10/17 10/31 Error [m] (RMS) 水平測位誤差 / 補強無し ( 受信局別時系列 ) GPS only: Horizontal Error(RMS) 小笠原諸島母島 14. 沖縄那覇 1. (0848)Wakkanai 2. (0119)Nemuro2 3. (0022)Hakodate 4. (0910)Esashi 5. (3011)Kawagoe 6. (0601)Mikura-jima 7. (0603)Haha-jima 8. (0053)Wajima 9. (0058)Takayama 10. (0356)Kobe-chuo 11. (0434)Iyo 12. (0458)Ishida 13. (0491)Sata 14. (1096)Naha 25

26 5/16 5/30 6/13 6/27 7/11 7/25 8/8 8/22 9/5 9/19 10/3 10/17 10/31 Error [m] (RMS) 水平測位誤差 / 補強有り ( 受信局別時系列 ) L1-SAIF: Horizontal Error(RMS) 小笠原諸島母島 14. 沖縄那覇 1. (0848)Wakkanai 2. (0119)Nemuro2 3. (0022)Hakodate 4. (0910)Esashi 5. (3011)Kawagoe 6. (0601)Mikura-jima 7. (0603)Haha-jima 8. (0053)Wajima 9. (0058)Takayama 10. (0356)Kobe-chuo 11. (0434)Iyo 12. (0458)Ishida 13. (0491)Sata 14. (1096)Naha 26

27 捕捉支援情報による初期位置測位誤差 ( プロット ) 1GPS 単独 3L1-SAIF+ クロック 2L1-SAIF+ 軌道 & クロック 2:GPS 受信データ ( シュードレンジ ) を元に捕捉支援情報 ( 軌道及びクロック ) のみで測位演算 3:GPS 受信データ ( シュードレンジ ) を元にエフェメリス情報及び捕捉支援情報 ( クロック ) で測位演算結果 1GPS 単独 2 軌道 & クロック 3クロック垂直誤差 RMS 水平誤差 RMS 捕捉時間 30~60 秒 15 秒以下 15 秒以下捕捉支援情報による初期捕捉誤差が目標の 10[m] 以下であることを確認 27

0848 稚内 0119 根室 2 0022 函館 0910 江刺 3011 川越 0601 御蔵島 0603 母島 0053 輪島 0058 高山 0356 神戸 0434 伊予 0458 石田 0491 佐多 1096 那覇水平 RMS[m] 緊急情報配信 ~ 緊急情報配信による補強情報配信頻度低下による測位精度への影響

28 0848 稚内 0119 根室函館 0910 江刺 3011 川越 0601 御蔵島 0603 母島 0053 輪島 0058 高山 0356 神戸 0434 伊予 0458 石田 0491 佐多 1096 那覇水平 RMS[m] 緊急情報配信 ~ 緊急情報配信による補強情報配信頻度低下による測位精度への影響 ~ /7/4 L1-SAIF 補強測位 : 水平 RMS 配信パターン 1: 緊急情報なし (36 秒サイクル ) 配信パターン 2: 緊急情報 (MT49) を 37 秒毎に付加配信パターン 3: 緊急情報 (MT49) を 6 秒毎に付加 28

29 目次 1. はじめに 2. 利用実証状況 3. サブメータ級測位補強システムの実証実験 4. センチメータ級測位補強システムの実証実験 5. まとめ 29

30 センチメータ級測位補強システム 30

全系確認試験 (End-to-End 試験 ) の結果リアルタイム静止測位試験リアルタイム静止測位試験の結果評価項目評価点 1 評価点 2 開発目標テストフィールド内の評価点位置評価点はあらかじめ正確な位置座標を測量で決定しており観測値の精度を評価するために用いる水平方向垂直方向平均誤差 0.1cm 0.

31 全系確認試験 (End-to-End 試験 ) の結果リアルタイム静止測位試験リアルタイム静止測位試験の結果評価項目評価点 1 評価点 2 開発目標テストフィールド内の評価点位置評価点はあらかじめ正確な位置座標を測量で決定しており観測値の精度を評価するために用いる水平方向垂直方向平均誤差 0.1cm 0.1cm - 標準偏差 (σ ) 1.0cm 1.0cm - 測位精度 (rms) 1.0cm 1.0cm 3cm 以内平均誤差 0.1cm 0.1cm - 標準偏差 (σ ) 1.8cm 2.3cm - 測位精度 (rms) 1.8cm 2.3cm 6cm 以内 3 次元測位精度 (rms) 2.1cm 2.5cm (6.7cm 以内 ) 31

32 全系確認試験 (End-to-End 試験 ) の結果移動体測位試験 ( 相対評価 ) MMS (Mobile Mapping System) 測位演算 ( 本方式 ) MMS を用いて GPS 観測データおよび走行データを取得比較評価の結果 GPS 観測データ走行データ差異を比較評価評価項目結果水平方向差異高さ方向差異平均標準偏差平均標準偏差 0.6cm 1.2cm 1.4cm 1.9cm 測位演算 (FKP 方式 ) 公共測量で認められた従来の方式 32

全系確認試験 (End-to-End 試験 ) の結果移動体測位試験 ( 絶対評価 ) σ

33 全系確認試験 (End-to-End 試験 ) の結果移動体測位試験 ( 絶対評価 ) σ 移動体 σ センサ評価点 ( 既知 ) レーザ計測衛星測位による自車位置に基づいてレーザ計測点群をカメラ画像に重畳し評価点の絶対位置を特定 σ 評価点評価点の計測値 σ 2 評価点 = σ 2 移動体 +σ 2 センサ σ センサ : 既知 3 次元計測結果 σ 移動体 :MMS の自車位置の測位精度 2.8cm ( 三次元精度 ) 測量した評価点 4 点に対して SSR 方式を適用した 3 次元計測結果を用いて各点 10 回ずつ計測し計測誤差を評価 33

34 リアルタイム移動体測位新潟大学との共同研究として移動体測量を行う車両 (MMS) に低速移動体端末を搭載し林道において移動体測位実験を実施時速 100km 迄の測位精度と FIX 率も実測し良好であることを確認 MMS に測位端末を搭載し林道にてリアルタイム移動体測位を実施 FIX 率 : 79% FIX している区間における測位精度 2.4cm(drms) 34

35 INS 複合処理による測位率の向上 GPS 観測データと車両の走行データを複合して測位演算を行う INS 複合処理を施すことにより測位率が 100% に向上することを確認分類標示最大測位誤差水平標高割合センチメータ級 3cm 6cm 76% デシメータ級 30cm 60cm 12% メータ級 175cm 350cm 12% センチメータ級測位が可能な区間の割合は 76% INS 複合処理を施すことにより測位率が 100% に向上 35

36 みちびきの付加による測位精度の向上補強対象衛星にみちびきを付加することによる測位精度の向上効果をシミュレーションにより確認分類標示最大測位誤差水平標高割合センチメータ級 3cm 6cm 95.0% デシメータ級 30cm 60cm 4.3% メータ級 175cm 350cm 0.7% センチメータ級測位が可能な区間の割合が 95% に向上 ( シミュレーションによる確認 ) 補強対象衛星にみちびきを付加 36

37 GPS 津波計への活用サービスエリアは日本の外周に位置する電子基準点を結んだ線の外側 10km 以内と定義しているが津波監視や海洋土木等への適用を想定し日本周辺海域における測位精度を評価結果測位アルゴリズムの若干の改良により 53km 沖合迄センチメータ級の測位精度が得られることを確認 RINEX データ 9 月 20 日 ~22 日測位演算 ( 後処理 ) 補強情報の保存補強情報測位結果 GPS 津波計 ( 文科省科研費基盤研究 (S) ) 電子基準点網 GPS 観測データ 9 月 20 日 ~22 日利用実証用センチメータ級補強情報測位補強システムの生成 37

38 FIX 率の確認アプリケーションの一例として東京大学地震研究所と高知工業高等専門学校の協力を得大型の台風 15 号が来襲した 9 月 20 日 ~22 日に GPS 津波計を用いた実証実験を行った結果測位精度および FIX 率とも良好な成果を得た RINEX データ取得日処理全体平均 FIX 率 (%) DOP 劣化の時間帯を除く備考 9 月 20 日大型の台風 15 号が四国沖を低速にて通過中 9 月 21 日午前中室戸岬は強風域内 9 月 22 日北海道の東海上に到達全期間

39 一周波搬送波測位への適合性 ( 評価結果 ) 移動体測位に適合するよう初期位置算出時間を短縮し得る二周波搬送波測位を前提として開発したが測量分野における衛星測位の普及に係わる国土地理院のコメントに基づき一周波搬送波測位への適合性を評価した結果測位精度および FIX 率とも良好な成果を得た測位精度は二周波搬送波測位と同等測位点電子基準点藤沢鎌倉テストフィールド標準偏差測位精度区分一周波二周波一周波二周波水平標高水平標高 0.62 cm 0.76 cm 1.04 cm 1.28 cm 1.87 cm 2.30 cm 1.41 cm 1.59 cm 0.81 cm (drms) 3.71 cm (rms) 0.91 cm (drms) 2.37 cm (rms) FIX 率 89 % 99 % 92 % 96 % 初期位置算出時間 244 秒 32 秒 136 秒 30 秒備考測位点の正確な座標が不明なため測位精度は算出していない 39

40 まとめ民間の利用実証活動は昨年度からの 3 回の公募を行い延べ 214 社 100 テーマとなった実証実験を 2011 年 1 月より開始しそれまでの成果を 6 月に中間報告に纏めた準天頂衛星初号機は昼間は春から夏には南半球上空にあるが秋から冬には日本上空にあり昼間の実験機会を利用した H23 年度の実証活動が本格化しているさらに準天頂衛星対応の受信機を開発 / 検討中のメーカがあり利用実証の広がりが期待できる利用実証に多くの参加をいただき新分野創性と利活用が促進されることを期待している早期実用化に向けて効果的に機器やサービス市場の創出できるよう利用実証環境の整備更新を進めていきたい SPAC は民間利用実証活動を通じ衛星測位利用サービスの創出国際競争力の強化に貢献したいと考えている 40

41 よろしくご指導ご支援お願いいたしますご静聴ありがとうございました 41

GPS仰角15度

GPS仰角15度 SPAC シンポジウム 2012 GPS, QZS, GLONASS を利用した高精度測位の現状 2012 年 11 月 21 日幹事細谷素之協議会の目的 ( 以下協議会という ) は国土交通省国土地理院が所有する電子基準点リアルタイムデータの民間開放を要望するとともにリアルタイムデータの利活用と普及を推進することを目的として平成 13 年 11 月に設立されました 2 電子基準点を利用した