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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. 単独測位 VS 精密単独測位. 軌道 / 時計 放送暦 ~ 3m/ ~ 10 ns. 電離層 補正モデル 1 ~ 10 m. 対流圏 補正モデル ~ 0.3 m. 雑音 + マルチパス コード 0.1 ~ 1 m. 測位精度 数 m ~数 10m. 単独測位 VS 精密単独測位. 軌道 / 時計 精密暦 ~ 3cm/ ~ 0.1ns. 電離層 2周波線形結合 ~ 0.5 cm?. - PowerPoint PPT Presentation
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精密単独測位精密単独測位 (PPP)(PPP) によるによるスタティック・キネマスタティック・キネマ
ティックティック測位精度の評価測位精度の評価
技術コンサルタント 技術コンサルタント 高須 知二高須 知二
日本測地学会第日本測地学会第 104104 回講演会回講演会
http://gpspp.sakura.ne.jp
単独測位 単独測位 VS VS 精密単独測位精密単独測位軌道 / 時計
放送暦~ 3m/ ~ 10
ns
雑音 + マルチパスコード0.1 ~ 1 m
電離層補正モデル 1 ~ 10 m
対流圏補正モデル ~ 0.3 m
測位精度数 m ~数 10m
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単独測位 単独測位 VS VS 精密単独測位精密単独測位軌道 / 時計
精密暦~ 3cm/ ~ 0.1
ns
雑音 + マルチパス搬送波位相
0.3 ~ 1 cm
電離層2周波線形結合
~ 0.5 cm?
対流圏モデル+推定
~ 0.5 cm測位精度
1cm ~数 cm
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相対測位 相対測位 VS VS 精密単独測位精密単独測位
• 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
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相対測位 相対測位 VS VS 精密単独測位精密単独測位
• 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
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精密単独測位のモデル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
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精密暦の問題精密暦の問題
• 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
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GpsTools (GT) ver.0.5.6GpsTools (GT) ver.0.5.6
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スタティックスタティック PPPPPP 精度評価精度評価
• 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
ITRFITRF 局局 (IGS(IGS 基準座標局基準座標局 IGb00)IGb00)
150 W 120 W 90 W 60 W 30 W 0 30 E 60 E 90 E 120 E 150 E 180 E
60 S
30 S
0
30 N
60 N
ALGO
ALIC
ARTU
ASC1
AUCK
BAHR
BILI
BOR1BRUS
CAS1
CEDU
CHAT
CHUR
CRO1
DARW
DAV1
DRAO DUBOFLIN
FORT
GLSV
GODEGOLD
GOUG
GRASGRAZ
GUAM
HOB2
HOFN
HRAO
IRKT
JAB1
JOZE
KARR
KELY
KERG
KIT3
KOUR
KSTULAMA
LHAS
LPGS
MALI
MAS1
MATE
MAW1
MCM4
MDO1
MKEA
NICO
NKLG
NLIB
NOUM
NRC1
NYAL
OHI2
ONSA
PERT
PETP
PIE1
POL2
POTS
RBAY
RIOG
SANT
SCH2STJO
SYOG
THTI
THU3
TIDB
TIXI
TOW2
TRABTSKB
UNSA
URUM
VESL
VILLWES2
WSRTWTZR
YAR1
YELL
ZIMM
ITRFITRF 局スタティック局スタティック PPPPPP 結果結果(( 一部一部 ))ALGO TSKB
AUCKSANT
E:4.0 N:3.0 U:5.9mm E:4.6 N:5.4 U:8.8mm
E:5.5 N:2.8 U:9.1mmE:5.5 N:4.9 U:15.0mm
2cm2cm
2cm 2cm
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ITRFITRF 局スタティック局スタティック PPPPPP 精精度度
RMSE wrt IGb00 RepeatabilityE N U E N U
4.3 3.5 9.7 3.7 2.7 7.6
2004/1/1-12/31 、全局平均、単位: mmGlobal Offset 補正、トレンド除去後
ITRFITRF 局スタティック局スタティック PPPPPP 水平オフ水平オフセットセット
150 W 120 W 90 W 60 W 30 W 0 30 E 60 E 90 E 120 E 150 E 180 E
60 S
30 S
0
30 N
60 N
REF: IGb00
0.01mwrt IGb00 、 Global Offset 補正後
ITRFITRF 局スタティック局スタティック PPPPPP 垂直オフ垂直オフセットセット
150 W 120 W 90 W 60 W 30 W 0 30 E 60 E 90 E 120 E 150 E 180 E
60 S
30 S
0
30 N
60 N
REF: IGb00
0.01mwrt IGb00 、 Global Offset 補正後
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Global OffsetGlobal Offset 補正補正
• Helmert 変換による座標値の Fitting
dz
dy
dx
z
y
x
RR
RR
RR
Scale
z
y
x
xy
xz
yz
1
1
1
1
'
'
'
• dx/dy/dz : 平行移動• Rx/Ry/Rz : 回転• Scale : 拡大・縮小
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-0.01
0
0.01
dx/d
y/dz
(m
)
-0.2
0
0.2
Rx/
Ry/
Rz
(mas
)
04/1/1 04/3/1 04/4/30 04/6/29 04/8/28 04/10/27 04/12/261
2
3
4
Scal
e (p
pb)
ITRFITRF 局局 PPPPPP 解解 Global OffsetGlobal Offset
5mm
5mm
5mm
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PPPPPP 解解 Global OffsetGlobal Offset の解釈の解釈
• 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 ???
ITRFPPP解
dx/dy/dz
Scale
Rx/Ry/Rx
120 E 130 E 140 E 150 E
30 N
40 N
国土地理院電子基準点国土地理院電子基準点
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電子基準点電子基準点スタティックスタティック PPPPPP 精精度度
RepeatabilityE N U
4.4 3.6 8.5
2004/1/1-12/31 、全局平均、単位: mmGlobal Offset 補正、線形トレンド除去後
電子基準点電子基準点 PPPPPP 水平オフセット水平オフセット
120 E 130 E 140 E 150 E
30 N
40 N
REF: GSIPOS
0.01m
wrt GSI F2 解Global Offset 補正後
電子基準点電子基準点 PPPPPP 垂直オフセット垂直オフセット
120 E 130 E 140 E 150 E
30 N
40 N
REF: GSIPOS
0.01m
wrt GSI F2 解Global Offset 補正後
REF: GSIPOS
0.01m
電子基準点電子基準点 PPPPPP 水平オフセット水平オフセット (( 拡拡大大 1)1)
wrt GSI F2 解Global Offset 補正後
REF: GSIPOS
0.01m
電子基準点電子基準点 PPPPPP 水平オフセット水平オフセット (( 拡拡大大 2)2)
wrt GSI F2 解Global Offset 補正後
REF: GSIPOS
0.01m
電子基準点電子基準点 PPPPPP 水平オフセット水平オフセット (( 拡拡大大 3)3)
wrt GSI F2 解Global Offset 補正後
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キネマティックキネマティック PPPPPP 精度評価精度評価
• 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
ITRFITRF 局キネマティック局キネマティック PPPPPP 結果結果(( 一部一部 ))ALGO
E:0.9 N:1.0 U:2.1cm
TSKB
E:1.2 N:1.3 U:3.0cm
SANT
E:7.8 N:4.0 U:7.5cm
AUCK
E:1.2 N:0.9 U:2.7cm
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ITRFITRF 局局キネマティックキネマティック PPPPPP 精精度度
RMSE wrt IGb00 RepeatabilityE N U E N U
1.8 1.4 3.4 1.7 1.4 3.3
2004/10/3-10/9 、全局平均、単位: cmGlobal Offset 補正
キネマティックキネマティック PPPPPP 精密暦比精密暦比較較IGS 300sec IGR 300sec
IGS 補間 30sec JPL 30sec
E:2.5 N:2.0 U:4.2cmE:2.4 N:2.9 U:7.7cm
E:0.8 N:1.0 U:1.8cmE:0.6 N:0.8 U:1.8cm
2004/10/3-10/9 DAV1 wrt IGb00
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PPPPPP による衛星による衛星精密精密軌道決定軌道決定
• 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
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Posi
tion
Err
or 3
D (
m)
7/18 7/19 7/20 7/21 7/22 7/23 7/24
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
Posi
tion
Err
or R
/A/C
(m
)
RadialAlong-TrackCross-Track
キネマティックキネマティック PPP LEOPPP LEO 衛星衛星 PODPOD(1)(1)
GRACE A 2004/7/18-7/24 wrt JPL Level1BRMSE 3D:5.5cm
R:3.9 A:2.9 C:2.4cm
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Posi
tion
Err
or 3
D (
m)
7/18 7/19 7/20 7/21 7/22 7/23 7/24
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
Posi
tion
Err
or R
/A/C
(m
)
RadialAlong-TrackCross-Track
キネマティックキネマティック PPP LEOPPP LEO 衛星衛星 PODPOD(2)(2)
GRACE B 2004/7/18-7/24 wrt JPL Level1BRMSE 3D:7.5cm
R:5.6 A:3.7 C:3.4cm
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• スタティックPPP精度(RMS)ITRF座標 : 水平 3-5mm, 垂直 10mmGlobal Offset補正
• キネマティックPPP精度(RMS)固定局 : 水平 1-2cm, 垂直 3-4cmLEO衛星 : 3D 5-8cm
• 精密暦 :高時間分解能時計
まとめまとめ
評価結果詳細 http://gpspp.sakura.ne.jp