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高精度測位補正情報の生成・配信に関する研究開発

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1 技術開発の方針と計画

1.1 本プロジェクトの目的
1.2 全体スキーム
 1.2.1 実施方針
 1.2.2 概念設計
  1.2.2.1 参照基準点観測情報
  1.2.2.2 衛星軌道・時計補正情報
  1.2.2.3 対流圏遅延補正情報
  1.2.2.4 電離層遅延補正情報
  1.2.2.5 放送方式に適合した補正情報
 1.2.3 開発要件
 1.2.4 達成目標および評価方法・想定成果

2 高精度測位補正情報の生成・配信に関する基礎技術の調査・設計

2.1 調査・設計の方針
 2.1.1 補正情報の必要性と精度に関する事前調査の方針
 2.1.2 参照基準点観測情報の調査・設計の方針
 2.1.3 衛星軌道・時計補正情報の調査・設計の方針
 2.1.4 対流圏遅延補正情報の調査・設計の方針
 2.1.5 電離層遅延補正情報の調査・設計の方針
 2.1.6 絶対電離層モデルの調査・設計の方針
2.2 調査・設計の内容および成果
 2.2.1 補正情報の必要性と精度に関する事前調査の結果
 2.2.2 参照基準点観測情報の調査・設計の結果
 2.2.3 衛星軌道・時計補正情報の調査・設計の結果
 2.2.4 対流圏遅延補正情報の調査・設計の結果
 2.2.5 電離層遅延補正情報の調査・設計の結果
 2.2.6 絶対電離層モデルの調査・設計の結果
2.3 L1一周波測位による評価試験
 2.3.1 評価試験の方法
 2.3.2 評価試験の結果
2.4 補正情報の形式とデータサイズ
 2.4.1 補正情報の構造
 2.4.2 補正情報データ量の見積もり
2.5 準天頂衛星の放送機能に関する調査
 2.5.1 放送方式の調査
 2.5.2 伝送遅延
2.6 まとめ

3 補正情報生成・配信および受信・測位装置のプロトタイプの開発

3.1 開発項目
3.2 測位補正技術の改良
 3.2.1 電離層遅延補正の精度向上
  3.2.1.1 電離層補正情報生成における観測点密度の向上
  3.2.1.2 電離層遅延補正情報の適用における内挿方法の改良
 3.2.2 LEX仕様への適合を考慮した補正情報の仕様変更
  3.2.2.1 電離層領域形状の変更
  3.2.2.2 データの圧縮
  3.2.2.3 補正情報フォーマットの見直し
3.3 プロトタイプシステムの構築
 3.3.1 プロトタイプシステムの構築
 3.3.2 リアルタイム予備実験
  3.3.2.1 リアルタイム予備実験の目的
  3.3.2.2 リアルタイム予備実験の実施方針・実施内容
  3.3.2.3 補正情報の生成時間
  3.3.2.4 基本設定値におけるS帯補正方式の観測時間の評価
3.4 リアルタイム測位実験
 3.4.1 リアルタイム測位実験の目的
 3.4.2 リアルタイム測位実験のシステム構成
 3.4.3 沖縄地域の実験状況
  3.4.3.1 実験設定
  3.4.3.2 測位解析の結果
 3.4.4 関東地域の実験状況
  3.4.4.1 実験設定
  3.4.4.2 測位解析の結果
 3.4.5 リアルタイム測位実験の評価
  3.4.5.1 実験における測位の不安定性の原因
  3.4.5.2 電離層遅延情報量の削減
  3.4.5.3 データ遅延の影響
 3.4.6 リアルタイム測位実験のデータを用いた後処理による性能検証
3.5 まとめ

4 補正情報生成・配信装置および受信・測位装置のシステムの改良

4.1 システム完成のための対策・改良すべき課題
4.2 システム完成のための対策・改良・開発内容と結果
 4.2.1 補正情報の生成
  4.2.1.1 参照基準点観測情報処理の不具合対策と改良
  4.2.1.2 対流圏遅延補正情報生成の不具合対策と改良
  4.2.1.3 電離層遅延補正情報の生成手法検討
  4.2.1.4 補正情報生成装置の不具合対策
 4.2.2 補正情報の配信
  4.2.2.1 S帯・L帯補正方式の仕様最終化とLEX配信模擬システムの構築
  4.2.2.2 別途提供する情報ファイルの採用
 4.2.3 補正情報の受信
  4.2.3.1 S帯・L帯補正方式の仕様最終化
 4.2.4 測位解析の不具合対策と対応受信機の汎用化
 4.2.5 精度管理手法
  4.2.5.1 誤ったバイアス決定の検出・除去手法の開発
  4.2.5.2 測位解の精度管理手法のアルゴリズム開発
4.3 まとめ

5 リアルタイム実証実験

5.1 実験の目的
5.2 リアルタイム実証実験の評価・実証項目と評価手順
 5.2.1 評価項目と評価基準
 5.2.2 評価手順
5.3 実験の概要
 5.3.1 実証実験の全体概要
 5.3.2 沖縄地域の実験状況
 5.3.3 関東地域の実験状況
5.4 評価
 5.4.1 性能評価
  5.4.1.1 最適観測時間
  5.4.1.2 S帯補正方式における補正情報の最適頻度
 5.4.2 システム動作
  5.4.2.1 リアルタイム動作
  5.4.2.2 補正情報の遅延
  5.4.2.3 補正情報の欠落
 5.4.3 測位精度
  5.4.3.1 沖縄地域の実験
  5.4.3.2 関東地域の実験
  5.4.3.3 誤ったバイアス決定の検出・除去手法の適用効果
   5.4.3.3.1 捕捉衛星対数が4個以下である事象
   5.4.3.3.2 補正情報欠落の事象
   5.4.3.3.3 アンビギュイティのリセットの事象
   5.4.3.3.4 実証実験における事象検出状況
  5.4.3.4 精度管理手法の有効性
5.5 システムの最終調整
 5.5.1 測位解の分析とシステムの調整事項
 5.5.2 最終調整を適用したシステムの品質評価
  5.5.2.1 沖縄地域の実験データの解析結果
  5.5.2.2 関東地域の実験データの解析結果
  5.5.2.3 精度管理手法を適用した完成システムの評価
5.6 まとめ

付1 システム完成のための対策・改良内容と結果(詳細)

付1.1 補正情報の生成
 付1.1.1 クロックジャンプによる搬送波位相データの飛びの処理
 付1.1.2 参照基準点切り替え機能の追加
 付1.1.3 対流圏遅延補正情報の安定化(衛星時計誤差の推定処理の安定化)
 付1.1.4 対流圏遅延補正情報の内挿処理の不具合対策
 付1.1.5 ディスク使用量超過対策
付1.2 補正情報の配信
 付1.2.1 L帯補正方式での補正情報のデータ量見積もり
 付1.2.2 LEXパケットの送受信の確認
 付1.2.3 対流圏領域3分割の確認
 付1.2.4 補正情報の衛星数制限処理
付1.3 補正情報の受信
 付1.3.1 電離層遅延補正情報の領域判定処理
 付1.3.2 参照基準点の切り替わりへの対応
 付1.3.3 情報ファイルの同一性照合処理
付1.4 L1一周波測位
 付1.4.1 補正情報取得不備での解析開始の対策
 付1.4.2 対流圏高さ補正の効果の調査結果
  付1.4.2.1 システムの改良
  付1.4.2.2 解析結果の評価
  付1.4.2.3 まとめ
付1.5 配信される補正情報の書式
 付1.5.1 補正情報メッセージのレコード構造
 付1.5.2 パラメータ種別ID
 付1.5.3 参照基準点観測情報
 付1.5.4 衛星軌道・時計補正情報+電離層グリッド間隔情報
 付1.5.5 対流圏遅延補正情報
 付1.5.6 電離層遅延補正情報
 付1.5.7 LEXパケットの送信フォーマット
 付1.5.8 LEXパケットの受信フォーマット
付1.6 精度管理手法
 付1.6.1 誤バイアス検出・除去機能
 付1.6.2 測位解の精度管理手法のアルゴリズム開発
  付1.6.2.1 調査・検証の方法
  付1.6.2.2 時間間隔の違いによるセッション間較差の確認
  付1.6.2.3 ミスフィックス同士での較差の確認
  付1.6.2.4 閾値の違いによる判定結果の測位精度とミスフィックス除去の確認

付2 リアルタイム実証実験結果の詳細

付2.1 リアルタイム実証実験結果
 付2.1.1 沖縄地域
 付2.1.2 関東地域
  付2.1.2.1 関東リアルタイム再実験(3月19日)結果
付2.2 補正情報の送受信
 付2.2.1 データ受信間隔の確認
 付2.2.2 補正情報受信(4分サイクル)の確認
 付2.2.3 LEXパケットの送信時間間隔の確認
 付2.2.4 大気の状態と電離層
付2.3 S帯最適頻度の調査
 付2.3.1 短基線
 付2.3.2 長基線
付2.4 最適観測時間の評価
 付2.4.1 L帯補正方式
 付2.4.2 S帯補正方式
付2.5 電離層遅延補正情報に関する評価
 付2.5.1 電離層に関する評価項目
 付2.5.2 貫通点推定値の評価
  付2.5.2.1 空間変化
  付2.5.2.2 時間変化
 付2.5.3 格子化手法の評価
  付2.5.3.1 計算領域の拡張
  付2.5.3.2 曲率拘束条件に与える重みの調整
 付2.5.4 S帯補正方式とL帯補正方式の電離層天頂遅延補正モデルの品質比較
 付2.5.5 電離層遅延補正情報に関するまとめ
付2.6 後処理解析結果
 付2.6.1 沖縄地域
 付2.6.2 関東地域
 付2.6.2.1 関東再実験(3月19日)後処理解析結果

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