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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. 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?.

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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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Presentation Transcript

  1. 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 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

  3. 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? 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. 2cm 2cm 2cm 2cm ITRF局スタティックPPP結果(一部) ALGO TSKB E:4.0 N:3.0 U:5.9mm E:4.6 N:5.4 U:8.8mm AUCK SANT E:5.5 N:4.9 U:15.0mm E:5.5 N:2.8 U:9.1mm

  12. 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. 5mm 5mm ITRF局PPP解Global Offset 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. 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) TSKB ALGO E:0.9 N:1.0 U:2.1cm E:1.2 N:1.3 U:3.0cm AUCK SANT E:1.2 N:0.9 U:2.7cm E:7.8 N:4.0 U:7.5cm

  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 IGR 300sec IGS 300sec E:0.6 N:0.8 U:1.8cm E:0.8 N:1.0 U:1.8cm JPL 30sec IGS補間 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. まとめ • 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 評価結果詳細 http://gpspp.sakura.ne.jp

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