1 - 国土地理院

マルチ GNSS 解析に関する技術指針
検討資料作成業務
報
告
書
平成 25 年 3 月
国土交通省 国土地理院
目
次
1.
目的 ............................................................................................................................... 1
2.
概
3.
2.1.
全世界的衛星測位システム（GNSS） ................................................................... 1
2.2.
準天頂衛星システム（QZSS）............................................................................... 1
2.3.
マルチGNSS業務概要 ............................................................................................ 4
解析用データの取得 ...................................................................................................... 5
3.1.
長距離基線 ...................................................................................................... 5
3.1.2.
短距離基線 ...................................................................................................... 8
国土地理院周辺におけるGNSS観測 ....................................................................... 9
3.2.1.
スタティック法に準用した観測 .................................................................... 11
3.2.2.
キネマティック法に準用した観測................................................................. 19
3.3.
上空視界不良地域におけるGNSS観測 ................................................................. 24
3.4.
観測スケジュール ................................................................................................. 28
「RTKLIB」を用いた基線解析................................................................................... 28
4.1.
5.
比較基線場におけるGNSS観測 .............................................................................. 5
3.1.1.
3.2.
4.
要 ............................................................................................................................ 1
RTKLIBによる解析手法 ...................................................................................... 28
4.1.1.
解析設定 ........................................................................................................ 29
4.1.2.
基線解析における留意点 ............................................................................... 32
4.1.3.
本業務におけるRTKLIB採用値 .................................................................... 34
4.2.
解析種類 ............................................................................................................... 35
4.3.
観測データのrtkplotによる出図........................................................................... 35
4.4.
網平均計算 ........................................................................................................... 36
解析結果と評価 ........................................................................................................... 36
5.1.
比較基線場におけるGNSS観測 ............................................................................ 36
5.1.1.
長基線解析 .................................................................................................... 37
5.1.2.
短距離基線 .................................................................................................... 49
5.2.
スタティック 2 周波 ............................................................................................. 59
5.3.
スタティック 1 周波 ............................................................................................. 73
5.4.
キネマティック .................................................................................................... 91
5.4.1.
5.5.
上空視界不良地域 ............................................................................................... 101
5.5.1.
6.
トータル・ステーションによる 3 級基準点測量 ......................................... 100
トータル・ステーションによる上空視界不良地域の観測 ........................... 103
総合評価 .................................................................................................................... 104
6.1.
衛星の組み合わせによる評価（GPS，準天頂衛星，GLONASS） ................... 104
6.1.1.
比較基線場 .................................................................................................. 104
6.1.2.
スタティック 2 周波解析 ............................................................................. 111
6.1.3.
スタティック 1 周波解析 ............................................................................. 113
6.1.4.
キネマティック解析 .................................................................................... 115
6.1.5.
上空視界不良地域........................................................................................ 117
6.2.
7.
データ取得時の状況 ........................................................................................... 119
6.2.1.
天気図 ......................................................................................................... 119
6.2.2.
気象データ .................................................................................................. 126
6.2.3.
衛星数及びDOP .......................................................................................... 133
まとめ ........................................................................................................................ 137
7.1.
比較基線場におけるGNSS観測 .......................................................................... 137
7.2.
スタティック 2 周波 ........................................................................................... 138
7.3.
スタティック 1 周波 ........................................................................................... 139
7.4.
キネマティック法に準用した観測 ...................................................................... 139
7.5.
上空視界不良地域におけるGNSS観測 ............................................................... 140
目的
1.
国土地理院では、米国の「GPS」をはじめ、日本の準天頂衛星「QZSS」、ロシアの
「GLONASS」、EU の「Galileo」等、複数の衛星測位システムのデータを統合的に利用し
た GNSS 高精度測位技術の開発および標準化を進めている。
本業務は、その一環として、準天頂衛星等の解析用データの収集、同データを用いた解
析、解析結果等の分析および抽出およびそれらの取りまとめを行うことを目的とする。
概
2.
要
2.1. 全世界的衛星測位システム（GNSS）
全世界的衛星測位システム（Global Navigation Satellite System：以下「GNSS」とい
う。）を利用した測位サービスは、すでに交通・防災・測量・国土管理・レジャーなどの幅
広い分野で利用されている。とりわけ米国が運用する GPS（Global Positioning System）
は、わが国でも幅広く利用されている。
しかし、わが国の国土はほぼ 60％が山岳地形で森林も深い。また、都市部では建築物の
高層化が著しい。したがって、何処でも上空が開けている条件が得られないことから、衛
星数の低下や衛星配置が悪くなり、衛星からの信号が受信できないなどの問題が指摘され
ている。
また、GNSS 測位はスタティック法が最も高精度な測位手法であるが、長時間 GNSS 信
号を受信し、その信号の位相を解析しなければならない。短時間で高精度の測位解を得る
方法としてリアルタイムキネマティック法があり、国土地理院の電子基準点網（GEONET）
を利用したネットワーク型 RTK-GPS 法がある。この手法は、配信事業者が携帯電話で補
正データ等を配信しているが、山間部など携帯電話のサービスエリア外ではネットワーク
型 RTK-GPS 法が利用できないなどの問題が指摘されている。
2.2. 準天頂衛星システム（QZSS） 1
これらの問題を解決するため、わが国では準天頂衛星システム（Quasi-Zenith Satellite
System）の開発、整備が進められている。
準天頂衛星は、日本付近で常に天頂付近に 1 機の衛星が見えるように、複数の軌道面（準
天頂軌道）に配置（表 1）した衛星システムであり、山間部や都市部のビル陰等に影響さ
れず、全国をほぼ 100％カバーする高精度の衛星測位サービスの提供を可能とするものであ
る。
1
平成 22 年度準天頂衛星からの補正情報による精密測量技術実証実験業務報告書より引用
－1－
表 1 準天頂衛星の諸元
項
目
諸
元
外観形状
箱形外観：2.4m×2.4m，4m×3.8m （アンテナ、パドルを除く）
質
約 4 t（ドライ質量約 1.8 t）
量
発生電力
約 5 kW
姿
勢
三軸安定
通
信
測位信号：GPS 互換信号＋独自信号
寿
命
10 年（バッテリ、太陽電池、推薬 12 年）
測位アンテナを地心方向へ指向
時刻比較：Ku 帯
軌道傾斜角：43±4°（初号機：41°）離心率：0.075±0.015°
軌
道
打ち上げロケット
周期：23 時間 56 分
軌道長半径：42,164km（平均）
近地点引数：270°±2°
中心経度：135±5°E
H-ⅡA ロケット
太陽電池パドル
レーザ測距 (EDM) 用
レーザリフレクタ
6.2m
3m
25.
L1-SAIF アンテナ
L1 band Submeter - class
Augmentation
with Integrity Function
L バンドの電波を送信する
19 本のヘリカルアンテナ素子で
構成され，高ゲインで，地球の
曲面に沿ったユーザに同じレベル
の信号を送信できる
L バンドヘリカルアレイアンテナ
図 1 準天頂衛星の模式図
表 2 準天頂衛星から送信される測位信号
信号用途
補完信号
補強信号
信号名称
中心周波数
[ MHz ]
備
考
L1C/A
1575.42
既存の GPS、近
L1C
1575.42
代化 GPS との完全
L2C
1227.60
な相互運用性、共
L5
1176.45
存性を確保
L1-SAIF
1575.42
高速移動体向け
LEX
1278.75
独自の実験用信号
－2－
表 3 準天頂衛星と GPS 衛星の座標系の比較
原点
準天頂衛星（JGS）
GPS（WGS84）
地球質量中心（GRS80 の幾何中心）
地球質量中心（WGS84 幾何中心）
Z 軸（回転軸）
IERS の極方向
X軸
IERS のグリニッジ子午線と赤道との交点方向
Y軸
右手系地心固定座標系をなす方向
（JAXA：2009 より）
図 2 準天頂衛星の軌道の地表投影
図 3 地上から見た準天頂衛星のイメージ
準天頂衛星の主な目的は、GPS 衛星の補完機能と補強機能である。
(1)
GPS 衛星補完機能
準天頂衛星を天頂付近に配置させ、GPS 衛星の互換信号を送信することで、
都市部や山岳地形の谷間などの測位において、衛星の幾何学的配置を改善する。
(2)
GPS 衛星補強機能
測位の誤差要因（電離層や対流圏による遅延等）を補正する情報を準天頂衛
星の放送機能（LEX 信号）により放送し、GPS 測位を高精度化する。
図 4 準天頂衛星の補完機能（左）と補強機能（右）の模式図
－3－
2.3. マルチGNSS業務概要
本業務は、平成 24 年 11 月 9 日から平成 25 年 3 月 15 日の期間で下記の通り、業務を実
施し、マルチ GNSS 解析に関する技術指針検討資料を作成した。
(1) 解析用データの取得
(2)
「RTKLIB」を用いた同機種間、異機種間での解析
(3)
解析結果の分析および課題の抽出
解析用データの取得においては、準天頂衛星が昼間時に日本上空の天頂付近に滞在する
冬季を選び、あらかじめ正確な位置がわかっている国土地理院GNSS比較基線場および、茨
城県つくば市の国土地理院周辺において、観測を実施した。観測および本業務で使用した
主要機器は、表 4のとおりである。
表 4 主要機器一覧表
作業工程別
名称
機種名
GNSS 受信機
解析用デー
タの取得
GNSS アンテナ
数量
備考
JAVAD DELTA-G3T
3台
貸与物品
JAVAD SIGMA-G3T
1台
貸与物品
TOPCON NET-G3A
1台
貸与物品
TRIMBLE NetR9
1台
貸与物品
JAVAD GrAnt-G3T
4台
貸与物品
2台
貸与物品
受信機コントロール用 PC
トータル･ステーション
SOKKIA NET05AX
1台
「RTKLIB」
JAVAD 付属 RINEX 変換ソフト
JPS2RIN
一式
を用いた同
基線解析ソフトウェア
RTKLIB(Ver2.4.1)
一式
機種間、異機
BINEX 変換ソフトウェア
BINEX2RINEX
一式
種間での解
析
PAG-U
網平均アプリケーション 2
Kenq
貸与物品
貸与物品
一式
また、同機種間や異機種間での解析が可能なように、観測場所や観測時間を考慮し、デ
ータの取得を行い、4 種類の受信機の組み合わせにおいてデータの解析を実施した。
解析結果については、受信機の違いや、測位衛星の高度角マスクの違いによるデータ解
析をまとめ、各観測条件における傾向の分析や、マルチ GNSS 観測における課題の抽出を
検討した。
2
網平均計算ソフトは、株式会社パスコが開発したプログラムである。
－4－
解析用データの取得
3.
3.1. 比較基線場におけるGNSS観測
比較基線場においては、以下のとおりの項目を検証することを目的とする。
①
利用する衛星測位システムを変えることによる解析値の変化
②
衛星数の変化（増減）による解析値の変化
③
異なる受信機間による解析値の変化
表 5 機器番号の設定
通称名
受信機名
受信機 ID
JAVAD-D
JAVAD DELTA-G3T
00873
TOPCON
TOPCON NET-G3A
618-01336
JAVAD-D
JAVAD DELTA-G3T
JAVAD-D
アンテナ名
アンテナ ID
GrAnt-G3T
001689
00876
GrAnt-G3T
001687
JAVAD DELTA-G3T
00879
GrAnt-G3T
001678
JAVAD-S
JAVAD SIGMA-G3T
00779
Trimble
Trimble NETR9
5135K78129
GrAnt-G3T
001757
観測は、表 5の受信機を組み合わせて長距離基線（約 10km）と短距離基線（約 1km）
で、受信機の同機種と異機種の観測が 2 セッションずつ実施できるように観測計画を立て
実施した。
受信機とアンテナの組み合わせは、本業務の観測内で統一した組み合わせを決めて観測
を実施した。TOPCON および Trimble のアンテナは、JAVAD の GrAnt-G3T を使用し、
これらの受信機においても、使用するアンテナは同じ組み合わせになるように配慮した。
3.1.1. 長距離基線
比較基線場における長距離基線は、No.13 国松から No.1 高岡、No.2 高岡、No.10 高岡の
3 基線を設定し観測した。観測時間は、準天頂衛星が測定可能な時間帯に設定し、日本時間
で、9 時から 17 時を基本とした計画を立てた。
－5－
表 6 各セッションにおける GNSS 受信機（比較基線場）
SessionID
H1
H2
H3
H4
ID
点名
通称名
0001
高岡 No.1
Trimble
0002
高岡 No.2
JAVAD-D
0010
高岡 No.10
JAVAD-D
0013
国松 No.13
TOPCON
0001
高岡 No.1
JAVAD-D
0002
高岡 No.2
TOPCON
0010
高岡 No.10
Trimble
0013
国松 No.13
JAVAD-D
0001
高岡 No.1
TOPCON
0002
高岡 No.2
JAVAD-D
0010
高岡 No.10
JAVAD-D
0013
国松 No.13
Trimble
0001
高岡 No.1
JAVAD-D
0002
高岡 No.2
JAVAD-D
0010
高岡 No.10
JAVAD-D
0013
国松 No.13
JAVAD-S
アンテナ名
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
比較基線場における観測は、4 セッションを計画した。各セッションの受信機組み合わせ
は、表 6のとおりである。観測時間は、3 時間の解析可能なように取得し 1 日 2 セッション
の観測を実施した。観測日時は、以下のとおり実施した。
①
11 月 26 日（月）
H1；09：30～12：30、H2；13：30～16：30
②
12 月 4 日（火）
H3；09：15～12：15、H4；13：30～16：30
③
12 月 6 日（木）
H1；09：15～12：15、H2；13：30～16：30
（11 月 26 日の観測が雨天のため検測）
－6－
図 5 比較基線場長距離基線位置図
図 6 器械高測定および観測台（ピラー）設置状況
－7－
図 7 観測状況（No.13 国松）
3.1.2. 短距離基線
図 8 比較基線場短距離基線位置図
短距離基線場の観測は、比較基線場における長距離基線の観測から得られたデータを用
いて解析を実施することになったため、短距離基線のためだけの観測は実施していない。
短距離基線は、No.10 高岡から No.1 高岡、No.2 高岡の 2 基線に加え、No.1 高岡から
No.2 高岡の最短基線においても解析を実施し評価を実施した。
－8－
3.2. 国土地理院周辺におけるGNSS観測
現在の作業規定の準則は、平成 20 年 3 月 31 日に全部改定その後、平成 23 年 3 月 31 日
に一部改正されたものが運用されている。作業規定の準則における GNSS の定義は、以下
のとおりである。
「ＧＮＳＳとは、人工衛星からの信号を用いて位置を決定する衛星測位システムの総称で、
ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ及び準天頂衛星等の衛星測位システムがある。
ＧＮＳＳ測量においては、ＧＰＳ及びＧＬＯＮＡＳＳを適用する。」
したがって、現在の作業規定の準則では、準天頂衛星を含めた測量を適用していない。本
マルチGNSS解析に関する技術指針検討業務では、準天頂衛星を含めた解析をスタティック
法、短縮スタティック法、キネマティック法について、作業規定の準則で定められた観測
時間や許容範囲衛星数について検討する。表 7および表 8は、作業規定の準則の基準点測
量において、定められた観測方法に対する観測時間と衛星数である。
表 7 作業規定の準則に記載されているＧＮＳＳ測量機を用いる観測方法
観 測 方 法
観測時間
データ取
得間隔
摘 要
120 分以上
30 秒以下
60 分以上
30 秒以下
短縮スタティック法
20 分以上
15 秒以下
３ ～ ４ 級基準点測量
キネマティック法
10 秒以上※２
５秒以下
３ ～ ４ 級基準点測量
Ｒ Ｔ Ｋ 法
10 秒以上※３
１秒
３ ～ ４ 級基準点測量
10 秒以上※３
１秒
３ ～ ４ 級基準点測量
スタティック法
ネットワーク型
Ｒ Ｔ Ｋ 法
１級基準点測量（10km 以上※１）
１ 級基準点測量（ 10km 未満）
２ ～ ４ 級基準点測量
※１ 観測距離が１０㎞以上の場合は、１級ＧＮＳＳ測量機により
２周波による観測を行う。ただし、節点を設けて観測距離を１０㎞
未満にすることで、２級ＧＮＳＳ測量機により観測を行うこともで
備考
きる。
※２ １０エポック以上のデータが取得できる時間とする。
※３ ＦＩＸ解を得てから１０エポック以上のデータが取得できる
時間とする。
－9－
表 8 作業規定の準則に記載されているＧＮＳＳ観測方法による使用衛星数
観測方法
短縮スタティック法
スタティック法
ＧＮＳＳ衛星の組合せ
キネマティック法
ＲＴＫ法
ネットワーク型ＲＴＫ法
ＧＰＳ衛星のみ
４衛星以上
５衛星以上
ＧＰＳ衛星及びＧＬＯＮＡＳＳ衛星
５衛星以上
６衛星以上
①ＧＬＯＮＡＳＳ衛星を用いて観測する場合は、ＧＰＳ衛星及びＧＬＯＮＡＳ
Ｓ衛星を、それぞれ２衛星以上を用いること。
②ＧＬＯＮＡＳＳ衛星を用いて観測する場合は、同一機器メーカーのＧＮＳＳ
摘
要
測量機を使用すること。
③スタティック法による１０㎞以上の観測では、ＧＰＳ衛星のみを用いて観測
する場合は５衛星以上とし、ＧＰＳ衛星及びＧＬＯＮＡＳＳ衛星を用いて観測
する場合は６衛星以上とする。
現行の作業規定の準則によるスタティック法、短縮スタティック法、キネマティック法
の定義は、以下の通りである。
＜スタティック法及び短縮スタティック法＞
（1） スタティック法は、複数の観測点にＧＮＳＳ測量機を整置して、同時にＧＮＳＳ衛
星からの信号を受信し、それに基づく基線解析により、観測点間の基線ベクトルを
求める観測方法である。
（2） 短縮スタティック法は、複数の観測点にＧＮＳＳ測量機を整置して、同時にＧＮＳ
Ｓ衛星からの信号を受信し、観測時間を短縮するため、基線解析において衛星の組
合せを多数作るなどの処理を行い、観測点間の基線ベクトルを求める観測方法であ
る。
（3） 観測図の作成は、同時に複数のＧＮＳＳ測量機を用いて行う観測（以下「セッショ
ン」という。
）計画を記入するものとする。
（4） 電子基準点のみを既知点として使用する以外の観測は、既知点及び新点を結合する
多角路線が閉じた多角形を形成させ、次のいずれかにより行うものとする。
（ⅰ） 異なるセッションの組み合わせによる点検のための多角形を形成する。
（ⅱ） 異なるセッションによる点検のため、１辺以上の重複観測を行う。
（5） スタティック法及び短縮スタティック法におけるアンテナ高の測定は、ＧＮＳＳア
ンテナ底面までとする。なお、アンテナ高は標識上面からＧＮＳＳアンテナ底面ま
での距離を垂直に測定することを標準とする。
－10－
＜キネマティック法＞
基準となるＧＮＳＳ測量機を整置する観測点（以下「固定局」という。）及び移動す
る観測点（以下「移動局」という。
）で、同時にＧＮＳＳ衛星からの信号を受信して初
期化（整数値バイアスの決定）などに必要な観測を行う。その後、移動局を複数の観
測点に次々と移動して観測を行い、それに基づき固定局と移動局の間の基線ベクトル
を求める観測方法である。なお、初期化及び基線解析は、観測終了後に行う。
3.2.1. スタティック法に準用した観測
スタティック法に準用した観測では、平成 23 年度に実施された「準天頂を利用する GNSS
実験観測及び技術指針の検討」業務で使用された基準点を選点し、全ての標識が正常で観
測可能であることを確認できたため、今回の業務では新点を設けていない。
3.2.1.1. スタティック 2 周波
スタティック 2 周波においては、以下のとおりの項目を検証することを目的とする。
①
マルチ GNSS の効果による解析時間（観測時間）の短縮の可否
②
短縮スタティックにおける 1 級基準点測量の可能性評価
③
異なる受信機間による解析値の変化
－11－
院内 No.11
石下
公共 No.4
公共 No.9
阿見
守谷
図 9 スタティック 2 周波観測点位置図
図 10 基準点院内 No.11
－12－
図 11 基準点公共 No.4
図 12 基準点公共 No.9
本業務では、同機種および異機種間の基線を解析し、網平均後の座標値で検証するため、
新点の成果を得るための電子基準点は、阿見、石下、守谷の 3 点を使用することになった。
阿見、石下の受信機はTOPCON社製、守谷の受信機は、Trimble社製である（表 9参照）。
新点（院内No.11、公共No.4、公共No.9）の観測は、2 セッションとし、1 セッション目は、
新点同士が同一受信機となるように、2 セッション目は電子基準点（石下、守谷）と新点（院
内No.11、公共No.9）の基線が同一受信機となるように実施した。
－13－
表 9 各観測点における GNSS 受信機（2 周波スタティック）
種類
電子
基準点
与点
ID
点名
通称名
SessionID
960584
阿見
TOPCON
2S1，2S2
960583
石下
TOPCON
2S1，2S2
93012
守谷
Trimble
2S1，2S2
1011
院内 No.11
1004
公共 No.4
1009
公共 No.9
JAVAD-D
2S1
TOPCON
2S2
JAVAD-D
2S1
JAVAD-D
2S2
JAVAD-D
2S1
Trimble
2S2
アンテナ名
TPSCR.G5 GSI
TRM59800.80 GSI
GrAnt-G3T
2 周波スタティックの観測は、2 セッションを実施した。各セッションの受信機組み合わ
せは、表 9のとおりである。観測時間は、2 時間の解析可能なように取得し 1 日で 2 セッシ
ョンの観測を実施した。観測日時は、以下のとおりである。
① 11 月 29 日（木）
2S1；09：15～11：15、2S2；12：00～14：00
図 13 院内 No.11 観測状況
図 14 公共 No.4 観測状況
－14－
図 15 公共 No.9 観測状況
図 16 院内 No.11 上空視界図
図 17 公共 No.4 上空視界図
図 18 公共 No.9 上空視界図
－15－
3.2.1.2. スタティック 1 周波
スタティック 1 周波においては、以下のとおりの項目を検証することを目的とする。
①
マルチ GNSS の効果による解析時間（観測時間）の短縮の可否
②
短縮スタティックにおける 2 級基準点測量の可能性評価
③
異なる受信機の利用による解析値の変化
既知点は、スタティック 2 周波で求めた新点（院内 No.11、公共 No.4、公共 No.9）とし
て、1 級 No.1 および 1 級 No.2 の 2 点を新点として観測を実施した。
表 10 各セッションにおける GNSS 受信機（1 周波）
SessionID
1S1
1S2
1S3
1S4
ID
点名
通称名
1011
院内 No.11
JAVAD-D
1009
公共 No.9
JAVAD-D
101
1 級 No.1
JAVAD-D
102
1 級 No.2
JAVAD-S
1011
院内 No.11
JAVAD-D
1004
公共 No.4
JAVAD-D
101
1 級 No.1
JAVAD-D
102
1 級 No.2
JAVAD-S
1011
院内 No.11
JAVAD-D
1009
公共 No.9
JAVAD-D
101
1 級 No.1
Trimble
102
1 級 No.2
TOPCON
1011
院内 No.11
JAVAD-D
1004
公共 No.4
JAVAD-D
101
1 級 No.1
Trimble
102
1 級 No.2
TOPCON
アンテナ名
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
観測は、受信機 4 台を使用して、院内No.11、1 級No.1、1 級No.2、公共No.9 を測定す
るセッションと、院内No.11、1 級No.1、1 級No.2、公共No.4 を測定するセッションを実施
した。各セッションで 1 時間観測を 2 回ずつ実施し、受信機の組み合わせが同機種および
異機種の解析が可能なようにした（表 10参照）。
－16－
院内 No.11
1 級 No.1
公共 No.4
1 級 No.2
公共 No.9
図 19 スタティック 1 周波観測点位置図
図 20 基準点 1 級 No.1
－17－
図 21 基準点 1 級 No.2
図 22
図 24
1 級 No.1 観測状況
図 23
1 級 No.1 上空視界図
図 25
1 級 No.2 観測状況
1 級 No.2 上空視界図
観測日時は、以下のとおりである。
① 12 月 3 日（月）
1S1；09：15～11：15，1S2；10：45～11：45
1S3；13：00～14：00，1S4；14：30～15：30
－18－
3.2.2. キネマティック法に準用した観測
キネマティックにおいては、以下のとおりの項目を検証することを目的とする。
①
キネマティックにおける 2 級基準点測量の可能性評価
②
異なる受信機の利用による解析値の変化
キネマティックによる観測は、既知点距離が延長した場合の解析を実施するため、院内
No.11 を固定局とし、移動局は 3 級 No.1、3 級 No.2、1 級 No.1、1 級 No.2、公共 No.9 の
5 点を各点で 1 分間の観測を実施し、往復観測を実施した。
使用した 3 級 No.1 および 3 級 No.2 は、平成 23 年度実施された観測と同じ測点で観測
を実施した。
院内 No.11
3 級 No.1
3 級 No.2
1 級 No.1
1 級 No.2
公共 No.9
図 26 キネマティック観測点位置図
－19－
図 27 基準点 3 級 No.1
図 28 基準点 3 級 No.2
図 29
3 級 No.1 上空視界図
図 30
－20－
3 級 No.2 上空視界図
表 11 各セッションにおける GNSS 受信機（キネマティック）
SessionID
ID
固定局
K1
移動局
固定局
K2
移動局
固定局
K3
移動局
固定局
K4
移動局
点名
1011
院内 No.11
301
3 級 No.1
302
3 級 No.2
101
1 級 No.1
102
1 級 No.2
1009
公共 No.9
1011
院内 No.11
301
3 級 No.1
302
3 級 No.2
101
1 級 No.1
102
1 級 No.2
1009
公共 No.9
1011
院内 No.11
301
3 級 No.1
302
3 級 No.2
101
1 級 No.1
102
1 級 No.2
1009
公共 No.9
1011
院内 No.11
301
3 級 No.1
302
3 級 No.2
101
1 級 No.1
102
1 級 No.2
1009
公共 No.9
図 31 院内 No.11 固定局観測状況
受信機名
JAVAD-D
GrAnt-G3T
JAVAD-D
GrAnt-G3T
TOPCON
GrAnt-G3T
JAVAD-D
GrAnt-G3T
Trimble
GrAnt-G3T
JAVAD-D
GrAnt-G3T
Trimble
GrAnt-G3T
TOPCON
GrAnt-G3T
図 32
－21－
アンテナ名
3 級 No.1 移動局観測状況
図 33
3 級 No.2 移動局観測状況
図 34
1 級 No.1 移動局観測状況
図 35
1 級 No.2 移動局観測状況
図 36
公共 No.9 移動局観測状況
キネマティック観測は、2m のポールに GNSS アンテナをセットし、1 箇所の観測は 1
秒サンプリングで約 1 分間データを取得し、移動した。固定局には、3 種類の受信機をセッ
トし、それぞれ往復観測を実施した。観測日時は、以下のとおりである。
①
12 月 5 日（水）
K1、K2、K3、K4；09：00～17：00
－22－
院内 No.11
3 級 No.1
接点
3 級 No.2
1 級 No.1
図 37
TS による観測位置図
キネマティック法の検証データとして、院内 No.11 から 1 級 No.1 にかけて、トータル・
ステーション（以下「TS」とする．）を用いて結合多角測量（単路線）を実施した。
図 38
TS による 3 級基準点観測状況
観測は、水平角観測を 2 対回 2 セット、距離観測を 2 読定 2 セット（双方向観測）実施
した。高さについては、鉛直角観測を 1 対回 2 セット双方向実施した。
観測したデータは、株式会社パスコが開発した厳密網平均計算プログラム「PAG-U」を
使用して座標値を決定した。観測は、11 月 29 日および 11 月 30 日の GNSS 観測の合間を
利用して実施した。
－23－
3.3. 上空視界不良地域におけるGNSS観測
上空視界不良地域における観測は、以下のとおりの項目を検証することを目的とする。
①
マルチ GNSS の効果による通常観測困難な場所での解析の可否
②
準天頂衛星の位置変化による精度評価
OS1
CS1
院内 No.11（OS2）
CS2
図 39 上空視界不良地域
GNSS 観測位置図
上空視界不良地域の実証地域は、国土地理院構内に選点した。TS による測量を考慮し、
本館と食堂に囲まれた中庭に 2 点（CloseSky1（CS1）、CloseSky2（CS2））の一時標識を
埋標した。上空視界不良地域と同一セッションで、上空視界が良好な地域の観測を行うた
め、国土地理院グランドを挟んで、比較基線場基準点 No.11 付近に新たな点 OpenSky1
（OS1）を設けて、院内 No.11 を 2 点目の OpenSky2（OS2）とした。
上空視界不良地域の GNSS 観測日時は、下記のとおり実施し、TS 観測は、セッションの
F1 と F2 の間に実施した。
11 月 27 日（火）
セッション F1；09：00～11：15
セッション F2；14：45～16：45
セッション F1 と F2 は、同機種（JAVAD）で実施し、セッション間は衛星の配置が十分
変化するように間隔をあけて観測を実施した。
－24－
表 12 各セッションにおける GNSS 受信機
SessionID
F1
F2
ID
略称
点名
受信機名
5001
CS1
CloseSky1
JAVAD-D
5002
CS2
CloseSky2
JAVAD-D
5003
OS1
OpenSky1
JAVAD-S
1011
OS2
院内 No.11
JAVAD-D
5001
CS1
CloseSky1
JAVAD-D
5002
CS2
CloseSky2
JAVAD-D
5003
OS1
OpenSky1
JAVAD-S
1011
OS2
院内 No.11
JAVAD-D
図 40
CS1 観測状況
図 41
図 42
OS1 観測状況
図 43
－25－
アンテナ名
GrAnt-G3T
GrAnt-G3T
CS2 観測状況
CS1CS2 の観測状況
図 44
CS1 上空視界図
図 45 CS1 スカイプロット図
図 46
CS2 上空視界図
図 47 CS2 スカイプロット図
図 48
OS1 上空視界図
図 49 OS1 スカイプロット図
－26－
CS1
接点
OS1
院内 No.11
CS2
図 50 上空視界不良地域
図 51
TS による観測位置図
TS による観測状況
－27－
3.4. 観測スケジュール
解析用データの取得に関するスケジュールは、表 13のとおりである。比較基線場のセッ
ションH1 およびH2 に関しては、雨の影響による基線長の変化があるか不明であったため、
同じ組み合わせによる観測を実施した。
表 13 観測スケジュール一覧表
観
測
日
内
容
セッション ID
11 月 26 日（月）
比較基線場
H1，H2
11 月 27 日（火）
上空視界不良地域
F1，F2
11 月 29 日（木）
2 周波スタティック
2S1，2S2
11 月 30 日（金）
3 級 TS 観測
―――――
12 月 3 日（月）
1 周波スタティック
1S1，1S2，1S3，1S4
12 月 4 日（火）
比較基線場
H3，H4
12 月 5 日（水）
キネマティック
K1，K2，K3，K4
12 月 6 日（木）
比較基線場
H1，H2
「RTKLIB」を用いた基線解析
4.
4.1. RTKLIBによる解析手法
本業務で扱う解析プログラムは、
「RTKLIB ver.2.4.1 3 」である。プログラム開発者から
各種変更のパッチプログラムが提供されており、本業務では、rtklib_2.4.1_p7 で提供され
ているものを使用した。
本業務の解析途中で、2 周波で解析するとき、L2 波の中に L2C がある場合、異機種間で
は Float 解となる事例が生じた。RTKLIB は、L2C と L2P(Y)があった場合、L2C を優先
して使用する仕様である。そこで、受信機で取得したデータを RINEX 変換する段階で、
L2C を除外したデータを作成した。このときに用いたプログラムは「rtkconv_2.4.2b9」で
ある。
TOPCON 受信機および Trimble 受信機から RINEX の変換は、国土地理院開発の
「BINEX2RINEX」を用いて RINEXversion2.12 に変換し、解析を実施した。
また、解析の条件による差が生じないことを確認するために、全ての組み合わせで解析
の設定を統一し、基線解析を実施した。
3 RTKLIBは、東京海洋大学の高須知二氏が作成したオープンソースプログラムである。
「URL http://www.rtklib.com/」
－28－