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導入障壁の低いセンチメートル精度衛星測位インフラの構築
静岡大学学術院情報学領域情報科学系列
准教授 木谷友哉
2018/12/13JST新技術説明会2018/12/13
2概要
何ができるようになったのか
廉価なサーバ型 RTK-GNSS 測位システム
おおむね空が広い屋外，基準局とネットワーク通信できる
環境が対象
リアルタイム（1秒以内）に数センチメートル精度の位置
情報を取得
どこが他の技術と違うのか
高精度測位演算成功率と拡張性の向上
サーバ側で測位演算することによる追加情報利用や並
列演算，アルゴリズムの随時更新
2018/12/13
2018/12/13
3背景：マルチGNSS時代の幕開け
GNSS（Global Navigation Satellite Systems）
いろんな国の GNSS
GPS（米国，運用中，32機）
GLONASS（ロシア，運用中，24機）
Galileo（欧州連合，運用中，現在24機）
COMPASS（中国，RNSS ”北斗” として運用中，現在25機）
最近は複数 GNSS に対応したマルチ GNSS 受信機も登場
RNSS（Regional NSS；地域衛星測位システム）
NavIC（インド，運用中，現在5機）
準天頂衛星システム QZSS（日本，運用中，現在4機）
2018/12/13背景：GNSS測位誤差要因
衛星時計誤差 10−9~10−13
受信機時計誤差 10−6
受信機の熱雑音
対流圏遅延電離層遅延
マルチパス
ランダムノイズ
軌道情報からのずれバイアスノイズ
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2018/12/13背景：マルチGNSSを活用した誤差低減
GPS
捕捉可能衛星数：通常4～8衛星（最大12衛星）
測位精度：実際は5～10m程度
マルチ GNSS
捕捉可能衛星数：現時点でも15衛星以上
2035年に北米上空で30衛星，アジア上空で60衛星に
測位精度：数cm
現時点の機材でも数cm精度を達成可能（10衛星以上，
RTK 測位）
RTK-GNSSでは，基準局を用いて測量に準じる手法で測位
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2018/12/13背景：衛星測位演算の種類
単独測位
（絶対）単独測位
ディファレンシャル測位（D-GPS）
干渉測位（複数の受信機を利用）
スタティック測位
キネマティック測位（RTK-GNSS）
相対測位
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2018/12/13背景：D-GPS (Differential-GPS)
地理的に近い，位置が既知な基準局が各衛星のオフセット誤差
（バイアス誤差）を測定し配信
オフセット誤差については，単独測位でも誤差モデルを用いて補正して
いるが，ディファレンシャル測位の補正精度の方が高い
単独測位で昔は10～20mの精度，D-GPSで数十cm～数mの精度
対流圏遅延
電離層遅延
衛星時計誤差，衛星位置誤差
誤差情報
オフセット情報を通信
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基準局
ユーザ局
2018/12/13背景：RTK-GNSS
衛星との距離を従来のように C/A コードのビット列
（1.023M回/秒）のズレから求めるのではなく，搬送波
（1.575GHz）の波数のズレから求める
1波長は 19cm．波の位相を100分割ぐらいで計測で
きるので，擬似距離の精度は 1.9mm！
ただし，衛星からの波長数の小数部分は分かっても，
整数部分（バイアス値）は不確定（整数値アンビ
ギュイティ）
この整数値の決定のために，基準局が必要
波長は 19cm なので尤もらしい値は多数
全ての可視衛星のペアについての連立方程式から，
整数値バイアスを求める
距離差
基線ベクトル（長くなると整数値バイアスが解きにく
くなる）
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基準局ユーザ局
2018/12/13背景：RTK測位はなぜ難しい
RTK 測位では十分な数の衛星から直接波を受信しないとダメ
基本的に屋外で空が開けていないと使えない
衛星数はマルチGNSS時代で増えた（リアルタイム測位のためには
十分な捕捉衛星数が必要）
近い基準局（～10km）のデータを受信して補正が必要
リアルタイム測位のためには基準局もリアルタイムで補正情報の
配信が必要
ターゲットがセンチメートル精度なので，測位演算がうまくい
かないときとの落差が激しい
低い可用性だとサービスとして使いにくい
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10従来技術：サーバ型RTK測位
サーバ型RTK-GNSSサービス
基準局情報の管理と測位演算をサーバで行う
ユーザ局の計算負荷のカットで機器の簡素化
ユーザ局で行うより高信頼に測位演算が可能
基準点の自動選定，VRS（仮想基準点）の生成
従来は主に測量向け
公共測量を想定した高い位置精度（～2cm）（料金は月1万円以上）
基準点（局）は国内では国土地理院（1台数百万円）のものを利用しているも
のが多い
衛星までの測距情報を送信
基準局 ユーザ局
演算結果を受信
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11新技術：廉価なサーバ型RTKシステム
新モビリティ（自動運転，パーソナルモビリティ）社会に向けた，廉
価なサーバ型RTKシステムの構築
対象：公共測量ほどではないが，それに準じる精度（数cm）をリ
アルタイムに実現
廉価な基準点網とサーバ型測位演算システムの構築
安価になってきたユーザ局用モジュール（1台数万円）を用いた
ユーザ参加型基準局網の実現
基準局位置のメンテナンス，信頼度の算出，演算用基準局の選定
基準局 ユーザ局
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12高精度衛星測位新時代
準天頂衛星「みちびき」による高精度測位（2018年11月サービスイン）
L1S：サブメートル級ディファレンシャル情報配信，従来と同じL1信号のアンテ
ナで受信可
CLAS：独自のL6信号による国内のセンチメートル級精度用補正情報の配信
MADOCA：国外でも広域に使える高精度の衛星航法データの配信（L6信号）
グローバル測位サービス株式会社（GPAS）（2017年設立）
日系メーカによる設立
2020年度を目処にMADOCAの技術をサービス化
対象：自動車、建機、農機の自動運転、海洋および気象観測等のグローバル展開
Sapcorda Services社（2017年設立）
車両部品大手 Bosch，GNSSモジュール大手 u-blox を中心に設立
グローバルに利用可能なセンチメータ級 GNSS 測位サービスをインターネット配
信及び衛星配信を通じて提供予定
対象：自動車・産業用・コンシューマ向け市場
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13想定される用途
一般消費者のモビリティ向け高精度測位利用
サービス
業務向け生産管理サービス
車両管理
管理車両が屋外駐車場のどこにあるか駐車スロッ
ト単位で確実に特定
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14実用化に向けた課題
基準点網の拡大
廉価なモジュールを用いた基準局網のプロトタイ
プは浜松市で実験中
静岡大学浜松基準局（高性能モジュール，木谷研運
営）および国土地理院の基準点網を使って検証中
より高確率で高精度（～数cm）の位置情報を得るた
めの測位演算アルゴリズム開発
都心部や車内車載での精度安定化の研究開発中
事前に位置精度を予測する仕組みを研究開発中
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15企業への期待
高精度衛星測位利用サービス需要が先に起きれば，基準局網
整備も同時に行える
1地域に1台の基準点と配信システムでよい
後続のサービスはその基準点が利用可能となり，単独で整
備するよりもコストを抑えられる
ベストエフォート型の位置情報サービス需要の発掘
高精度衛星測位は常に高精度で位置が取れる訳ではない
可能な限り確率を上げることはできるが絶対はない
本技術に関する知的財産権
発明の名称 ：衛星測位システム
出願番号 ：特願2018-086930
出願人 ：静岡大学
発明者 ：木谷友哉
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産学連携の経歴
2015年度～
自動車関連会社等と共同研究実施
2018年2月
大学発ベンチャー
ライドマティクステクノロジー株式会社 設立
設立目的
高精度衛星測位応用サービスの研究開発
自動二輪車向けを中心とした高度交通システムの研究開発
現在の事業内容
自動車関連会社等からの受託研究，受託開発
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お問い合わせ先
静岡大学イノベーション社会連携推進機構
コーディネータ 山口 昌志
TEL： 053-478-1702
FAX： 053-478-1711
e-mail： sangakucd＠cjr.shizuoka.ac.jp
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