複数のGNSSアンテナを用いた高精度測位とGNSSジャイロの高度化

摘要

GPS (Global Positioning System)に代表される GNSS (Global Navigation Satellite System)を用いた精密単独測位は，PPP(Precise Point Positioning)[1]と呼ばれ,一台の受信機を用いて，数十[cm]から数[m]の精度で測位が可能である[2].また，複数のアンテナ觀測量に二重差（DD： Double Difference)を適用したGNSS線形回帰モデ ル(GR model：GNSS Regression model)を用いて複数の未知受信機を測位する手法はDD-PPPと呼ばれている[3].さらに，アンテナ間距離が一定という拘束条件を適用した VPPP(Very Precise Point Positioning)[4] とDD-PPPを組み合わせた測位法をDD-VPPPと呼び，アンテナの位置精度の向上が可能である[3]-[7]. DD-PPP/VPPPでは複数の未知受信機の位置座標以外に整数値バイアスと呼ばれる搬送波位相のバイアスが未知量として残っており，この整数値バイアスを整数値として決定することにより高精度な基線推定/姿勢推定を実現することができる.整数値バイアスの推定には一般的にLAMBDA法[9] と呼ばれる手法が用いられるが，LAMBDA法では実数値近傍の整数値を探索するため，実数解が正い、整数値から離れた値をとる場合は誤った整数解を決定してしまうことがある[7].観測開始直後は特にこの現象が顕著に見られ，短時間での整数値バイアス決定の妨げとなっている.そこで本研究では，アンテナ間距離が既知であるDD-PPP/VPPPのモデルにおいて短時間で正確な整数値バイアスを決定するために，アンテナ間距離を拘束条件として整数値バイアスを決定するアルゴリズムを導出し，正しい整数値決定に要する時間の短縮を目指す.また，姿勢決定アルゴリズムの高精度化を目的として,基線ベクトルの推定値によるオイラー角の最小2乗推定アルゴリズムを導出する.