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GNSS 用語

独学で勉強したものなので、間違ってたりしてる可能性もあります。
寛大に見てね。


GNSS

BeiDou
中国のGNSS。

DGPS
Differential GPS。
海保が提供している船舶に向けたGPSの補正情報を提供するシステムが有名。全国沿岸、離島に27ヶ所の固定局があり、補正データを提供している。
固定局とは、自分の正しい位置を知っている受信機。その受信局で測位した結果と実際の正しい位置との差異から誤差、補正情報を求める。各衛星からの距離の誤差が重要。
同じ衛星を使って測位を行っている受信式の場合、同じようにノイズが乗っているハズなので補正情報を適用するとより正しい測位ができる。
通常測位で十m程度の精度のものが、D-GPSを使うことで、1m程度まで精度が向上する。
海保が提供してくれてる情報は2019-03-01廃止予定。

DCB
Differential Code Biases.
測距信号の送信バイアス
http://www2.nc-toyama.ac.jp/~mkawai/lecture/radionav/ionos/dcb.html

IFB
Inter-Frequency Bias

FKP
面補正パラメータを加えた測位。

Galileo
EUのGNSS。

GLONASS
ロシアのGNSS。

NAVIC (IRNSS)
インドのGNSS。

GNSS
Global Navigation Satellite Systems
衛星を使った位置測位システム。GPS以外にもGLONASS、GALILEO、みちびきなどがあるのでそれらをまとめた総称として使う。

MEO
medium earth orbit
中軌道。人工衛星の軌道の分類。
GPSは、MEO。高度20200km(準同期軌道)。

LEO
low Earth orbit
低軌道。人工衛星の軌道の分類。約2000km以下。

M8T
クライアント端末に内蔵されてる、RKT測位が可能なGNSSモジュール。
https://www.u-blox.com/ja/product/neolea-m8t-series

nTrip
Networked Transport of RTCM via Internet Protocol
HTTPをベースにしたTCPプロトコル。GPSデータをやり取りすることを目的とする。
https://blog.goo.ne.jp/osqzss/e/a43cd4c7b9a763db9bc25853e09b31c0

NTRIP Caster
TCP server。HTTPデータはstreamと呼ばれる。

NTRIP Client
TCP client。Casterにアクセスする移動局のこと。

NTRIP Server
TCP client。Casterにアクセスする基準局のこと。

Mount Point
nTripの識別名。1つのCasterが複数の補正データを提供している場合、MountPointを指定して自分に必要な情報を取得する。

BINEX

QZSS
みちびきのこと。日本近辺でのみ利用可能なGNSS。

RTCM
Radio Technical Commission for Maritime Service(SC-104)
誤差補正量、疑似距離補正量、座標値などGNSSデータの標準配送規格。
http://www.rtcm.org
RTCM3 type一覧(*: based on draft、~: only encode、+: RTKLIB extention)
GPS
	OBS Compact L1 1001	~
	OBS Full L1 1002
	OBS Compact L1/2 1003	~
	OBS Full L1/2 1004
	Ephemeris 1019
	MSM 1 1071	~
	MSM 2 1072	~
	MSM 3 1073	~
	MSM 4 1074
	MSM 5 1075
	MSM 6 1076
	MSM 7 1077
	SSR Orbit Corr. 1057
	SSR Clock Corr. 1058
	SSR Code Bias 1059
	SSR Combined 1060
	SSR URA 1061
	SSR HR-Clock 1062
	SSR FCB 2065	+
GLOASS
	OBS Compact L1 1009	~
	OBS Full L1 1010
	OBS Compact L1/2 1011	~
	OBS Full L1/2 1012
	Ephemeris 1020
	MSM 1 1081	~
	MSM 2 1082	~
	MSM 3 1083	~
	MSM 4 1084
	MSM 5 1085
	MSM 6 1086
	MSM 7 1087
	SSR Orbit Corr. 1063
	SSR Clock Corr. 1064
	SSR Code Bias 1065
	SSR Combined 1066
	SSR URA 1067
	SSR HR-Clock 1068
	SSR FCB 2066	+
Galileo
	Ephemeris 1045/6	*
	MSM 1 1091	~
	MSM 2 1092	~
	MSM 3 1093	~
	MSM 4 1094
	MSM 5 1095
	MSM 6 1096
	MSM 7 1097
	SSR Orbit Corr. 1240	*
	SSR Clock Corr. 1241	*
	SSR Code Bias 1242	*
	SSR Combined 1243	*
	SSR URA 1244	*
	SSR HR-Clock 1245	*
	SSR FCB 2067	+
QZSS
	Ephemeris 1044
	MSM 1 1111	~
	MSM 2 1112	~
	MSM 3 1113	~
	MSM 4 1114
	MSM 5 1115
	MSM 6 1116
	MSM 7 1117
	SSR Orbit Corr. 1246	*
	SSR Clock Corr. 1247	*
	SSR Code Bias 1248	*
	SSR Combined 1249	*
	SSR URA 1250	*
	SSR HR-Clock 1251	*
	SSR FCB 2068	+
BeiDou
	Ephemeris 1047/63	*
	MSM 1 1121	*~
	MSM 2 1122	*~
	MSM 3 1123	*~
	MSM 4 1124	*
	MSM 5 1125	*
	MSM 6 1126	*
	MSM 7 1127	*
	SSR Orbit Corr. 1258	*
	SSR Clock Corr. 1259	*
	SSR Code Bias 1260	*
	SSR Combined 1261	*
	SSR URA 1262	*
	SSR HR-Clock 1263	*
	SSR FCB 2069	+
SBAS
	MSM 1 1101	*~
	MSM 2 1102	*~
	MSM 3 1103	*~
	MSM 4 1104	*
	MSM 5 1105	*
	MSM 6 1106	*
	MSM 7 1107	*
	SSR Orbit Corr. 1252	*
	SSR Clock Corr. 1253	*
	SSR Code Bias 1254	*
	SSR Combined 1255	*
	SSR URA 1256	*
	SSR HR-Clock 1257	*
Antenna Info
	1005 1006 1007 1008 1033

RTK測位
Real Time Kinematic GPS
リアルタイムキネマティックGPS
固定された基準局の誤差を用いて、自局のGNSSデータの補正を行い位置精度を向上させる測位方法。
数cmオーダーの測位を行いたいため、固定局からの距離は10km以内が望ましい。

TPS
Transaction Per Second
秒間当たりのトランザクション処理件数。

RRS
jenobaのサービス形態の一つ。
最寄りの電子基準点のRTCMデータを提供する。

VRS
仮想基準点方式。
http://www.jenoba.jp ジェノバ
複数の固定局の情報から、その複数の固定局で囲まれるエリア内に固定局があった場合を想定。その仮想固定局を基準点とし、受けるノイズを算出する。
仮想基準点を測位するエリア内に設定できるので、ごく近い距離に基準点がある想定でRTKを行えるため精度の高い測位が可能となる。

VRSサーバー
複数の基準点で囲まれたエリア内の任意の点を仮想基準点とする。
基準点の補正データから仮想基準点の補正データを算出する。
基準点の補正データの解析、仮想点の補正データの算出を行うサーバ。

Ionosphere correction

Troposphere correction
対流圏補正

NMEA
NMEA0183
GNSS機器とのserial通信に用いられるプロトコル。
http://www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm
http://www.catb.org/gpsd/NMEA.html

*.ubx
u-bloxのGNSSモジュールの出力data。
NMEAとbinaryの混在出力。
仕様: https://www.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/u-blox8-M8_ReceiverDescrProtSpec_%28UBX-13003221%29.pdf

RXM‐RAW
RXM‐RAWX
GPS、GLONASS生観測data。

RXM‐SFRB
RXM‐SFRBX
GPSエフェメリス、GLONASSエフェメリス、ION/UTCパラメータ、SBASメッセージ

*.obs
RINEX Observation data。

*.nav
RINEX navigation data for GPS.

*.gnav
RINEX navigation data for GLONASS.

*.hnav
RINEX navigation data for SBAS.

*.lnav
RINEX navigation data for Galileo.

*.qnav
RINEX navigation data for QZSS(みちびき)

*.sbs

*.yyo
yy:2桁の年。RINEX Observation data。

*.yyn
yy:2桁の年。RINEX navigation data。

brdcddd0.yyq

brdcddd0.yyn

SP3
精密暦を記録する形式。

GPST
GPS時間。衛星に積まれてる時計の時間。

ローバー局
移動局。

VCOM10

SBAS
Satellite Based Augmentation System
静止衛星型衛星航法補強システム。
航空機向けに誤差補正情報や不具合情報を提供する。日本ではみちびきを使って情報を作りMTSATから配信している。
2020年には、みちびきから配信されるようになるらしい。
WAAS
EGNOS
MSAS
SDCM
GAGAN

IMES
屋内GPS。位置情報を送信する仮想衛星的な送信機を屋内に設置、この位置情報を取得して利用する。日本国内のみ。

LAMBDA
最近整数格子点探索。Teunissenさんが95年に考えたらしい。
最小二乗法をbaseにした近似手法。
float解からfixed解へ収束させる際に用いる近似手法。

RINEX
Receiver Independent Exchange Format
世界的に多くのGNSS機器で利用される、観測dataの標準フォーマット。
ftp://igs.org/pub/data/format/rinex303.pdf
ver.2.10 GPS L1、L2?
ver.2.11 GPS+GLONASS L1、L2?Galileoやみちびきが載ってるのもある。
ver.2.12 GPS+GLONASS+みちびき L1、L2、L5(GPS、みちびき)?

国土地理院 電子基準点 観測データ取得
http://terras.gsi.go.jp
http://terras.gsi.go.jp/data_service.php#zoom=5&lat=35.99989&lon=138.75&layers=FFFFTBTT
ohden/akru5788

Observation Data
RINEX Observation Data。
L1 C/A、P1の周波数ごとの疑似距離が載ってるdata?
搬送波の位相とかも載ってる。
http://www2.nc-toyama.ac.jp/~mkawai/lecture/radionav/gpsephem/navmessage/rinex.html

Navigation Data

測位信号
L1C/A : Block IIA
IIR
L1C : Block IIIA ‐
L1P(Y)
L2P(Y) (軍用) : Block IIA
IIR
( ‐2020)
L2C : Block IIR‐M ‐
L1M
L2M (軍用) : Block IIR‐M ‐
L5 : Block IIF ‐

Combined解
Forward解/Backward解をスムーザで結合した後処理基線解析を想定した測位条件らしい。rtklib独特のもん?
フォーワード+バックワードスムーザ解???

Forward解
リアルタイム解析のこと?

Backward解
後処理基線解析のみ?

フォワード解
フォーワードフィルターによる解

バックワード解
バックワードフィルターによる解

スムーザ解

SA
Selective Availability
2000-05-02 13:00:00+09:00解除。
SA解除によって、数十mの精度が数m程度まで向上した。
体感では、20~30m程度のものが、10m以内になった感じ。

後処理
リアルタイムで無い。事前に取ったraw dataを元に測位を行うことを指す。

基線解析
baseline analysis
干渉測位において、各受信機によって記録された位相データを解析して基線ベクトルを決定する。
GPSを用いた測量においては、行路差を計算し、それを元に位置関係(基線ベクトル)を求める処理。

行路差
受信機A~衛星α間、受信機B~衛星α間の距離の差。
搬送波位相を用いて計算されるらしい。

基線
ローバー、基準局間の結ぶ線?

基線ベクトル
基線がどこから始まってどこで終わっているか。受信機A、受信機Bの位置関係を表現する。

L1C/A
測位信号。

L2C
測位信号。

E5b
測位信号。
Galileo独自。

E5a
測位信号。
Galileo。L5共通

ITRF
International Terrestrial Reference Frame
国際地球基準座標系
Galileoの座標系

IERS
International Earth Rotation Service
国際地球回転観測事業

C/Aコード
Coarse/Acquisition code
測位信号。
荒い精度。

Pコード
Precise code
高精度だが暗号化されているため解読のための処理が必要。

P(Y)コード
PコードをYコードで暗号化したもの。

L1
L1帯。
GPS衛星が使う周波数。1575.42MHz。波長19.0㎝。民生利用可能な情報が含まれる。
10.23MHz×154=1575.42MHz

L2
L2帯。
GPS衛星が使う周波数。1227.60MHz。波長24.4㎝。民生利用可能な情報が含まれる。
10.23MHz×120=1227.60MHz

L3
L3帯。
GPS衛星が使う周波数。1381.05MHz。波長21.71cm。
10.23MHz×135=1381.05MHz

L4
L4帯。
GPS衛星が使う周波数。1379.913MHz。波長21.73cm。

L5
L5帯。
GPS衛星が使う周波数。1176.45Mhz。波長25.5cm民生利用可能な情報が含まれる。
10.23MHz×115=1176.45Mz

SVN

PRN

AR
整数不定性決定。
たぶん衛星からの搬送波の波の数。

PPP
precise point positioning
精密単独測位。

OTF
On The Fly

SAIF
submeter-class augmentation with integrity function
SBASと同formatの補強信号。毎秒出力される。0~63の計64種類のmessage typeがある。
250bit
  8bit	プリアンブル
  6bit	message type.
212bit	data area.可変長。最大212bit。
 24bit	CRC

WAAS
SBAS(静止衛星型衛星航法補強システム)
US
DOT
FAA 2003/7~
138 Telesat Anik F1R CRE 133W
135 Galaxy 15 CRW 133W
133 Inmarsat 4F3 AMR 98W

EGNOS
SBAS(静止衛星型衛星航法補強システム)
ESA
EC
Eurocontrol
2009/10~
2011/3~(SoL)
120 Inmarat‐3 AOR‐E 15.5W
124 ESA Artemis 21.5E
126 Inmarsat‐3 IOR‐W 25E
136 SES‐5 5E

MTSAT
運輸多目的衛星。ひまわり6号、7号

MSAS
SBAS(静止衛星型衛星航法補強システム)
日本 - 国土交通省 2007/9~
129 MTSAT‐IR 140E
137 MTSAT‐II 145E

SDCM
SBAS(静止衛星型衛星航法補強システム)
ロシア 2014~
140 Luch‐5A 167E
125 Luch‐5B 16E
141 Luch‐5V 95E

GAGAN
SBAS(静止衛星型衛星航法補強システム)
インド
AAI
ISRO 2011~
127 GSAT‐8 ?
128 GSAT‐10 ?
139 GSAT‐15 ?

SV
衛星のことを指してるっぽい。

Toa
アルマナックのepoch時刻。

Mコード
軍用のコード。

アルマナック
Almanac 天体暦
測位衛星の軌道情報。
エフェメリスに比べて大まかな情報。数百m~数km程度の精度の情報だが、全ての衛星の軌道情報も含まれている。
全てのデータを取得するのに、12.5分かかる。

エフェメリス
Ephemeris、放送暦
測位衛星の軌道情報4時間分。約2時間毎に更新される。
詳細な情報で1m前後まで座標を特定できる。ただし、載ってる情報は自機のもののみ。

IODE
軌道情報番号

IODC
clock情報番号

航法メッセージ
http://www.gsi.go.jp/common/000106216.pdf
https://www.enri.go.jp/~sakai/pub/symp07a.pdf
アルマナックとエフェメリス
全体で25フレームの構成。1フレームは、5個のサブフレームから構成。
  • サブフレーム1 : 衛星時計の補正データ。
  • サブフレーム2~3: エフェメリスが載っていて、更新されるまで毎回同じ内容。更新間隔は多分2時間。
  • サブフレーム4~5: アルマナック。ただし、フレーム1~25すべてのサブフレーム4~5に分割されている。
サブフレームは300bitで構成されており、50bps、1bitのデータ長は20ms。1サブフレームの周期は6秒。
フレーム全体(5サブフレーム)で1500bit。ゆえに、1個のフレームの周期は30秒。
全体のデータ数は25フレームなので、30秒×25フレーム=12.5分。
電源投入後の初期時に、これらの必要なすべてのデータを収集するのに12.5分を要する。
localに保持しておくことで過去に収集したデータ利用し、すばやく測位モードに移行できる。
アルマナックは全航法データが必要なので12.5分。
携帯電話、スマートフォンでは、起動時に通信経路を用いてアルマナック、エフェメリスを取得し、測位に必要な時間を短縮している。

A-GPS
Assist GPS。
携帯電話、スマートフォンで用いられる手法。
通信経路を用いてアルマナック、エフェメリスを共有することで、ノイズの乗りにくい衛生時刻情報があれば測位できるようにしたもの。
通信に用いる基地局の場所≒携帯電話の場所なので、必要なエフェメリスを推測して共有している。

ホットスタート
エフェメリスをlocalに保持しておき、次回起動時に再利用。エフェメリス取得にかかる時間を端折ることですぐに測位を始められる。

予測暦

精密暦
Precise Ephemeris
エフェメリスよりも精度の高い数㎝オーダーの軌道情報。

衛星暦
天体暦、放送暦、精密暦のことを指す。

L1解析

raw data
NMEA formatで記載された情報。

ambiguity
不確定要素のこと。
整数値バイアスもアンビギュイティの一つ。

整数値バイアス
搬送波の位相から距離を求めるとき、最初に衛星から情報を受信した際にわかるのは1波長中の位置であり、波の数はわからない。
分かるのは1未満の値だけで、整数部分は分からない。この分からない整数部分のことを整数値バイアスと呼ぶらしい。
衛星~~~~~~~~~~~~~~~~~~受信機
  ↑---波がいくつあるか分からない---↑

座標(経度、緯度、高度)のこと。

float解
float solution
整数値バイアスが確定するまでの解のこと。float解の間の精度は半径20㎝程度。
4つの衛星を補足し、独立な3つの二重位相差を算出する。一定の間隔を置いて再び計測することで、更に3つの二重位相差を算出。
計6つの二重位相差からfloat解、整数値バイアスを決定する。
二重位相差を用いることで、衛星及び受信機の時計誤差を排除できる。

fix解
fixed solution
整数値バイアスが確定した解のこと。精度半径は2㎝程度。

エスクトラワイドレーン
1227.60MHz-1176.45MHz=51.15MHz
51.15MHz(L2-L5)の波長5.86104512m。

ワイドレーン
1575.42MHz-1227.6MHz=347.82MHz
347.82MHz(L1-L2)の波長86.19184㎝。

ナローレーン
1575.42MHz+1227.6MHz=2803.02MHz
2803.02MHz(L1+L2)の波長10.6953378cm。

SNR
S/N。signal per noise。

epoch
エポック。
補足している各GNSS衛星から同時に受信する観測dataの受信間隔?cycleと同義?
衛星時間での日時のこと?
多分、航法メッセージ25ページ分をまとめたものをepochという単位で表してる。

RNSS-GPS

WGS84

GRS80

ZTD

grad
gradient
勾配

MGA
Multiple GNSS Assistance

CEP
Circular Error Probability
平均誤差半径

ILS
整数最小二乗

RMS
root mean square
二乗平均平方根

一重差
一重位相差のこと?

二重差
二重位相差のこと?
衛星α、β、GNSS A、Bがあったとき、Aからα、β。Bからα、βの観測値の差を比較することで

三重差
三重位相差のこと?

キャリアスムージング
Carrier Smoothing。
搬送波位相測定値を利用した擬似距離測定値のスムージング手法。

サイクルスリップ
GNSS観測dataが連続して取得できず途絶えること。

NMEA

Talker IDs
$GL
GLONASS

according to IEIC 61162-1
$GN
Mixed GPS and GLONASS data

according to IEIC 61162-1
$GP
Global Positioning System receiver

NMEA sentences
GGA
GGA - Global Positioning System Fix Data
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.
Time
Position and fix related data for a GPS receiver.

GLL
GLL - Geographic Position - Latitude/Longitude
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.

GSA
GSA - GPS DOP and active satellites
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.

GSV
GSV - Satellites in view
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.
These sentences describe the sky position of a UPS satellite in view. Typically they’re shipped in a group of 2 or 3.

RMC
RMC - Recommended Minimum Navigation Information
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.

VTG
VTG - Track made good and Ground speed
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.

ZDA
ZDA - Time & Date - UTC
day
month
year and local time zone
This is one of the sentences commonly emitted by GPS units.

RTKLib


RXMRAW

RXMSFRM
ubloxの受信機ログファイル形式。

rtkrcv

selsat()
共通衛星選択

ddres()
基準衛星選択

nv
基準衛星

highest
仰角

BLAS
ベクトルと行列に関する基本線型代数操作を実行するライブラリ。

LAPACK
線型計算のための数値解析ライブラリ。
http://www.netlib.org/lapack/

MKL
Intel Math Kernel Library
Intelが提供するBLAS、LAPACK、ScaLAPACK、スパースソルバー(疎行列)、FFT、ベクトル演算などのライブラリ。
https://software.intel.com/mkl

ENU
ENU座標。East、North、Up。x、y、zと何が違うんでしょう?

solutionの状態
SOLQ_NONE 0 no solution
SOLQ_FIX 1 fix
SOLQ_FLOAT 2 float
SOLQ_SBAS 3 SBAS
SOLQ_DGPS 4 DGPS/DGNSS
SOLQ_SINGLE 5 single
SOLQ_PPP 6 PPP
SOLQ_DR 7 dead reckoning


typedef
gtime_t time struct
file_t file control type
obsd_t observation data record
obs_t observation data
nmea_t
navsol_t
imes_t imes signal record
erpd_t earth rotation parameter data type
erp_t earth rotation parameter type
pcv_t antenna parameter type
pcvs_t antenna parameters type
alm_t almanac type
eph_t GPS / QZS / GAL broadcast ephemeris type
geph_t GLONASS broadcast ephemeris type
peph_t precise ephemeris type
pclk_t precise clock type
seph_t SBAS ephemeris type
tled_t norad two line element data type
tle_t norad two line element type
tec_t TEC grid type
stecd_t stec data type
stec_t stec grid type
zwdd_t zwd data type
zwd_t zwd grid type
sbsmsg_t SBAS message type
sbs_t SBAS messages type
sbsfcorr_t SBAS fast correction type
sbslcorr_t SBAS long term satellite error correction type
sbssatp_t SBAS satellite correction type
sbssat_t SBAS satellite corrections type
sbsigp_t SBAS ionospheric correction type
sbsigpband_t IGP band type
sbsion_t SBAS ionospheric corrections type
dgps_t DGPS / GNSS correction type
ssr_t SSR correction type
lexmsg_t QZSS LEX message type
lex_t QZSS LEX messages type
lexeph_t QZSS LEX ephemeris type
lexion_t QZSS LEX ionosphere correction type
sta_t station parameter type
nav_t navigation data type
sol_t solution type
solbuf_t solution buffer type
solstat_t solution status type
solstatbuf_t solution status buffer type
rtcm_t RTCM control struct type
rnxctr_t rinex control struct type
url_t download url type
opt_t option type
exterr_t extended receiver error model
snrmask_t SNR mask type
prcopt_t processing options type
solopt_t solution options type
filopt_t file options type
rnxopt_t RINEX options type
ssat_t satellite status type
ambc_t ambiguity control type
rtk_t RTK control / result type
raw_t receiver raw data control type
stream_t stream type
strconv_t stream converter type
strsvr_t stream server type
rtksvr_t RTK server type
rtk_t_io RTK control / result type
rtklib_gparam


rtkpos(input
output
2
2
rb
15.0 * D2R
3.0
0);

carrier
平滑化された疑似距離

carrier frequencies
搬送波






更新日: 2018年11月29日 (木) 18時56分03秒

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