JP2022053432A - Low cost RTK-GNSS - Google Patents

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JP2022053432A
JP2022053432A JP2020172851A JP2020172851A JP2022053432A JP 2022053432 A JP2022053432 A JP 2022053432A JP 2020172851 A JP2020172851 A JP 2020172851A JP 2020172851 A JP2020172851 A JP 2020172851A JP 2022053432 A JP2022053432 A JP 2022053432A
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Japan
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gnss
base station
ntrip
coordinates
rtk
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JP2020172851A
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Inventor
龍児 田中
Ryoji Tanaka
直樹 石澤
Naoki Ishizawa
時文 梅木
Tokifumi Umeki
修 木場野
Osamu Kibano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hayashi Takahide
Original Assignee
Hayashi Takahide
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Abstract

To provide a low cost RTK-GNSS that, by constructing a dedicated NTRIP Caster for exchanging information between two points, a base station and a mobile station, realizes transmission and reception of observation data and correction data of a GNSS via the Internet and enables inexpensive and continuously stable operation.SOLUTION: An NTRIP system of the present invention is divided into a TCP Server and a TCP Client, the TCP Server is a dedicated TRIP Caster, and the TCP Client is an NTRIP Server (base station) and an NTRIP Client (rover station). Data received by the NTRIP Server (base station) is transmitted to an NTRIP Caster which is the TCP Server via the Internet, whereas the NTRIP Client (rover station) is connected to the NTRIP Caster, and the data is received and analyzed. Dedicated NTRIP Caster software installs and operates a virtual dedicated server (VPS).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

発明の詳細な説明Detailed description of the invention

基地局と移動局との2点間の情報をやりとりする専用のNTRIP Casterを構築することにより、GNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現し、安価にかつ継続的に安定して運用するようにしたローコストRTK-GNSSを提供する。 By constructing a dedicated NTRIP Castor that exchanges information between two points between the base station and the mobile station, transmission and reception of GNSS observation data and correction data can be realized via the Internet, and it is inexpensive and continuously stable. We provide low-cost RTK-GNSS to be operated.

発明の背景Background of the invention

[ローコストRTK-GNSS概要]
RTK-GNSS測量は既に実用化されている技術であり,特にネットワーク型RTK-GNSS測量は,2013年4月より,GPS(米国)の他に,準天頂衛星(日本)及びGLONASS(ロシア)のデータが利用できるようになったため,公共測量の3・4級基準点測量で用いられ普及している。しかし,GNSS受信機が高価なことや,ランニングコストが掛かることが,中小企業では導入しにくい障壁として立ちはだかっていた。これに対して,近年,安価高性能のGNSS受信機が市販されるようになったため,自動運転や測量への利用研究が急速に進んでいる。
[Overview of low-cost RTK-GNSS]
RTK-GNSS surveying is a technology that has already been put into practical use. In particular, network-type RTK-GNSS surveying has been available since April 2013 for GPS (US), Quasi-Zenith Satellite (Japan) and GLONASS (Russia). Since the data became available, it is used and widely used in the 3rd and 4th grade reference point surveys of public surveying. However, the high cost of GNSS receivers and the high running costs have been confronted as barriers that are difficult for small and medium-sized enterprises to introduce. On the other hand, in recent years, inexpensive and high-performance GNSS receivers have become commercially available, and research on their use for autonomous driving and surveying is rapidly progressing.

[GNSSの原理]
図26に示す如く、GNSSの仕組みは3つの衛星からの距離と地球の表面の位置から割り出している。GNSS衛星から発信された(信号コード)電波は,光の速度299,792.458rn/s(約30万キロメートル毎秒)で地上に到達する。発信された時間と,到着した時間を計測することで,次のように衛星からの距離を測定する。これをレンジングという。電波到達時間(GNSS衛星から受信機)×電波速度(光速度)=GNSS衛星からの距離GNSS衛星からの距離が分かると,その衛星を中心とした距離を半径とする球面上のどこかにいることになる。衛星の位置(軌道)はGNSSから送信されて分かるので,複数の衛星からの距離を知ることで,その球面の交点が現在地ということになる。つまり三角測量の原理で,最低3個の衛星が必要である。信号コードを使うことからコード測位方式とも呼ばれている。光の速度の信号コード到達時間を正確に測定するためには,原子時計が必要となる。GNSS衛星には原子時計が2台以上搭載されているが,GNSS受信側に搭載することは,コスト,サイズ的に難しい。そのため受信機側では水晶発振時計を利用するが、精度が悪いため,衛星から届く時間で補正しながら測定している。つまり,時刻補正するために最低4個の衛星が必要になる。GNSS衛星の配置状況は,DOP(Dilution of Precision:精度低下率)という数値で表される。衛星受信数が少なくGNSS衛星位置が離れていない場合は,三角測量の原理で交会角が小さくなるので誤差が大きくなる。天空における衛星の配置が良くないと精度が劣化する。DOPには次のような種類がある。(1)GDOP:幾何学的精度低下,(2)PDOP:位置精度低下率,(3)HDOP:水平精度低下率,(4)VDOP:鉛直精度低下率,(5)TDOP:時刻精度低下率,(6)RDOP:相対精度低下率。
[Principle of GNSS]
As shown in FIG. 26, the mechanism of GNSS is calculated from the distances from the three satellites and the position of the surface of the earth. The (signal code) radio wave transmitted from the GNSS satellite reaches the ground at a speed of light of 299,792.458 rn / s (about 300,000 kilometers per second). By measuring the time of transmission and the time of arrival, the distance from the satellite is measured as follows. This is called rangeing. Radio wave arrival time (receiver from GNSS satellite) x radio wave speed (speed of light) = distance from GNSS satellite Once the distance from the GNSS satellite is known, it is somewhere on a spherical surface whose radius is the distance centered on that satellite. It will be. Since the position (orbit) of a satellite is transmitted from GNSS and known, by knowing the distances from multiple satellites, the intersection of the spherical surfaces is the current location. In other words, the principle of triangulation requires at least three satellites. It is also called a code positioning method because it uses a signal code. An atomic clock is required to accurately measure the arrival time of the signal code of the speed of light. Two or more atomic clocks are mounted on the GNSS satellite, but it is difficult to mount them on the GNSS receiving side in terms of cost and size. Therefore, a crystal oscillator clock is used on the receiver side, but due to poor accuracy, measurement is performed while correcting for the time that arrives from the satellite. In other words, at least four satellites are required to correct the time. The arrangement status of GNSS satellites is represented by a numerical value called DOP (Diltion of Precision: accuracy reduction rate). When the number of satellites received is small and the GNSS satellite positions are not far apart, the error becomes large because the crossing angle becomes small according to the principle of triangulation. If the satellites are not placed properly in the sky, the accuracy will deteriorate. There are the following types of DOP. (1) GDOP: Geometric accuracy decrease rate, (2) PDOP: Position accuracy decrease rate, (3) HDOP: Horizontal accuracy decrease rate, (4) VDOP: Vertical accuracy decrease rate, (5) TDOP: Time accuracy decrease rate , (6) RDOP: Relative accuracy reduction rate.

[GNSS測量の方式]
GNSS測量の方式には,図27に示すように,精度や測位方式によっていくつかの種類がある。この中で,情報化施工(i-Construction)では,通常RTK-GNSS(リアルタイムキネマティック)が使われる。
[GNSS surveying method]
As shown in FIG. 27, there are several types of GNSS surveying methods depending on the accuracy and positioning method. Among these, RTK-GNSS (real-time kinematics) is usually used in information-oriented construction (i-Construction).

単独測位;図28に示す如く、GNSS衛星から送信される衛星の位置や時刻などの情報を1台のアンテナで受信することにより,衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測り,距離に変換する。位置のわかっているGNSS衛星を動く基準点として,4個以上の衛星から観測点までの距離を同時に知ることにより,観測点の位置を決定するものである。この方法は,衛星の位置誤差や衛星からの電波が対流圏や電離層を通過するときの電波の遅れなどから,約10mの誤差で位置が決定される。船舶や飛行機,自動車などのナビゲーションとして利用されている。GNSS衛星から送信される衛星の位置や時刻などの情報を1台のアンテナで受信することにより,衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測り,距離に変換する。位置のわかっているGNSS衛星を動く基準点として,4個以上の衛星から観測点までの距離を同時に知ることにより,観測点の位置を決定する。この方法は,衛星の位置誤差や衛星からの電波が対流圏や電離層を通過するときの電波の遅れなどから,約10mの誤差で位置が決定され,誤差が大きいので測量では使えないが,船舶や飛行機,自動車などのナビゲーションとして利用されている。 Independent positioning; As shown in FIG. 28, by receiving information such as the position and time of the satellite transmitted from the GNSS satellite with one antenna, it is necessary from the time when the radio wave is transmitted from the satellite to the time when it reaches the receiver. Measure the time and convert it to a distance. The position of the observation point is determined by simultaneously knowing the distances from four or more satellites to the observation point, using the GNSS satellite whose position is known as a moving reference point. In this method, the position is determined with an error of about 10 m due to the position error of the satellite and the delay of the radio wave when the radio wave from the satellite passes through the troposphere and the ionosphere. It is used as a navigation system for ships, airplanes, and automobiles. By receiving information such as the position and time of the satellite transmitted from the GNSS satellite with one antenna, the time required from the transmission of radio waves from the satellite to the arrival at the receiver is measured and converted into distance. .. The position of the observation point is determined by simultaneously knowing the distances from four or more satellites to the observation point, using the GNSS satellite whose position is known as the moving reference point. This method cannot be used for surveying because the position is determined with an error of about 10 m due to the position error of the satellite and the delay of the radio wave when the radio wave from the satellite passes through the troposphere and the ionosphere. It is used as a navigation system for airplanes and automobiles.

相対測位;図29に示すごとく、2台以上の受信機を使い,同時に4個以上の同じGNSS衛星を観測する。GNSS衛星の位置を基準とし,GNSS衛星からの電波信号がそれぞれの受信機に到達する時間差を測定して,2点間の相対的な位置関係を求める方法を相対測位という。各観測点で同じ衛星の電波を受信していることや衛星から発射された電波が同じような気象条件の中を通過してくることから,2点の観測値の差をとることにより,観測値に含まれる衛星の位置誤差や対流圏・電離層遅延量が消去される。測量には,分解能の高い電波の波を利用している。衛星から発射された電波が各アンテナに到達するまでの時間の差を位相の差で知ることにより,100万分の1(10kmで1cmの誤差)の精度で2点間の相対的な位置関係が分かる。 Relative positioning; As shown in FIG. 29, two or more receivers are used to observe four or more same GNSS satellites at the same time. Relative positioning is a method of measuring the time difference between the radio signals from the GNSS satellites reaching each receiver based on the position of the GNSS satellites and obtaining the relative positional relationship between the two points. Since the radio waves of the same satellite are received at each observation point and the radio waves emitted from the satellite pass through the same weather conditions, observation is performed by taking the difference between the observation values of the two points. The satellite position error and troposphere / ionospheric delay included in the value are eliminated. High-resolution radio waves are used for surveying. By knowing the difference in the time it takes for the radio waves emitted from the satellite to reach each antenna by the phase difference, the relative positional relationship between the two points can be determined with an accuracy of 1 in 1,000,000 (1 cm error at 10 km). I understand.

DGNSS測位;図30に示す如く、DGNSS(ディファレンシャルGNSS)測位は,位置の分かっている基準局と位置を求めようとする観測点で同時にGNSS観測を行い,基準局で観測したデータを無線等用いて観測点へ,リアルタイムに送信し,基準局の位置成果に基づき観測点の位置をリアルタイムに求めることができる。DGNSSは,両点で単独測位を行い,基準局において位置成果と観測された座標値の差を求め,観測点に補正情報として送信する。この観測方法により,各種の誤差要因が消去されることから,数メートルの誤差で位置が決定される。 DGNSS positioning; As shown in FIG. 30, in DGNSS (differential GNSS) positioning, GNSS observation is performed simultaneously at a reference station whose position is known and an observation point for which a position is to be obtained, and the data observed at the reference station is observed by radio or the like. It can be transmitted to the point in real time, and the position of the observation point can be obtained in real time based on the position result of the reference station. DGNSS performs independent positioning at both points, obtains the difference between the position result and the observed coordinate value at the reference station, and sends it to the observation point as correction information. Since various error factors are eliminated by this observation method, the position is determined with an error of several meters.

干渉測位;干渉測位とは,図31に示すように、既知点と未知点にGNSSアンテナを設置し,衛星電波到達のズレを用いて両点の基線ベクトルを測定し,未知点の座標データを求める方式である。また,その観測法は,スタティック法,短縮スタティック法,キネマティック法,RTK法などに分類される。 Interference positioning; In interference positioning, as shown in FIG. 31, GNSS antennas are installed at known points and unknown points, the baseline vectors of both points are measured using the deviation of satellite radio wave arrival, and the coordinate data of the unknown points are obtained. This is the method to be sought. The observation methods are classified into static method, shortened static method, kinematic method, RTK method and the like.

RTK-GNSS測位;RTK-GNSS測位とは、図32に示すように、一般にスマートフオンやカーナビゲーションで使われているGNSSは数メートルの誤差がある。これはGNSS衛星までの距離が長いため,宇宙空間や大気圏内で発生するさまざまな物理現象により,電波の到達時間に揺らぎが発生するからである。また,市街地においては電波が遮られ,建造物に反射するマルチパスなどの要因も精度悪化を引き起こす。RTK-GNSS(リアルタイムキネマティックGNSS)測位は,両点で位相の測定を行い基準局で観測した位相データを観測点に送信する。観測点のGNSS受信機では,受信データと基準局から送信されたデータをリアルタイムで解析することにより,観測点の位置を決定する。この方法でも各種の誤差要因が消去されることから,数センチメートルの誤差で位置が決定される。RTK-GNSS技術を利用すれば,ドローンやトラクタへ搭載することで土木作業での高精度の測量が可能になるなど,さまざまな応用が期待される。最近は日本の準天頂衛星システムQZSS(Quasi-Zenith Satellite System)みちびきの打ち上げが成功し,2018年11月から4機体制になった。2015年1月に策定された新たな「宇宙基本計画」において,「2023年度をめどに持続測位可能な7機体制での運用を開始する」と決定されている。アメリカ(GPS),中国(BeiDou),ロシア(GLONASS)などの衛星とは異なり,QZSSは入れ替わり立ち替わり常に日本の天頂に位置している。高度が低いと斜め横からの信号を受信することになりますが,天頂に位置していると,ビルに囲まれた都市部でもダイレクトに信号を受けることが出来るので精度悪化を減らすことが出来る。RTK-GNSSは従来の単独測位と比較して1/100の精度がある。つまり基準局と移動局の距離を1cm以内の精度で求めることが可能である。原理的には,衛星が送信する搬送波の波長19.0425cmの1/256に相当する0.744mmが最小分解能となる。しかし,RTK-GNSS測位であっても変動要因があるので1cm程度の誤差になる。これは,基準局と移動局の間が10kmほど離れていても同じである。当然のことながら,RTK-GNSS技術は衛星の信号に加えて,mm単位で座標が判明している基準局が必要である。RTK-GNSSの技術はそれほど新しい物ではなく,昔から土木測量や無入農機などに利用されており,将来的にも利便性が向上する見込みがある最新技術である。ただし,これまでのシステムは数百万円になる大規模なシステムであった。RTK研究会で使用するシステムは,u-blox社から発売されているZED-F9Pという安価なモジュールで,高精度測量が可能である. RTK-GNSS positioning; RTK-GNSS positioning, as shown in FIG. 32, has an error of several meters in GNSS generally used in smart phone and car navigation. This is because the distance to the GNSS satellite is long, and various physical phenomena that occur in outer space and the atmosphere cause fluctuations in the arrival time of radio waves. In addition, radio waves are blocked in urban areas, and factors such as multipath reflecting on buildings also cause deterioration in accuracy. In RTK-GNSS (real-time kinematic GNSS) positioning, the phase is measured at both points and the phase data observed at the reference station is transmitted to the observation point. The GNSS receiver at the observation point determines the position of the observation point by analyzing the received data and the data transmitted from the reference station in real time. Since various error factors are eliminated by this method as well, the position is determined with an error of several centimeters. If RTK-GNSS technology is used, it is expected to have various applications such as high-precision surveying in civil engineering work by mounting it on a drone or tractor. Recently, Japan's quasi-zenith satellite system QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) Michibiki has been successfully launched, and since November 2018, it has become a four-machine system. In the new "Space Basic Plan" formulated in January 2015, it is decided that "operation will start with a system of seven aircraft capable of continuous positioning by 2023." Unlike satellites such as the United States (GPS), China (BeiDou), and Russia (GLONASS), QZSS alternates and is always located at the zenith of Japan. If the altitude is low, you will receive the signal from the diagonal side, but if you are located at the zenith, you can receive the signal directly even in the urban area surrounded by buildings, so you can reduce the deterioration of accuracy. .. RTK-GNSS has 1/100 accuracy compared to conventional single positioning. That is, it is possible to obtain the distance between the reference station and the mobile station with an accuracy of 1 cm or less. In principle, the minimum resolution is 0.744 mm, which corresponds to 1/256 of the wavelength of 19.0425 cm of the carrier wave transmitted by the satellite. However, even in the case of RTK-GNSS positioning, there is a fluctuation factor, so an error of about 1 cm is obtained. This is the same even if the reference station and the mobile station are separated by about 10 km. As a matter of course, RTK-GNSS technology requires a reference station whose coordinates are known in mm in addition to the satellite signal. The RTK-GNSS technology is not so new, and has been used for civil engineering surveys and non-agricultural machinery for a long time, and is the latest technology that is expected to improve convenience in the future. However, the system so far has been a large-scale system that costs several million yen. The system used in the RTK study group is an inexpensive module called ZED-F9P released by u-blox, which enables high-precision surveying.

ネットワーク型RTK-GNSS測位;図33に示すように、ネットワーク型RTK-GNSS測量は,観測に含まれる誤差を電子基準点のリアルタイム観測データ等を利用して補正することで,RTK-GNSSでは苦手とされる長距離基線の測量を可能にするとともに,短距離基線のRTK-GNSSと同程度の測位精度である。ネットワーク型RTK-GNSS測量はいくつかの方式が提案されており,日本を含む数力国で既に実用化されているが,機器そのものが高額であることと,ランニングコストが掛かることが難点である。 Network-type RTK-GNSS positioning; As shown in FIG. 33, network-type RTK-GNSS surveying is not good at RTK-GNSS by correcting errors included in observations using real-time observation data of electronic reference points. It enables surveying of long-distance baselines and has the same positioning accuracy as RTK-GNSS of short-distance baselines. Several methods have been proposed for network-type RTK-GNSS surveying, which have already been put into practical use in several countries including Japan, but the disadvantages are that the equipment itself is expensive and running costs are high. ..

[RTK-GNSSの原理と観測方法]
RTK-GNSSの主な構成要素は,既知点に設置した基準局(Base Station),データ伝送システム,および移動局(Rover Station)である。図34はRTK-GNSSの原理図であるが,既知の固定点に設置された基準局の受信機では,常時可視衛星からの電波を受信し,搬送波位相の積算値データを測定する。そして,それらのデータを含む測位用データをインターネットや無線装置で移動局に伝送する。移動局でも同様に搬送波位相を測定し,基準局から伝送されてきた測位用データと共に使用して,実時間で移動局の三次元位置が求められる。基準局からの距離が10km以内なら,1cmの精度で移動局の位置を求めることができるといわれている。一方,測位衛星は年々増えており,ビル街や山間部といった上空視界に制約がある地域でも計測できることが期待されている。観測の方法は,アンテナと受信機にパソコンを接続し解析する。解析に要する時間はFix後10秒で,観測点を移動しながら観測解析する
[Principle of RTK-GNSS and observation method]
The main components of RTK-GNSS are a base station, a data transmission system, and a mobile station installed at known points. FIG. 34 is a principle diagram of RTK-GNSS, but the receiver of the reference station installed at a known fixed point always receives radio waves from a visible satellite and measures the integrated value data of the carrier phase. Then, the positioning data including those data is transmitted to the mobile station via the Internet or a wireless device. Similarly, the carrier phase of a mobile station is measured and used together with the positioning data transmitted from the reference station to obtain the three-dimensional position of the mobile station in real time. It is said that if the distance from the reference station is within 10 km, the position of the mobile station can be obtained with an accuracy of 1 cm. On the other hand, the number of positioning satellites is increasing year by year, and it is expected that measurement can be performed even in areas with limited aerial visibility such as building streets and mountainous areas. The observation method is to connect a personal computer to the antenna and receiver for analysis. The time required for analysis is 10 seconds after Fix, and observation analysis is performed while moving the observation point.

従来例Conventional example

特許文献1(特開2019-203812)には、「測位システムでは、複数の基地局から収集した測位情報を用いて、精密位置データを取得し、取得した精密位置データを基地局に配信することができる。測位システムでは、精密測定した結果データによる精密位置データを位置基準局となる基地局が常に保持することができる。そして、測位システムでは、その精密位置が分かっている基地局を位置基準局として、例えば、移動局との間でRTK測位を行うので、移動局の位置を高精度に測定することができる。さらに、測位システムでは、通信のハンドオーバに併せて、例えば、RTK測位の位置基準局となる基地局も切り替えることができるので、移動局が高速で移動する場合であっても常に高精度な測位を行うことができる」旨記載され、これにより、「高速に移動する移動体であっても、その位置を高信頼度、高精度、かつ、高速に測定することができる測位技術を実現させる」旨説明されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2019-203812) states that "in a positioning system, precision position data is acquired using positioning information collected from a plurality of base stations, and the acquired precision position data is distributed to the base station. In the positioning system, the base station that is the position reference station can always hold the precise position data based on the result data of the precision measurement. In the positioning system, the base station whose precise position is known can be used as the position reference station. For example, since RTK positioning is performed with the mobile station, the position of the mobile station can be measured with high accuracy. Further, in the positioning system, in addition to the communication handover, for example, with the position reference station for RTK positioning. Since the base station can be switched, it is possible to always perform high-precision positioning even when the mobile station moves at high speed. " In addition, we will realize a positioning technology that can measure the position with high reliability, high accuracy, and high speed. "

しかしながら、この特許文献1においては、本発明の「・・・基地局で受信したデータをIPアドレス等を付してインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側では同様のIPアドレス等でNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は,アンテナ,受信機,パソコン,無線LANルータ(Wi-FIルータ)からなり、受信機はGPS/QZSS(L1.、L2),GLONASS(G 1.G2),Galileo(E1,E5b) BeiDou(BI,B21)の信号に対応する2周波マルチGNSS受信チップであるZED-F9Pモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにした・・・」点について全く記載されておらず、この特許文献1から本発明を容易に想起することができない。 However, in this Patent Document 1, "... the data received at the base station is transmitted to a TCP Server called NTRIP Caster via the Internet with an IP address or the like, and the same is true on the mobile station side. It connects to the NTRIP Castor with an IP address, etc., receives and analyzes the data, installs and operates the NTRIP Caster software on the VPS (virtual dedicated server), and is a base near the mobile station for positioning. Both stations receive common satellite radio waves, and the fixed base station consists of an antenna, receiver, personal computer, and wireless LAN router (Wi-FI router), and the receiver is GPS / QZSS (L1, L2). ), GLONASS (G 1.G2), Galileo (E1, E5b) The ZED-F9P module, which is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip corresponding to the signals of BeiDou (BI, B21), was installed and arrived at the transmitted time. By measuring the time, the position of the observation point is determined by the principle of triangulation to determine the distance from a plurality of satellites ... "The point is not described at all, and the present invention is described from this Patent Document 1. I can't easily recall.

特許文献2(特開2018-169285)には、「基準局ベース20は、ベース部材21と、記憶部22と、送信部23と、を備える。ベース部材21は、地球に対して固定的に設けることが可能である。記憶部22は、ベース部材21の設置場所を示す位置座標を記憶する。送信部23は、可搬型のGNSS基準局装置30がベース部材21に取り付けられたときに、記憶部22が記憶する前記位置座標をGNSS基準局装置30に送信可能である」旨記載され、これにより「基準局の設置コストを抑えるとともに、設置に際してのユーザの手間や負担を軽減する」旨説明されている。 Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-169285) states that "the reference station base 20 includes a base member 21, a storage unit 22, and a transmission unit 23. The base member 21 is fixedly provided with respect to the earth. The storage unit 22 stores the position coordinates indicating the installation location of the base member 21. The transmission unit 23 stores the storage unit when the portable GNSS reference station device 30 is attached to the base member 21. It is described that the position coordinates stored in 22 can be transmitted to the GNSS reference station device 30, thereby reducing the installation cost of the reference station and reducing the labor and burden on the user during installation. ..

しかしながら、この特許文献2においては、本発明の「・・・基地局で受信したデータをIPアドレス等を付してインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側では同様のIPアドレス等でNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は,アンテナ,受信機,パソコン,無線LANルータ(Wi-FIルータ)からなり、受信機はGPS/QZSS(L1.、L2),GLONASS(G 1.G2),Galileo(E1,E5b) BeiDou(BI,B21)の信号に対応する2周波マルチGNSS受信チップであるZED-F9Pモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにした・・・」点について全く記載されておらず、この特許文献2から本発明を容易に想起することができない。 However, in this Patent Document 2, "... the data received at the base station is transmitted to a TCP Server called NTRIP Caster via the Internet with an IP address or the like, and the same is true on the mobile station side. It connects to the NTRIP Castor with an IP address, etc., receives and analyzes the data, installs and operates the NTRIP Caster software on the VPS (virtual dedicated server), and is a base near the mobile station for positioning. Both stations receive common satellite radio waves, and the fixed base station consists of an antenna, receiver, personal computer, and wireless LAN router (Wi-FI router), and the receiver is GPS / QZSS (L1, L2). ), GLONASS (G 1.G2), Galileo (E1, E5b) The ZED-F9P module, which is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip corresponding to the signals of BeiDou (BI, B21), was installed and arrived at the transmitted time. By measuring the time, the position of the observation point is determined by the principle of triangulation to determine the distance from a plurality of satellites ... "The point is not described at all, and the present invention is described from this Patent Document 2. I can't easily recall.

特許文献3.(実登3197633)には、「水陸両用建設機械の上部位置に、衝撃緩衝装置を介して計測装置1が設けられ、計測装置が、無線測位システム移動局13を備え、水陸両用建設機械とは異なる位置に、計測装置の位置データを取得するために基準とする無線測位システム基準局2と、無線測位システム移動局及び無線測位システム基準局から送信された位置データを受信して演算処理するデータ演算処理装置3と、その演算処理の結果を表示するための施工状況参照用モニター4を備えている」旨記載され、これにより「水陸両用建設機械を用いた浅水域の施工において、水陸両用建設機械を走行させながら、水陸両用建設機械の位置情報及び、浅水域の地盤の正確な三次元情報を得ることができ、施工後の地盤の出来形を自動計測可能とし、また、リアルタイムに施工後の出来形の設計値に対する、施工時の地盤の状態をオペレータに知らせることが可能な水陸両用建設機械の施工支援システムを提供する」旨説明されている。 Patent Document 3. In (Actual No. 3197633), "A measuring device 1 is provided at an upper position of an amphibious construction machine via an impact shock absorber, and the measuring device is equipped with a wireless positioning system mobile station 13, and is an amphibious construction machine. Data calculation processing that receives and performs calculation processing of position data transmitted from the wireless positioning system reference station 2 as a reference for acquiring the position data of the measuring device at different positions, and the wireless positioning system mobile station and the wireless positioning system reference station. It is equipped with a device 3 and a construction status reference monitor 4 for displaying the result of its arithmetic processing. " While running, it is possible to obtain the position information of amphibious construction machines and accurate three-dimensional information of the ground in shallow water, and it is possible to automatically measure the finished shape of the ground after construction, and the finished work after construction in real time. We will provide a construction support system for amphibious construction machines that can inform the operator of the condition of the ground at the time of construction with respect to the design value of the shape. "

しかしながら、この特許文献3においては本発明の「基地局(Base Station)と移動局(Rover Station)とに2つの受信機を有し、リアルタイムにこれら2点間で情報をやり取りするGNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現するNTRIPであり、基地局で受信したデータをIPアドレス等を付してインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側では同様のIPアドレス等でNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は,アンテナ,受信機,パソコン,無線LANルータ(Wi-FIルータ)からなり、受信機はGPS/QZSS(L1.、L2),GLONASS(G 1.G2),Galileo(E1,E5b) BeiDou(BI,B21)の信号に対応する2周波マルチGNSS受信チップであるZED-F9Pモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにしたローコストRTK-GNSS」について全く記載されておらず、この特許文献3から本発明を容易に想起することができない。 However, in this Patent Document 3, the "Base Station" and the Mobile Station (Rover Station) of the present invention have two receivers, and GNSS observation data for exchanging information between these two points in real time. It is an NTRIP that realizes transmission and reception of correction data via the Internet, and the data received at the base station is sent to the TCP Server called NTRIP Castor via the Internet with an IP address, etc., and the same IP is used on the mobile station side. It connects to the NTRIP Castor with an address, etc., receives and analyzes the data, installs and operates the NTRIP Castor software on the VPS (virtual dedicated server), and is a base station located at a short distance from the mobile station for positioning. The fixed base station consists of an antenna, a receiver, a personal computer, and a wireless LAN router (Wi-FI router), and the receiver is GPS / QZSS (L1, L2). , GLONASS (G 1.G2), Galileo (E1, E5b) Equipped with ZED-F9P module, which is a dual frequency multi-GNSS receiving chip corresponding to BeiDou (BI, B21) signals, transmitted time and arrival time There is no description about "low-cost RTK-GNSS" in which the position of the observation point is determined by the principle of triangular measurement based on the distance from a plurality of satellites by measuring the data, and the present invention can be easily described from Patent Document 3. I can't recall.

特許文献4(特開2006-224737)には、「RTK方式による測位点の正確な測位データと路線データベースからの路線データとに基づいて、当該測位点から軌道エリア内の線路中心までのほぼ直角方向の離隔距離を求める。これにより、その測位点が鉄道軌道エリアの線路外エリアの位置にあるか線路内エリアの位置にあるか、及び線路内位置でも注意域か危険域かを判定して、鉄道軌道エリアにいる作業員個々に位置及びその安全性についての正確な情報を与える」旨記載され、これにより「保守作業などに従事している作業員位置を、鉄道軌道エリアにおける安全域(線路外)、注意域(線路内で建築限界外)、危険域(線路内の建築限界内)等に正確に区分して把握し、その区分に応じた適切な警報、表示などを行う」旨説明されている。 US Pat. The separation distance in the direction is obtained. By this, it is determined whether the positioning point is in the position of the out-of-track area or the in-track area of the railway track area, and whether the in-track position is a caution zone or a dangerous zone. , Gives accurate information about the position and safety of each worker in the railway track area. " Accurately classify and grasp areas such as (outside the track), caution areas (outside the construction limit inside the track), dangerous areas (within the construction limit inside the track), etc., and provide appropriate warnings and displays according to the classification. " It is explained.

しかしながら、この特許文献4においては、本発明の「・・・NTRIPであり、基地局で受信したデータをIPアドレス等を付してインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側では同様のIPアドレス等でNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は,アンテナ,受信機,パソコン,無線LANルータ(Wi-FIルータ)からなり、受信機はGPS/QZSS(L1.、L2),GLONASS(G1.G2),Galileo(E1,E5b)BeiDou(BI,B21)の信号に対応する2周波マルチGNSS受信チップであるZED-F9Pモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにしたローコストRTK-GNSS」について全く記載されておらず、この特許文献4から本発明を容易に想起することができない。 However, in this Patent Document 4, "... NTRIP, which is NTRIP, and the data received at the base station is transmitted to a TCP Server called NTRIP Castor via the Internet with an IP address or the like, and is a mobile station. On the side, it connects to the NTRIP Castor with the same IP address, etc., receives and analyzes the data, and installs and operates the NTRIP Caster software on the VPS (virtual dedicated server), and is close to the mobile station for positioning. Both base stations at a distance receive common satellite radio waves, and the fixed base station consists of an antenna, a receiver, a personal computer, and a wireless LAN router (Wi-FI router), and the receiver is GPS / QZSS (Wi-FI router). The ZED-F9P module, which is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip corresponding to the signals of L1., L2), GLONASS (G1.G2), Galileo (E1, E5b) BeiDou (BI, B21), is installed and transmitted. There is no description about "Low-cost RTK-GNSS" that determines the position of the observation point based on the principle of triangular measurement based on the distance from multiple satellites by measuring the time of arrival. The present invention cannot be easily recalled.

特許文献5(特開平10-082848)には、「受信した衛星信号に基づいて算出した疑似距離補正情報及び搬送波位相補正情報を各移動局2に送出する基準局1と、精密な位置が既知である校正点を有し多数点在させた校正用設備3とを有し、移動局2は、通常の疑似距離補正方式のDGNSS測位機能と、通常の初期基線解析によるサイクル・アンビギュイティ除去を不要としたRTK測位機能とを有する移動局2とで構成され、移動局2は、移動中にDGNSS測位により一定範囲内まで接近した校正点を自動的に検知すると、内蔵するスイッチを校正点に押下しオンにすることによってその校正点の位置情報に基づいてサイクル・アンビギュイティを自動的に除去し、基準局1から送られてくる搬送波位相補正情報に基づいて連続的なRTK測位を行う」旨記載され、これにより「安価でかつ簡易な構成で移動中に発生したサイクル・アンビギュイティを取り除くことができる衛星測位システムを提供する」旨説明されている。 In Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-082848), "a reference station 1 for transmitting pseudo-distance correction information and carrier phase phase correction information calculated based on received satellite signals to each mobile station 2 and a precise position are known. It has a calibration facility 3 having a certain calibration point and scattered in large numbers, and the mobile station 2 has a DGNSS positioning function of a normal pseudo-distance correction method and a cycle ambiguity removal by a normal initial baseline analysis. It is composed of a mobile station 2 having an unnecessary RTK positioning function, and when the mobile station 2 automatically detects a calibration point approached within a certain range by DGNSS positioning while moving, the built-in switch is used as the calibration point. By pressing and turning it on, cycle ambiguity is automatically removed based on the position information of the calibration point, and continuous RTK positioning is performed based on the carrier phase correction information sent from the reference station 1. " It is stated that this will "provide a satellite positioning system that can remove the cycle ambiguity generated during movement with an inexpensive and simple configuration".

しかしながら、この特許文献5においては、本発明の「・・・基地局で受信したデータをIPアドレス等を付してインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側では同様のIPアドレス等でNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は,アンテナ,受信機,パソコン,無線LANルータ(Wi-FIルータ)からなり、受信機はGPS/QZSS(L1.、L2),GLONASS(G1.G2),Galileo(E1,E5b) BeiDou(BI,B21)の信号に対応する2周波マルチGNSS受信チップであるZED-F9Pモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにしたローコストRTK-GNSS」について全く記載されておらず、この特許文献5から本発明を容易に想起することができない。 However, in this Patent Document 5, "... the data received at the base station is transmitted to a TCP Server called NTRIP Caster via the Internet with an IP address or the like, and the same is true on the mobile station side. It connects to the NTRIP Castor with an IP address, etc., receives and analyzes the data, installs and operates the NTRIP Caster software on the VPS (virtual dedicated server), and is a base near the mobile station for positioning. Both stations receive common satellite radio waves, and the fixed base station consists of an antenna, receiver, personal computer, and wireless LAN router (Wi-FI router), and the receiver is GPS / QZSS (L1, L2). ), GLONASS (G1.G2), Galileo (E1, E5b) Equipped with ZED-F9P module, which is a dual frequency multi-GNSS receiving chip corresponding to BeiDou (BI, B21) signals, transmitted time and arrival time The low-cost RTK-GNSS in which the position of the observation point is determined by the principle of triangular measurement based on the distance from a plurality of satellites by measuring the data is not described at all, and the present invention can be easily described from Patent Document 5. I can't recall.

先行文献Prior literature

特開2019-203812号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-203812 特開2018-169285号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-169285 実登3197633号公報Jitsuto 3197633 Gazette 特開2006-224737号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-224737 特開平10-082848号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-082848

発明が解決しようとする課題Problems to be solved by the invention

基地局と移動局との2点間の情報をやりとりする専用のNTRIPCasterを構築することにより、GNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現し、安価にかつ継続的に安定して運用するようにしたローコストRTK-GNSSを提供することを課題とする。 By constructing a dedicated NTRIPCaster that exchanges information between two points between the base station and the mobile station, it is possible to send and receive GNSS observation data and correction data via the Internet, and operate it inexpensively and continuously and stably. An object of the present invention is to provide a low-cost RTK-GNSS.

課題を解決する手段Means to solve problems

請求項1の発明は、基地局(Base Station)と移動局(Rover Station)とに2つの受信機を有し、リアルタイムにこれら2点間で情報をやり取りするGNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現するNTRIPであり、基地局で受信したデータをインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側ではNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は受信機が2周波マルチGNSS受信チップであるマルチバンドGNSSモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにしたローコストRTK-GNSSを提供するものである。 The invention of claim 1 has two receivers, a base station and a mobile station, and sends and receives GNSS observation data and correction data that exchange information between these two points in real time. Is an NTRIP that realizes via the Internet, and the data received at the base station is transmitted to the TCP Server called NTRIP Caster via the Internet, and at the mobile station side, it is connected to the NTRIP Castor to receive and analyze the data. Therefore, the NTRIP Castor software is installed and operated on the VPS (virtual dedicated server), and both the mobile station for positioning and the base station at a short distance receive common satellite radio waves, and the fixed base station The receiver is equipped with a multi-band GNSS module, which is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip, and by measuring the transmitted time and the arrival time, the distance from multiple satellites can be determined by the principle of triangular measurement. It provides a low cost RTK-GNSS to be determined.

この発明においては、基地局と移動局との2点間の情報をやりとりする専用のNTRIP Casterを構築することにより、GNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現し、安価にかつ継続的に安定して運用するようにしたローコストRTK-GNSSプロトコルを提供することができる。 In the present invention, by constructing a dedicated NTRIP Castor that exchanges information between two points between a base station and a mobile station, transmission / reception of GNSS observation data and correction data can be realized via the Internet, and can be continued inexpensively. It is possible to provide a low-cost RTK-GNSS protocol that enables stable operation.

請求項2の発明は、前記固定基地局から求められた第二固定基地局の仮座標とし、この仮座標を第二固定基地局の座標として近隣の公共基準点を移動局で測位し、この第二固定基地局(仮座標)から公共基準点を移動局とて、公共基準点の座標と第二固定基地局から得られた座標とのズレを検証することにより、このズレを第二固定基地局の仮座標から補正し測位することにより公共基準点と整合性をとるようにしたて固定基地局のアンテナ中心の地球上の座標を決定するローコストRTK-GNSSを提供するものである。 The invention of claim 2 uses the temporary coordinates of the second fixed base station obtained from the fixed base station, and the temporary coordinates are used as the coordinates of the second fixed base station, and a nearby public reference point is positioned by a mobile station. By using the public reference point as a mobile station from the second fixed base station (temporary coordinates) and verifying the deviation between the coordinates of the public reference point and the coordinates obtained from the second fixed base station, this deviation is fixed second. It provides a low-cost RTK-GNSS that determines the coordinates on the earth of the antenna center of a fixed base station so as to be consistent with a public reference point by correcting and positioning from the temporary coordinates of the base station.

この発明においては、公共基準点及び基準となる点との整合性が図れることにより、測位観測結果のリアルタイムの確認、従来の測量機器等を用いた作業工程を短縮することができる。 In the present invention, by ensuring consistency between the public reference point and the reference point, it is possible to confirm the positioning observation result in real time and shorten the work process using a conventional surveying instrument or the like.

請求項3の発明は、前記固定基地局はアンテナ、受信機、パソコン、無線LAN(Wi-Fiルーター)等からなり、受信機は2周波マルチGNSS受信チップであるマルチバンドGNSSモジュールがZED-F9Pモジュールを搭載したボードを使用するようにした前記請求項1または2記載のローコストRTK-GNSSを提供するものである。 In the invention of claim 3, the fixed base station includes an antenna, a receiver, a personal computer, a wireless LAN (Wi-Fi router), etc., and the receiver is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip, and a multi-band GNSS module is ZED-F9P. The low-cost RTK-GNSS according to claim 1 or 2 is provided in which a board on which a module is mounted is used.

この発明においては、受信機の低価格化となり、本受信機はL1帯及びL2帯の2周波を受信することができ、位置の計算が早く受信状況による測位位置の誤差が減少される。 In the present invention, the price of the receiver is reduced, the receiver can receive two frequencies of the L1 band and the L2 band, the position calculation is quick, and the error of the positioning position due to the reception condition is reduced.

請求項4発明は、複数の公共基準点の座標と第二固定基地局から得られた座標とのズレを検証するようにした前記請求項1乃至3記載のローコストRTK-GNSSを提供するものである。 4. The invention provides the low-cost RTK-GNSS according to claim 1 to 3, wherein the deviation between the coordinates of a plurality of public reference points and the coordinates obtained from the second fixed base station is verified. be.

この発明においては、公共基準点及び基準となる点との整合性が図れることにより、測位観測結果のリアルタイムの確認、従来の測量機器等を用いた作業工程の短縮が図れる。 In the present invention, by achieving consistency between the public reference point and the reference point, it is possible to confirm the positioning observation result in real time and shorten the work process using a conventional surveying instrument or the like.

ローコストRTK-GNSSは,移動局として受信機とインターネットが利用できるパソコンがあれば測位可能であるが,全体的な仕組みは結構複雑で,基地局とインターネットで補正情報をやりとりするためのNTRIPが必要である。ここでは,NTRIP Casterの構築と,基地局と移動局について,その設定方法と測位について説明する。 Low-cost RTK-GNSS can be positioned if there is a receiver and a personal computer that can use the Internet as a mobile station, but the overall mechanism is quite complicated, and NTRIP is required to exchange correction information between the base station and the Internet. Is. Here, the construction of the NTRIP Caster, the setting method and the positioning of the base station and the mobile station will be described.

RTK-GNSS測位は基地局(Base Station)と移動局(Rover Station)という2つの受信機を使用するが,リアルタイムに2点間で情報をやり取りするためには,外部無線機や,NTRIP(Networked TT・ansport of RTCM via Internet Protocol〕というGNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現するための仕組みが必要である。NTRIPは,一般にNTRIP Casterによる有料あるいは無料のデータ配信サービスを利用することになるが,本実施例では継続的で安定した運用のために専用のNTRIP Casterを構築する(図1)。NTRIP方式では基地局も移動局もTCP Clientsと呼ばれ,基地局で受信したデータをIPアドレス,ポート番号,Mourn Point,ID,パスワードを付してインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信する。次に移動局側では,そのIPアドレス,ポート番号,Mount Point,ID,パスワードでNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析することになる。本願実施例においては,VPS(仮想専用サーバー)2台(1台は予備)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働する。 RTK-GNSS positioning uses two receivers, a base station and a mobile station, but in order to exchange information between the two points in real time, an external radio or NTRIP (Networked) TT ・ satellite of RTCM via Internet Protocol] is required to realize the transmission and reception of GNSS observation data and correction data via the Internet. NTRIP generally uses a paid or free data distribution service by NTRIP Castor. However, in this embodiment, a dedicated NTRIP Caster is constructed for continuous and stable operation (Fig. 1). In the NTRIP method, both the base station and the mobile station are called TCP Clients and are received by the base station. Data is sent to a TCP Server called NTRIP Castor via the Internet with an IP address, port number, Moon Point, ID, and password. Next, on the mobile station side, the IP address, port number, Unit Point, ID, The NTRIP Caster is connected to the NTRIP Castor with a password, and the data is received and analyzed. In the embodiment of the present application, the NTRIP Castor software is installed and operated on two VPS (virtual dedicated servers) (one is a spare).

基地局において、測位する移動局とある程度近距離にある基地局の双方で共通の衛星の電波を受信すれば,GNSS単独測位の誤差要因である電波の到達時間の揺らぎを除去できるので,精度の良い測位が可能となる。ただし,精度1cmを達成できるのは,移動局の位置が緯度と経度が正確に判明している基地局から半径10km以内の場合であり,できるだけ近くの基地局を利用した方が測位精度は高くなる。基地局と移動局の距離をDkmとすると,その精度は,1cm+2ppm×Dであり,基地局から離れると精度が低下し,Fix率も悪くなる。固定基地局の機器構成としては,アンテナ,受信機,パソコン,無線LANルータ(Wi-Fiルータ)からなる。受信機はマルチバンドGNSSモジュールとしてu-blox社製のZED-F9Pモジュールを搭載したボードを使用している。パソコンは,オープン・ソースのソフトRTK-GNSSライブラリ群RTKLIBが実行できるものであれば,最低限のスペックで十分であるが,Windowsマシンは更新が頻繁にあるため,本実施例では,学習用コンピュータとして普及しているラズベリーパイ(Raspberry P1)とソフトはRTKLIBのstr2strを使用する。ZED-F9Pは,GPS/QZSS(L1.、L2),GLONASS(G1.G2),Galileo(E1,E5b) BeiDou(BI,B21)の信号に対応する2周波マルチGNSS受信チップである。 In a base station, if the radio waves of a common satellite are received by both the mobile station to be positioned and the base station at a certain short distance, the fluctuation of the arrival time of the radio waves, which is an error factor of GNSS single positioning, can be eliminated, so that the accuracy is high. Good positioning is possible. However, the accuracy of 1 cm can be achieved when the position of the mobile station is within a radius of 10 km from the base station whose latitude and longitude are accurately known, and the positioning accuracy is higher when using the base station as close as possible. Become. Assuming that the distance between the base station and the mobile station is D km, the accuracy is 1 cm + 2 ppm × D, and the accuracy decreases and the Fix rate also deteriorates as the distance from the base station increases. The equipment configuration of a fixed base station consists of an antenna, a receiver, a personal computer, and a wireless LAN router (Wi-Fi router). The receiver uses a board equipped with a ZED-F9P module manufactured by u-blox as a multi-band GNSS module. As for the personal computer, if the open source software RTK-GNSS library group RTKLIB can be executed, the minimum specifications are sufficient, but since the Windows machine is frequently updated, the learning computer in this embodiment is used. The popular Raspberry Pi (Raspberry P1) and software use RTKLIB str2str. The ZED-F9P is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip corresponding to GPS / QZSS (L1., L2), GLONASS (G1.G2), Galileo (E1, E5b) BeiDou (BI, B21) signals.

固定基地局の座標決定法について以下に述べる。RTK-GNSS測位では,基地局と移動局の相対的な位置関係を求めるため,固定基地局のアンテナ中心の地球上の座標を決定する必要がある。基地局の位置誤差はそのまま,移動局の位置誤差となって現れる。したがって,基地局の位置データは正確であることが重要であり,一般には,次のような方法で求められる。
(1)他の基地局を参照してRTK-GNSSで求める方法。
(2)電子基準点を利用したPPK(Post Processing Kinematic:後処理キネマティック)測量による方法。
(3)PPP Static(Precise Point Positioning Static:精密単独測位によるスタティック)モードで,数日間測位した状態にして測位データを取得する方法。
(4)TSやVRS(Virtual Reference Station:ネットワーク型RTK-GNSSサービス)による測量。
The coordinate determination method for fixed base stations will be described below. In RTK-GNSS positioning, it is necessary to determine the coordinates of the antenna center of the fixed base station on the earth in order to obtain the relative positional relationship between the base station and the mobile station. The position error of the base station appears as the position error of the mobile station. Therefore, it is important that the position data of the base station is accurate, and it is generally obtained by the following method.
(1) A method of obtaining by RTK-GNSS with reference to other base stations.
(2) A method by PPK (Post Processing Kinematic) survey using an electronic reference point.
(3) A method of acquiring positioning data in a state of positioning for several days in the PPP Static (Precise Point Positioning Static) mode.
(4) Surveying by TS or VRS (Visual Reference Station: network type RTK-GNSS service).

それぞれに長短があり,年間数mmから数cm程度移動する地殻変動なども考えると,実際には基地局の位置を1cmの精度で求めることは困難である。
(1)の方法は,最も簡単であるが,基地局が10km以内にない場合は,精度が悪くなる。
(2)の方法は確実で精度も高いが,24時間以上の観測が必要で,後処理も複雑で面倒である。
(3)の方法は時間が掛る上に,最終的には数10cm以内の精度でしか測位できない。
(4)の方法は確実ではあるが,それなりの経費が必要である。
Each has its own advantages and disadvantages, and considering the crustal movements that move from several mm to several cm per year, it is actually difficult to determine the position of the base station with an accuracy of 1 cm.
The method (1) is the simplest, but if the base station is not within 10 km, the accuracy will be poor.
The method (2) is reliable and highly accurate, but it requires observation for 24 hours or more, and the post-processing is complicated and troublesome.
The method (3) takes time, and finally, positioning can be performed only with an accuracy of several tens of centimeters or less.
The method (4) is certain, but it requires a certain amount of cost.

本実施例で、上記(1)~(4)の方法の問題点を解決する方法として,次の方法を検討・検証した。測量の方法としては独自の方法ではあるが,TSで測量された現地座標と整合性が取れることを確認した。
▲1▼固定基地局(第一工業大学姶良局)の位置を上記(2)の方法で求める。
▲2▼▲1▼で求められた固定基地局の座標値を仮座標として,近傍の基準点の座標を移動局で測位する。
▲3▼▲2▼で測位した座標と基準点の座標差を▲1▼の第I固定基地局の仮座標に補正して,第1固定基地局の座標を確定する。
In this embodiment, the following methods have been examined and verified as methods for solving the problems of the above methods (1) to (4). Although it is a unique surveying method, it was confirmed that it is consistent with the local coordinates surveyed by TS.
(1) Find the location of the fixed base station (Daiichi Institute of Technology Aira Bureau) by the method (2) above.
Using the coordinate values of the fixed base station obtained in (2) and (1) as temporary coordinates, the coordinates of the nearby reference points are positioned by the mobile station.
The coordinate difference between the coordinates measured in (3) and (2) is corrected to the temporary coordinates of the I fixed base station in (1), and the coordinates of the first fixed base station are determined.

第1固定基地局近傍の基準点座標(2級基準点)は,基準点自体が持つ測量誤差,測量方式の違い,あるいは,地殻変動などによりGNSSで求めた基地局とはズレがある。建設工事などは,国家基準点や公共基準点に基づき実施されるため,なるべく基準点座標に合わせる必要がある。
▲4▼第2固定基地局以下は,それ以前に求められた固定基地局(なるべく距離の近い固定基地局)より仮座標を求め,▲2▼▲3▼の手順で,近傍の国家基準点や公共基準点より観測し仮座標に補正確定する。
The coordinates of the reference point (class 2 reference point) near the first fixed base station are different from the base station obtained by GNSS due to the survey error of the reference point itself, the difference in the survey method, or the crustal movement. Since construction work is carried out based on national reference points and public reference points, it is necessary to match the coordinates of the reference points as much as possible.
(4) For the second fixed base station and below, obtain the temporary coordinates from the fixed base station (fixed base station as close as possible) obtained before that, and follow the procedure of (2) ▼ (3) to the nearby national reference point. Or, observe from the public reference point and correct and confirm the temporary coordinates.

固定基地局のアンテナは、上空視界が開け、電波障害のない場所に設置しなければならない。第2固定基地局となる伊佐局のアンテナ設置場所において,第1固定基地局の姶良基地局を基に受信試験を実施した。その後、アンテナ線を室内に引き込み,基地局を設定した。基地局近傍の国家基準点あるいは公共基準点上で観測し,座標のズレを固定基地局の仮座標に補正し確定する。表1と表2に,第I固定局(姶良局)と第2固定局(伊佐局)の決定データを示す。図2は,上記▲1▼~▲4▼の流れ図である。図3はこの固定基地局の座標決定方法により設置した固定基地局を示す地図である。また,第一工業大学には,固定基地局監視モニターを設置している。 The antenna of the fixed base station must be installed in a place where the sky view is open and there is no radio interference. A reception test was conducted based on the Aira base station of the first fixed base station at the antenna installation location of the Isa station, which is the second fixed base station. After that, the antenna wire was pulled into the room and the base station was set. Observe on the national reference point or public reference point near the base station, and correct the coordinate deviation to the temporary coordinates of the fixed base station and confirm. Tables 1 and 2 show the decision data of the I fixed station (Aira station) and the 2nd fixed station (Isa station). FIG. 2 is a flow chart of the above (1) to (4). FIG. 3 is a map showing a fixed base station installed by the coordinate determination method of the fixed base station. In addition, Daiichi Institute of Technology has a fixed base station monitoring monitor.

Figure 2022053432000002
Figure 2022053432000002

Figure 2022053432000003
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次に、受信機ZED-F9Pの初期設定方法を以下に示す。
(1) アンテナと受信機をPCに接続して、u―centerを起動。
(2) Configuration Viewで初期化。
(3) COMに接続して、Messages Viewを開く。
(4) Baud-Rateを設定。
(5) BeiDouのB2帯のデコーダ設定する(BeiDouを使わない場合は必要ない)
(6) View→Generation Configuration Viewの設定。
(7) View→Mssages view→UBX→CFG→MSG
(8) 精密測量設定NMEA
(9) PRT設定
Next, the initial setting method of the receiver ZED-F9P is shown below.
(1) Connect the antenna and receiver to the PC and start u-center.
(2) Initialize with Configuration View.
(3) Connect to COM and open Messages View.
(4) Set Bad-Rate.
(5) Set the BeiDou B2 band decoder (not necessary if BeiDou is not used)
(6) View → Generation Connection View setting.
(7) View → Massages view → UBX → CFG → MSG
(8) Precision survey setting NMEA
(9) PRT setting

次に、現場基地局の設置について、現場基地局は,固定基地局と異なり,座標の分かっている既知点に設置するが,機器構成は水準器付きのアンテナポール,ポールを固定する三脚,タブレットパソコン,Wi-FIテザリング可能なスマートフオンかモバイルルータが必要である。タブレットパソコンについては固定基地局と同じく,最低限のスペックで十分である。タブレットパソコンの代わりにラズベリーパイでも可能であるが,現場での可搬性と操作性からWindows搭載型のタブレットが使い易い。ソフトはRTKLIBのstrsvrを用いている. Next, regarding the installation of the field base station, unlike the fixed base station, the field base station is installed at a known point where the coordinates are known, but the equipment configuration is an antenna pole with a spirit level, a tripod for fixing the pole, and a tablet. A personal computer, a smart phone capable of Wi-FI tethering, or a mobile router is required. As with fixed base stations, the minimum specifications are sufficient for tablet PCs. A raspberry pie can be used instead of a tablet computer, but a Windows-equipped tablet is easy to use because of its portability and operability in the field. The software uses RTKLIB's strsvr.

現場基地局の設定は、再現性のために、RTKLIB(strsvr)での設定方法を以下に記す。
(1)strsvrを起動する(事前に更新等は済ませておく)。
(2)(0)InputのTypeをSerialにしてOptをクリック(Portは現在のPCのポート)。
(3)2)OutputのTypeをNTRI ServerにしてOptをクリック。
For the setting of the field base station, the setting method in RTKLIB (strsvr) is described below for reproducibility.
(1) Start strrsvr (update etc. in advance).
(2) (0) Set Input Type to Serial and click Opti (Port is the port of the current PC).
(3) 2) Set the Output Type to NTRI Server and click Opti.

ラズベリーパイの設定について、ラズペリーパイ(Raspber Pi)は,消費電力が少なく,Windowsパソコンのような更新もほとんどないため。RTK-GNSSでは,固定基地局や現場基地局としての使用に向いている。OsはLinux系をベースに10種類以上のものがあり,一般的なものはRaspbianである。ラズベリーパイの種類としては,Raspberry Pi 3,,Raspberry Pi 4.Raspberry P1 Zeroなど,たくさんのモデルが販売されている。キーボードやマウスは,USBやBluetoothで接続して使用する。また,インターネットへの接続についてはLANポートやWiFiを使用して行う。ここでは,Raspberry Pi 3の設定について説明するが,Raspberw Pi 4でもRaspberry Pi 3と基本的には同じである。インストールに使うパソコンはWindows10パソコンの場合である。 Regarding the setting of raspberry pie, Raspberry Pi has low power consumption and there is almost no update like Windows PC. RTK-GNSS is suitable for use as a fixed base station or a field base station. There are more than 10 types of Os based on the Linux system, and the general one is Raspbian. The types of Raspberry Pi are Raspberry Pi 3, Raspberry Pi 4. Many models are on sale, including the Raspberry P1 Zero. The keyboard and mouse are connected via USB or Bluetooth for use. In addition, the LAN port and WiFi are used to connect to the Internet. Here, the setting of the Raspberry Pi 3 will be described, but the Raspberry Pi 4 is basically the same as the Raspberry Pi 3. The personal computer used for installation is a Windows 10 personal computer.

ラズベリーパイの基本設定とRTKLIBの設定
(1)OSイメージファイルをダウンロード;
ダウンロードURL;https://www,raspberrypi.org/downloads/raspbian/
(2)解凍すると拡張子imgのファイルができる。
(3)SDカードにOsを書き込むためにWin32DiskImagerを使う。
(4)・「Win32DiskImager-1.0.0-instatll.exe」を検索して、win32 Disk Imagerをダウンロード、インストールする。
・FAT32でフォーマット済みのSDカードをパソコンに挿入して、OSのイメージを書き込む。
(5)SDカードをラズベリーパイに挿入して起動;ラズベリーパイのインストール手順に従って,OSをインストールする。
(6)テキストエディタleafpadをインストール
(7)RTKLIBをインストール
(8)固定基地局実行用のシェルスクリプト作成
Raspberry Pi basic settings and RTKLIB settings (1) Download OS image file;
Download URL; https: // www, raspberrypi. org / downloads / raspbian /
(2) When decompressed, a file with the extension img is created.
(3) Win32DiskImager is used to write Os to the SD card.
(4) -Search for "Win32 Disk Imager-1.0.0-instatl.exe" to download and install the win32 Disk Imager.
-Insert the SD card formatted with FAT32 into the personal computer and write the OS image.
(5) Insert the SD card into the Raspberry Pi and start it; install the OS according to the installation procedure of the Raspberry Pi.
(6) Install the text editor leafpad (7) Install RTKLIB (8) Create a shell script for executing a fixed base station

次に、スリープモードを解除する。
(1)LXDE-autostartの修正
(2)lightdm.confの修正
(3)Raspberry Piを再起動
Next, wake up the sleep mode.
(1) Modification of LXDE-autostart (2) lightdm. Modification of conf (3) Restart Raspberry Pi

ラズベリーパイによるオートスタートの方法は何種類かあるが,ここでは,Systemdを用いたオートスタートの方法を説明する。
(1)スクリプトファイルの作成;コマンドラインから,起動スクリプトファイルstr2str.shを作成する。
(2)Unitファイル(サービス設定)の作成。
(3)サービスの確認、登録。
作成した「a.serv ice」を起動し,動作を確認する。
There are several types of auto-start methods using Raspberry Pi, but here we will explain the auto-start method using Systemd.
(1) Creation of script file; From the command line, start script file str2str. Create sh.
(2) Creation of Unit file (service setting).
(3) Service confirmation and registration.
Start the created "a. Service" and check the operation.

次に、移動局の機器構成は,基地局とほぼ同じであるが,アンテナ(基地局と同型),受信機(基地局と同じ),2脚,RTK-GNSSポール,タブレット,Wi-FIテザリング可能なスマートフオンかモバイルルータからなる。 Next, the equipment configuration of the mobile station is almost the same as that of the base station, but the antenna (same type as the base station), receiver (same as the base station), two legs, RTK-GNSS pole, tablet, Wi-FI tethering. It consists of a possible smart phone or mobile router.

移動局の設定(RTKLIB)方法について説明すると、衛星の仰角マスク及び衛星からの信号強度を表すSNR(Signal to Noise Ratio)は,組み合わせを変えて調整したが,最終的にはそれぞれ,25度,30dBに設定している。計測時の衛星状況,天気,現場の環境にもよるので,状況に応じてチューニングする。
(1)rtknaviを起動する。
(2)右上の「I」をクリックしてRoverとBase Statuionにチェック。
(3)(I)Roverの「Opt」をクリックしてPortは、設定時のCOM。
(4)(2)Base Stationの「OPT」をクリックしてNTRIP Caser Host 153.127.15.161 Port;443 Passward;User ID Mountpoint基地局に合わせる。
(5)右上の「0」をクリックして測位データ保存設定。
(6)rtknaviトップ画面の下のOption・・・ボタンをクリックする。
(7)SNR Maskの設定。
(8)Setting2の設定。3.0以上にする。
(9)Positionの設定。基準局座標を入力する。
Explaining the method of setting the mobile station (RTKLIB), the elevation mask of the satellite and the SNR (Signal to Noise Ratio) indicating the signal strength from the satellite were adjusted by changing the combination, but in the end, 25 degrees, respectively. It is set to 30 dB. It depends on the satellite condition at the time of measurement, the weather, and the environment of the site, so tune according to the situation.
(1) Start rtknavi.
(2) Click "I" on the upper right to check Rover and Base Station.
(3) (I) Click "Opt" of Rover, and Port is COM at the time of setting.
(4) (2) Click "OPT" of Base Station to match NTRIP Caser Host 153.127.15.161 Port; 443 Password; User ID Mountpoint base station.
(5) Click "0" on the upper right to save the positioning data.
(6) Click the Option ... button at the bottom of the rtknavi top screen.
(7) Setting of SNR Mask.
(8) Setting of Setting2. Make it 3.0 or higher.
(9) Position settings. Enter the base station coordinates.

次に、TSとレベルによる従来型測量とRTK-GNSS測量との比較をする。設計業務等で設置された基準点及び水準点は、設計から発注までの間にかなりの期間を経過し,基準点座標値及び水準点標高にズレが生じる可能性がある。そのため,着工前測量では,基準点及び水準点の点検測量,横断測量等を実施する。ここでは,TSとレベルにより工事基準点の点検測量を実施してそのズレを確認した後,横断測量について,TSとレベルによる従来型測量とRTK-GNSS測量の作業上の問題点を比較する。 Next, the conventional survey by TS and level and the RTK-GNSS survey will be compared. The reference points and benchmarks set up in design work, etc., have a considerable period of time from design to ordering, and there is a possibility that the coordinate values of the reference points and the elevation of the benchmarks will deviate. Therefore, in the pre-construction survey, inspection surveys and cross-sectional surveys of reference points and benchmarks will be carried out. Here, after conducting an inspection survey of the construction reference point according to the TS and level and confirming the deviation, the problems in the work of the conventional survey by TS and level and the RTK-GNSS survey are compared for the cross-sectional survey.

工事基準点の検測におけるTSによる検測において、通常,現場には4級基準点測量により工事基準点が設置されている。座標の確認のために,HT-11にTSを据付け,HT10を後視点として,放射法により既設基準点を観測した(図4)。 表3は,工事基準点座標とTS観測による検測との差である。工事基準点成果(図5)の距離は網平均により求められており,実測値に数mmから数cm補正されており,検測結果でも確認された。 In the inspection by TS in the inspection of the construction reference point, the construction reference point is usually set at the site by the 4th grade reference point survey. In order to confirm the coordinates, the TS was installed on the HT-11, and the existing reference point was observed by the radiation method with the HT10 as the rear viewpoint (Fig. 4). Table 3 shows the difference between the coordinates of the construction reference point and the inspection by TS observation. The distance of the construction reference point result (Fig. 5) was obtained by the net average, and was corrected by several mm to several cm to the measured value, which was also confirmed in the inspection results.

Figure 2022053432000004
Figure 2022053432000004

直接水準測量による検測において、工事基準点の標高は,直接水準測量で実施されており,既設基準点の標高確認と現場作業の問題点を明確にするために,直接水準測量により検測した。HT-10を出発点として,基準点の中央にレベルを据付け,HT-13までの往復観測を実施した。HT-11とHT-12の間に,距離標5/800を入れて観測したため(工事基準点と既設点との整合性を確認),直接水準測量では器械設置回数を偶数回として誤差を消去する関係から,HT-14は観測していない。図6及び表4は直接水準測量結果であり,3~4級水準測量の精度を満たしている。 In the inspection by direct leveling, the elevation of the construction reference point is carried out by direct leveling, and in order to confirm the elevation of the existing reference point and clarify the problems of the on-site work, it was inspected by direct leveling. .. Starting from HT-10, the level was set in the center of the reference point, and round-trip observations to HT-13 were carried out. Since the distance marker 5/800 was inserted between HT-11 and HT-12 for observation (confirmation of consistency between the construction reference point and the existing point), the error was eliminated by setting the number of instrument installations to an even number in direct leveling. HT-14 is not observed because of the relationship. FIGS. 6 and 4 show the results of direct leveling and satisfy the accuracy of class 3 to 4 leveling.

Figure 2022053432000005
Figure 2022053432000005

RTK-GNSSによる横断測量について説明する。観測は1人で可能であるが,安全面を考え,2名で実施した。1点あたりの所要時間は設置に10秒,計測に20秒で,据付に伴う時間も削減できるため計測の効率化が大きい。また,衛星電波を遮る草木が無ければ,視通のための伐採・除草も必要ない。逆に,衛星電波が山やビルなどに反射して複数のルートを通って伝播するマルチパスを生じる場所や,電波を遮る高い木、斜面、構造物などがあれば測位誤差が大きくなる場合や、測位不能となるため、RTK-GNSSに適した条件か見極めて導入すべきである。 The cross-sectional survey by RTK-GNSS will be described. Observation is possible by one person, but considering safety, it was carried out by two people. The time required for each point is 10 seconds for installation and 20 seconds for measurement, and the time required for installation can be reduced, which greatly improves the efficiency of measurement. In addition, if there are no vegetation that blocks satellite radio waves, there is no need for logging or weeding for visibility. On the contrary, if there is a place where satellite radio waves are reflected by mountains or buildings and generate multipaths that propagate through multiple routes, or if there are tall trees, slopes, structures, etc. that block the radio waves, the positioning error will be large. Since positioning becomes impossible, it is necessary to determine whether the conditions are suitable for RTK-GNSS and introduce it.

次に、RTK-GNSSによる測位とデータ解析について説明する。RTK-GNSSの測位演算にはRTKLIBを用いる。測位精度数cmを保障するFix解を得るまでに,Float解と呼ばれる時間経過とともにFix解に収束するまでの途中の解を得る。基地局と移動局との距離が長い場合や,基地局と移動局で受信状態のよい共通の衛星が少ない場合は,Fix解を導出するまでの時間が長くなり、あるいはFix解が得られないこともある。 Next, positioning and data analysis by RTK-GNSS will be described. RTKLIB is used for the positioning calculation of RTK-GNSS. By the time the Fix solution that guarantees the positioning accuracy of several centimeters is obtained, a solution called the Float solution is obtained on the way until it converges on the Fix solution with the passage of time. If the distance between the base station and the mobile station is long, or if there are few common satellites with good reception between the base station and the mobile station, it takes a long time to derive the Fix solution, or the Fix solution cannot be obtained. Sometimes.

基準点測量では,RTK-GNSSを利用する場合,新設する基準点を1通り計測した後に、同一点(構成点)を再度計測して,同じ点に対する1つの計測値の差を見て,計測値が異常値となっていないか確認する手順となっている。しかしながら,出来形計測などにRTK-GNSSを利用する場合、1通り計測した後に,最初の計測点に戻り再計測する方法では、RTK-GNSSのメリットである作業効率が半減し導入効果が期待できなくなる。 それに代わる計測精度の確認方策として、計測を行う経路の途中で、定期的に既知点を計測して計測精度を確認する方法が現時点では確実である。 そこで,本ローコストRTK-GNSSを用いて工事基準点を計測してその精度を検証した。 以下に述べる方法は,精度確認の考え方であり、既知点成果との単純な比較の方法ではない。ただし,実際の作業途中の精度確認は、迅速性、効率性を考慮して、座標のズレの大きさで確認した。 In reference point surveying, when using RTK-GNSS, after measuring one new reference point, measure the same point (constituent point) again and see the difference between one measured value for the same point. The procedure is to check if the value is an abnormal value. However, when RTK-GNSS is used for finished product measurement, the work efficiency, which is the merit of RTK-GNSS, can be expected to be halved and the introduction effect can be expected by the method of returning to the first measurement point and re-measuring after one measurement. It disappears. As an alternative measure for confirming the measurement accuracy, a method of periodically measuring a known point in the middle of the measurement route to confirm the measurement accuracy is certain at present. Therefore, the construction reference point was measured using this low-cost RTK-GNSS and its accuracy was verified. The method described below is the concept of accuracy confirmation, not a simple comparison method with known results. However, the accuracy was confirmed during the actual work by the magnitude of the coordinate deviation in consideration of speed and efficiency.

(1)工事基準点の成果では,点間の距離は厳密網平均により各点間の実測距離に約10mm補正されている(図5参照)。つまり、工事基準点自体も10mm以上の誤差があると考えられる。
(2)そこで、工事基準点の確認のために、HT-11にTSを据付け、HT-10を後視点にして、HT-12,HT-13及びHT-14の座標を放射観測した(図4参照)。検測の誤差も考えられるが、この結果(上記表4参照)から,既設点の水平位置に10mm以上の誤差があることを確認できた。
(3)次に、工事基準点をRTK-GNSSにより観測した。その結果を表5に示す。
(1) In the result of the construction reference point, the distance between the points is corrected by about 10 mm to the measured distance between each point by the strict net average (see Fig. 5). That is, it is considered that the construction reference point itself has an error of 10 mm or more.
(2) Therefore, in order to confirm the construction reference point, TS was installed on HT-11, and the coordinates of HT-12, HT-13 and HT-14 were radiated and observed with HT-10 as the rear viewpoint (Fig.). 4). Although an error in inspection is possible, it was confirmed from this result (see Table 4 above) that there is an error of 10 mm or more in the horizontal position of the existing point.
(3) Next, the construction reference point was observed by RTK-GNSS. The results are shown in Table 5.

Figure 2022053432000006
Figure 2022053432000006

この表の平均のズレより,RTKと既設基準点との差は、X座標で最大25mm、Y座標で17mm、H(標高)で6mmのズレがある。
(4)衛星測位では、現場の座標系とGNSS座標系は異なるため、単純に座標差で比較できない。さらに,上記の結果から見ても,基準点との座標差で、その精度を判断するのは妥当ではない。 そこで,RTK-GNSSの測位座標値から距離を求め、TSの実測距離との差を計算した(表6)。 距離は,なるべく斜距離で比較すべきである。
From the average deviation in this table, the difference between the RTK and the existing reference point is a maximum of 25 mm at the X coordinate, 17 mm at the Y coordinate, and 6 mm at H (elevation).
(4) In satellite positioning, the coordinate system at the site and the GNSS coordinate system are different, so it is not possible to simply compare by the coordinate difference. Furthermore, even from the above results, it is not appropriate to judge the accuracy based on the coordinate difference from the reference point. Therefore, the distance was obtained from the positioning coordinate values of RTK-GNSS, and the difference from the measured distance of TS was calculated (Table 6). Distances should be compared at diagonal distances as much as possible.

Figure 2022053432000007
Figure 2022053432000007

HT-13の距離の差△Sが少し大きいが、他は公称測定精度±(20mm+2x10-6xD)Dはkm単位に入っており、高価なVRS並みかそれ以上の十分な精度が得られている。標高差△Hについては,RTK-GNSSの観測値から成果(直接水準測量)を引いたものであるが、標高の精度は水平位置の精度と同程度か、それ以上の精度がある。基地局座標設定の際の観測でも同様に標高の精度が良好なことを確認している。マルチGNSS受信機になり受信できる衛星数が増えてVDOPが低くなったことと、その精度が極めて良かったと推測される。The distance difference ΔS of HT-13 is a little large, but other than that, the nominal measurement accuracy ± (20 mm + 2 x 10-6 x D) D is in the km unit, and sufficient accuracy equal to or higher than that of expensive VRS can be obtained. There is. The elevation difference ΔH is obtained by subtracting the result (direct leveling) from the observed value of RTK-GNSS, but the accuracy of the elevation is equal to or higher than the accuracy of the horizontal position. It has been confirmed that the altitude accuracy is also good in the observation when setting the coordinates of the base station. It is presumed that the number of satellites that can be received by becoming a multi-GNSS receiver increased and the VDOP became low, and the accuracy was extremely good.

基地局と移動局との距離の違いにより測位精度への影響について、試行現場より1.1km離れた固定基地局(伊佐局)、36.5km離れた固定基地局(姶良局)(図6)そして、試行現場内に設置した現場基地局を基に、工事基準点を計測し、基地局からの距離の違いによる精度への影響を確認した(図7,図8,表7,表8)。なお、精度は、距離のズレと標高のズレで判断し、各表の数値は基準点HI-10を基準にした値である。この結果から,水平位置(距離)の精度は基地局との距離に関係なく2cm以内に収まっており、36.5kmも離れた始良局を基地局にしても精度への影響はほとんどなかった。標高の精度は現場基地局が1cm以内に入っており、1.1km離れた伊佐局と36.5km離れた姶良局では大きな差は見られなかった。ただし、Fix時間は固定基地局が最も短く数秒。1.1km離れた伊佐局は10秒前後,36.5km離れた姶良局では、30秒程度掛かり、測位中、ratioが999.9に上昇することはなかった。 Regarding the effect on positioning accuracy due to the difference in distance between the base station and the mobile station, the fixed base station (Isa station) 1.1 km away from the trial site and the fixed base station (Aira station) 36.5 km away from the trial site (Fig. 6). Then, based on the on-site base station installed in the trial site, the construction reference point was measured, and the influence on the accuracy due to the difference in the distance from the base station was confirmed (Fig. 7, Fig. 8, Table 7, Table 8). .. The accuracy is determined by the distance deviation and the altitude deviation, and the numerical values in each table are values based on the reference point HI-10. From this result, the accuracy of the horizontal position (distance) was within 2 cm regardless of the distance from the base station, and there was almost no effect on the accuracy even if the Sora station, which was 36.5 km away, was used as the base station. .. The altitude accuracy of the on-site base station was within 1 cm, and there was no significant difference between the Isa station, which is 1.1 km away, and the Aira station, which is 36.5 km away. However, the fixed base station has the shortest Fix time of several seconds. The Isa station 1.1 km away took about 10 seconds, and the Aira station 36.5 km away took about 30 seconds, and the ratio did not rise to 999.9 during positioning.

Figure 2022053432000008
Figure 2022053432000008

Figure 2022053432000009
Figure 2022053432000009

衛星測位では,現場の座標系とGNSS座標系は異なることから,GNSS座標系を現場座標系に変換するローカライゼーション(座標変換)を行う必要がある(図9)。その現場で最初に設定すれば,以降の工事期間中,その設定を利用することで,現場の座標に変換した計測値が表示される。RTK-GNSSの計測値は,±1cmを超える変動がある。そのため,ローカライゼーション時の計測精度によって,以降の計測全体の計測精度に影響を与えると考えられる。その対策として,ローカライゼーションのための既知点における計測を精度の良い時間帯に行うか,長時間をかけて行う等によって,計測全体の精度確保を図ることができると考えられる。ローカリゼーションプログラムの流れについて図10に示す。 In satellite positioning, since the on-site coordinate system and the GNSS coordinate system are different, it is necessary to perform localization (coordinate conversion) to convert the GNSS coordinate system into the on-site coordinate system (Fig. 9). If it is set first at the site, the measured values converted to the coordinates of the site will be displayed by using the setting during the subsequent construction period. The measured value of RTK-GNSS fluctuates by more than ± 1 cm. Therefore, it is considered that the measurement accuracy at the time of localization affects the measurement accuracy of the entire subsequent measurement. As a countermeasure, it is considered that the accuracy of the entire measurement can be ensured by performing the measurement at a known point for localization at a time zone with high accuracy or by taking a long time. The flow of the localization program is shown in FIG.

図11~図13は,TS観測で設置した工事基準点について,RTK-GNSSで時間を変えて5回観測し,RTK-GNSSの観測座標値からTSの観測座標値を差し引いた,それぞれ,X,Y,Hの較差である。RTK-GNSSの基地局は現場中心付近より約500m南東に離れた基準点HT-2に設置した。XY座標の較差は,平均3cm程度で,最大値と最小値の差は10cm程度であった。また基準局から離れるにしたがって右上がりになる傾向が見られた。標高値の差は1回目の観測で全点に渡り大きく,特に点HT-4で35cmと極端に大きかった。ミスFixの可能性がある。他の観測では,最大値と最小値の差は3cm程度であった。図14は,1回目のRTK-GNSS観測値により求めた各点の水平位置のズレをベクトル図で表したものである。点HT-14は基準局より最も離れているが,最初の3点を除き,基準局から離れるにつれてズレの量が大きくなること,南東方向から反時計回りに回転しながらずれる傾向があることより,TS座標系とRTK-GNSS座標系の違いによる影響があると考えられる。図15は東端の点HT-2,中央の点HT-8,西端の点HT-14を基準として,X方向移動量:+4mm,Y方向移動量:-10mm,回転角:-20”,伸縮率1.000003でヘルマート変換を施したベクトル図である。変換後は全体的に10mm程度のズレに収まっている。 In FIGS. 11 to 13, the construction reference points set by TS observation were observed 5 times with RTK-GNSS at different times, and the observed coordinate values of TS were subtracted from the observed coordinate values of RTK-GNSS. , Y, H. The RTK-GNSS base station was installed at the reference point HT-2, about 500 m southeast of the center of the site. The difference between the XY coordinates was about 3 cm on average, and the difference between the maximum value and the minimum value was about 10 cm. In addition, there was a tendency to increase to the right as the distance from the reference station increased. The difference in elevation values was large over all points in the first observation, and was extremely large, especially at point HT-4, at 35 cm. There is a possibility of Miss Fix. In other observations, the difference between the maximum and minimum values was about 3 cm. FIG. 14 is a vector diagram showing the deviation of the horizontal position of each point obtained by the first RTK-GNSS observation value. The point HT-14 is the farthest from the reference station, but except for the first three points, the amount of deviation increases as the distance from the reference station increases, and the TS tends to shift while rotating counterclockwise from the southeast direction. It is considered that there is an influence due to the difference between the coordinate system and the RTK-GNSS coordinate system. FIG. 15 shows the X-direction movement amount: + 4 mm, the Y-direction movement amount: -10 mm, the rotation angle: -20 ", and expansion / contraction based on the east end point HT-2, the center point HT-8, and the west end point HT-14. It is a vector diagram which performed Helmart conversion at a rate of 1.000003. After the conversion, the deviation is about 10 mm as a whole.

また、RTK-GNSSによる出来形測量及びUAV空撮測量について説明する。UAV空撮測量は,UAVカメラの性能にもよるが、ここで用いたUAV(DJI社製Mavic2pro)同等のカメラでは,対地高度40mで静止画を撮影し3次元化すると,約10cmの精度で計測できることが確認されている。 UAV空撮測量には,地上に標定点といわれる基準点が必要であり,従来はTSで測量していたが,RTK-GNSSを用いれば,1点当たり20秒の測位で済み,最終的な出来形測量だけでなく,日々の出来形測量も可能であり,RTK-GNSSの導入効果が期待できる。『UAVを用いた公共測量マニュアル(平成29年3月改訂版)』によると,外側標定点間隔100m以内となっており,本試行現場に適用すると,検証点まで含めても10点以内になる。ここでは,出来形計測を含めて,図16のような測点の計測を約2時間で完了できた。日々の出来形測量をUAV空撮で実施する場合の作業の順序は,対空標識を設置した後,UAV空撮,RTK-GNSSによる標定点計測が効率的で,日の入り前の明るい時間に空撮できる(図17)。 In addition, a ready-made survey and a UAV aerial survey by RTK-GNSS will be described. The UAV aerial survey depends on the performance of the UAV camera, but with the camera equivalent to the UAV (Mavic 2pro manufactured by DJI) used here, when a still image is taken at an altitude of 40 m to the ground and made three-dimensional, the accuracy is about 10 cm. It has been confirmed that it can be measured. UAV aerial surveying requires a reference point called a control point on the ground, and conventional surveying was done with TS, but with RTK-GNSS, positioning of 20 seconds per point is sufficient, and the final Not only as-built surveying but also daily as-built surveying is possible, and the effect of introducing RTK-GNSS can be expected. According to the "Public Survey Manual Using UAV (Revised March 2017)", the distance between the outer control points is within 100 m, and when applied to this trial site, it will be within 10 points including the verification points. .. Here, the measurement of the station as shown in FIG. 16, including the finished product measurement, could be completed in about 2 hours. The order of work when carrying out daily finished survey by UAV aerial photography is that after installing the anti-aircraft sign, UAV aerial photography and control point measurement by RTK-GNSS are efficient, and aerial photography in a bright time before sunset. It can be done (Fig. 17).

UAV空撮測量は、図18に示すように,対地高度40m,オーバーラップ80%,サイドラッフ60%で撮影した場合の撮影位置・コースである。撮影漏れのないように飛行コースは縦横方向とし,飛行時間10分,総写真枚数420枚であった。SfM処理ソフトは,Agisoft社製Metashapeを用いた。図19はSfM(3次元再構成)である。また,図20はオルソフォトであり,UAV空撮測量で得られるさまざまなビジュアル情報は,日々の出来形確認のためにも有効である。ただし,オンラインで利用できる3次元化ソフトは,まだ高価で,普及しているとは言い難い。 そこで,3次元,点群データをブラウザ上で扱えるポイントクラウドビューアシステムであるPotreeを利用して,3次元点群データを共有できるようにした。図21はPotreeの画面であるが,距離,面積,体積,断面図なども作成できる。なお,Potreeは,GitHub上で開発されており,Metashapeから,データをエクスポートできるようになっている。 As shown in FIG. 18, the UAV aerial survey is a shooting position / course when shooting at an altitude of 40 m above the ground, an overlap of 80%, and a side raf of 60%. The flight course was set in the vertical and horizontal directions so that there would be no omission of photography, the flight time was 10 minutes, and the total number of photographs was 420. As the SfM processing software, Metashape manufactured by Agisoft was used. FIG. 19 is SfM (three-dimensional reconstruction). Further, FIG. 20 is an orthophotograph, and various visual information obtained by the UAV aerial survey is also effective for daily confirmation of the finished product. However, 3D software that can be used online is still expensive and cannot be said to be widespread. Therefore, we have made it possible to share 3D point cloud data by using Potree, which is a point cloud viewer system that can handle 3D and point cloud data on a browser. Although FIG. 21 is a Portree screen, distances, areas, volumes, cross-sectional views, and the like can also be created. Note that Potree has been developed on GitHub, and data can be exported from Metashape.

また、RTK-GNSSで現地の地形(出来形)をランダムに計測し,3次元座標値の点群データを取得した。工事の仕上り面をなるべく乱さないようにするため,傾斜変換線上を約1mごとに1点のデータを取得した。3次元データ処理には,ArcGISを用いた。 In addition, the local topography (finished form) was randomly measured by RTK-GNSS, and the point cloud data of the three-dimensional coordinate values was acquired. In order not to disturb the finished surface of the construction as much as possible, one point of data was acquired every 1 m on the slope conversion line. ArcGIS was used for 3D data processing.

データ取得図22は,RTK-GNSSを保持したまま,約1m/秒の遠さで歩きながら,約1時間のログを取ったものである。固定基地局を基にFix状態で受信したが,数秒間のデータ欠損が見られた。固定基地局のWi-Fi電波が途切れたためと推察される。 Data acquisition FIG. 22 shows a log of about 1 hour while walking at a distance of about 1 m / sec while holding RTK-GNSS. It was received in a fixed state based on a fixed base station, but data loss was observed for several seconds. It is presumed that the Wi-Fi radio wave of the fixed base station was interrupted.

図23は,ログデータを基に,2次元CADソフト(JW CAD)で図化したものである。また,図24はEsri社のArcG ISのArc Sceneにより3D表示したものである。ArcSceneでは,UAVの3次元点群データも処理可能で,断面図の作成も簡単で,展開精度の確認が必要であるが,出来形管理にも利用できるのではないかと考える。ArcGISと同じような機能を持つフリーウェアのQG ISでも,ArcG1Sと同じように3次元表示可能である。 FIG. 23 is a diagram made by two-dimensional CAD software (JW CAD) based on the log data. In addition, FIG. 24 is a 3D display by the Arc Scene of Esri's ArcGIS. ArcScene can also process UAV 3D point cloud data, it is easy to create cross-sectional views, and it is necessary to confirm the expansion accuracy, but I think that it can also be used for finished product management. Even the freeware QGIS, which has the same function as ArcGIS, can display three dimensions in the same way as ArcGIS 1S.

次に、RTKLIBの改良とRTK-GNSSのソフト開発について、使用した解析プログラムは,「RTKLIB ver.2.4.3]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,rtklib-2.4.3 -b33で提供されているものを使用した。ただし,測量の目的だけに開発されたものではないので,RTKLIBの改良や,後処理のためのソフトの開発が不可欠である。 Next, regarding the improvement of RTKLIB and the software development of RTK-GNSS, the analysis program used is "RTKLIB ver. 2.4.3]. The patch program of various changes is provided by the program developer, and rtklib. The one provided in -2.4.3-b33 was used. However, since it was not developed only for the purpose of surveying, it is indispensable to improve RTKLIB and develop software for post-processing. ..

RTKLIB(rtknavi)では,地球中心・地球固定直交座標系から,WGS84の経緯度変換表示はできるが,平面直角座標に変換する機能はない。平面直角座標に変換するには,国土地理院の「測量計算サイト」を利用することになるが,現場でリアルタイムに座標値が必要な場合もあるので,平面直角座標表示できるように改良した。 In RTKLIB (rtknavi), the latitude and longitude conversion display of WGS84 is possible from the earth center / earth fixed Cartesian coordinate system, but there is no function to convert to plane orthogonal coordinates. To convert to plane rectangular coordinates, the "Surveying calculation site" of the Geographical Survey Institute will be used, but since coordinate values may be required in real time at the site, it has been improved so that plane rectangular coordinates can be displayed.

経緯度から平面直角座標への変換プログラムについて、RTKLIB(rtknavi)の改良は,平面直角座標表示のみで,solutionの保存は経緯度のままである。これも,国土地理院の「測量計算サイト」を利用することは可能であるが,RTKLIBのsolutionのログファイルのフオーマットが対応しておらず,手作業で処理しなければならない。そこで,rtknaviのsolutionファイルを平面直角座標に一括変換し,CSVでダウンロードできるWEBプログラムを作成した。 Regarding the conversion program from latitude and longitude to plane rectangular coordinates, the improvement of RTKLIB (rtknavi) is only the plane orthogonal coordinate display, and the solution is saved as latitude and longitude. It is possible to use the "Surveying calculation site" of the Geographical Survey Institute, but the format of the log file of the solution of RTKLIB does not support it, and it must be processed manually. Therefore, we created a WEB program that can be downloaded by CSV by batch converting the Cartesian solution file to Cartesian coordinates.

逆打ち点変換(出来形評価用データ作成)プログラムについて、RTKLIBは,GPSのデータをやり取りする際の標準的な形式であるGPX(GPs eXchange Format)ファイルを読込むことが可能である。本プログラムは,基本設計データをGPXファイルに変換しRTK-GNSSに読み込むことにより,3次元の出来形評価用データとして利用できる。 Regarding the reverse hit point conversion (data creation for finished form evaluation) program, RTKLIB can read a GPX (GPs eXchange Form) file, which is a standard format for exchanging GPS data. This program can be used as 3D performance evaluation data by converting the basic design data into a GPX file and reading it into RTK-GNSS.

また、RTKLIBでRTKキネマティックとして演算する場合,基地局の座標は経緯度を度分秒(60進法)ではなく,度(10進法)で入力するようになっている。電卓などで変換すると,秒位が小数以下1位までしか変換できず,そのまま使うと大きな誤差となる。地上距離1mmの精度で入力するには,秒以下5位,6位の数値が必要である。本プログラムは、秒以下5位,6位のデータを桁落ちすることなく度に変換するWEBプログラムである。 Further, when the RTKLIB is calculated as an RTK kinematic, the coordinates of the base station are input in degrees (decimal) instead of degrees, minutes, and seconds (sexagesimal). When converted with a calculator or the like, the second place can only be converted to the first decimal place, and if it is used as it is, a large error will occur. In order to input with an accuracy of 1 mm above the ground, numerical values of 5th and 6th place are required in seconds or less. This program is a WEB program that converts 5th and 6th data in seconds or less without losing digits.

本プログラムは,1点の基準,点座標入力では平行移動,2点~3点の基準点座標入力ではヘルマート変換,4点以上の基準点座標入力ではアフイン変換するローカライゼーションプログラムである。現時点では,後処理計算である。 This program is a localization program that translates 1 point, translates when inputting point coordinates, Helmart conversion when inputting 2 to 3 reference point coordinates, and affin conversion when inputting 4 or more reference point coordinates. At present, it is a post-processing calculation.

発明の効果The invention's effect

計測に用いたマルチバンドGNSSモジュールであるu-blox社製の2周波受信機ZED-F9Pと,解析演算ソフトRTKLIBの組み合わせでは,高価なVRS並みの十分な精度が得られた。特に,標高の精度は水平位置の精度に比べて劣るといわれているが,現地に基地局を置いた場合の検証結果では,1cm以内の非常に高い精度が得られた。出来形管理に必要な鉛直精度(鉛直方向±10mm以内)に近くなっており,計測方法を工夫すれば,「高さ補完機能」は不要になる可能性も考えられる。時間的な短縮に関する効果においても,従来技術に比べて大幅な短縮につながることが検証できた。RTK-GNSSは一人で計測できるため,高い作業効率を得ることができる。RTK-GNSSで固定基地局を基に測位する方法は,VRSにおける仮想基準点を基地局とする方法と同等と考えられ,現場固定局を設置することなく移動局のみで測位可能になれば,さらに導入コストを抑えられる。ただし,VRSでも同じことがいえるが,山間部などインターネットがつながらない場所では,従来どおり無線機による通信で測位する必要がある。RTK-GNSS測位は基地局と移動局という2つの受信機を使用するが,リアルタイムに2点間で情報をやり取りするために,VPS(仮想専用サーバー)に,専用のNTRIP Casterを構築した。基地局40,移動局100を同時に使用可能である。 The combination of the u-blox dual-frequency receiver ZED-F9P, which is a multi-band GNSS module used for measurement, and the analysis calculation software RTKLIB, obtained sufficient accuracy comparable to that of expensive VRS. In particular, the accuracy of altitude is said to be inferior to the accuracy of horizontal position, but the verification results when a base station was placed in the field showed extremely high accuracy within 1 cm. It is close to the vertical accuracy (within ± 10 mm in the vertical direction) required for shape management, and if the measurement method is devised, it is possible that the "height complement function" will not be necessary. It was verified that the effect of time reduction is also significantly reduced compared to the conventional technology. Since RTK-GNSS can be measured by one person, high work efficiency can be obtained. The method of positioning based on a fixed base station with RTK-GNSS is considered to be equivalent to the method of using a virtual reference point as a base station in VRS. Furthermore, the introduction cost can be suppressed. However, the same can be said for VRS, but in places where the Internet is not connected, such as in mountainous areas, it is necessary to perform positioning by wireless communication as before. RTK-GNSS positioning uses two receivers, a base station and a mobile station, but in order to exchange information between the two points in real time, a dedicated NTRIP Caster was built on the VPS (Virtual Private Server). The base station 40 and the mobile station 100 can be used at the same time.

本発明においては、基地局と移動局との2点間の情報をやりとりする専用のNTRIP Casterを構築することにより、GNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現し、安価にかつ継続的に安定して運用するようにしたローコストRTK-GNSSを提供することができる。 In the present invention, by constructing a dedicated NTRIP Castor that exchanges information between two points between a base station and a mobile station, transmission / reception of GNSS observation data and correction data can be realized via the Internet, and can be continued inexpensively. It is possible to provide a low-cost RTK-GNSS that enables stable operation.

また、本発明においては、公共基準点及び基準となる点との整合性が図れることにより、測位観測結果のリアルタイムの確認、従来の測量機器等を用いた作業工程を短縮することができる。 Further, in the present invention, by achieving consistency between the public reference point and the reference point, it is possible to confirm the positioning observation result in real time and shorten the work process using a conventional surveying instrument or the like.

また、本発明においては、受信機の低価格化となり、本受信機はL1帯及びL2帯の2周波を受信することができ、位置の計算が早く受信状況による測位位置の誤差が減少される。 Further, in the present invention, the price of the receiver is reduced, the receiver can receive two frequencies of the L1 band and the L2 band, the position calculation is quick, and the error of the positioning position due to the reception condition is reduced. ..

また、本発明においては、公共基準点及び基準となる点との整合性が図れることにより、測位観測結果のリアルタイムの確認、従来の測量機器等を用いた作業工程の短縮が図れる。 Further, in the present invention, by achieving consistency between the public reference point and the reference point, it is possible to confirm the positioning observation result in real time and shorten the work process using a conventional surveying instrument or the like.

さらに、本発明においては、Windowsに比べシステムの更新等がなく常時稼働させることでき、安価に入手できる。 Further, in the present invention, the system can be always operated without updating the system as compared with Windows, and can be obtained at a low cost.

本発明のNTRIP方式概略図Schematic diagram of the NTRIP method of the present invention 固定基地局設置の方法ブロック図Fixed base station installation method block diagram 設置した基地局と10km範囲の地図Map of the installed base station and 10km range TSによる検測図Inspection map by TS 工事基準点成果の一部を示す説明図Explanatory drawing showing a part of construction reference point results 直接水準測量結果を示す説明図Explanatory diagram showing the results of direct leveling 基地局からの距離を示す地図Map showing the distance from the base station 基地局からの距離のズレを示す説明図Explanatory diagram showing the deviation of the distance from the base station 基地局からの標高のズレを示す説明図Explanatory diagram showing the deviation of altitude from the base station ローカライゼーションのイメージ図Image of localization ローカライゼーションプログラムの流れLocalization program flow X座標の較差を示す説明図Explanatory diagram showing the difference of X coordinates Y座標の較差を示す説明図Explanatory drawing showing the difference of Y coordinates H(標高)の較差を示す説明図Explanatory diagram showing the difference in H (elevation) TS観測とRTK-GNSS観測の水平位置のズレを示す説明図Explanatory diagram showing the horizontal position difference between TS observation and RTK-GNSS observation ヘルマート変換後のベクトル図Vector diagram after Helmart conversion RTK-GNSSによる出来形測量と標定点設置軌跡As-built survey by RTK-GNSS and control point installation trajectory UAV空撮及び標定点測量の流れを示すブロック図Block diagram showing the flow of UAV aerial photography and control point surveying 撮影コース及び撮影位置(青色)Shooting course and shooting position (blue) 斜めから見たSfM(MVS)SfM (MVS) seen from an angle オルソフォト(オルソ画像)Orthophoto (ortho image) WEBで日々の出来形を共有するPotree画面Potree screen to share daily work on WEB 約Im/秒の遠さで動きながらログを取得(1エポック/秒)Get logs while moving at a distance of about Im / sec (1 epoch / sec) 2次元CADによる図化Graphical by 2D CAD ArcG1Sによる3次元化Three-dimensionalization by ArcG1S 従来の三角測量の原理で受信機の位置を推定する説明図Explanatory drawing to estimate the position of the receiver by the principle of conventional triangulation 従来のGNSS測量の分類説明図Classification explanatory diagram of conventional GNSS survey 従来の単独測位説明図Conventional single positioning explanatory diagram 従来の相対測位説明図Conventional relative positioning explanatory diagram 従来のDGNSS測位説明図Conventional DGNSS positioning explanatory diagram 従来の干渉測位説明図Conventional interference positioning explanatory diagram 従来のRTK-GNN測位説明図Conventional RTK-GNN positioning explanatory diagram 従来のネットワーク型RTK-GNSS測位説明図Conventional network type RTK-GNSS positioning explanatory diagram 従来のRTK-GNSSの原理を示す説明図Explanatory drawing showing the principle of the conventional RTK-GNSS

Claims (4)

基地局(Base Station)と移動局(Rover Station)とに2つの受信機を有し、リアルタイムにこれら2点間で情報をやり取りするGNSSの観測データや補正データの送受信をインターネット経由で実現するNTRIPであり、基地局で受信したデータをインターネット経由でNTRIP Casterと呼ばれるTCP Serverに送信するとともに、移動局側ではNTRIP Casterに接続し,データを受信して解析するものであって、VPS(仮想専用サーバー)に,NTRIP Casterソフトをインストール・稼働して、測位する移動局と近距離にある基地局の双方で,共通の衛星の電波を受信するとともに、固定基地局は受信機が2周波マルチGNSS受信チップであるマルチバンドGNSSモジュールを搭載し、発信された時間と到着した時間を計測することにより、複数の衛星からの距離を三角測量の原理で観測点の位置を決定するようにしたローコストRTK-GNSS。NTRIP that has two receivers, a base station and a mobile station, and realizes transmission and reception of GNSS observation data and correction data that exchange information between these two points in real time via the Internet. The data received at the base station is transmitted to the TCP Server called NTRIP Castor via the Internet, and the mobile station side connects to the NTRIP Castor to receive and analyze the data. VPS (virtual only) Install and operate the NTRIP Castor software on the server) to receive common satellite radio waves from both the mobile station for positioning and the base station at a short distance, and the fixed base station has a dual-frequency multi-GNSS receiver. A low-cost RTK equipped with a multi-band GNSS module that is a receiving chip and measures the time of transmission and the time of arrival to determine the position of the observation point based on the principle of triangular measurement for the distance from multiple satellites. -GNSS. 前記固定基地局から求められた第二固定基地局の仮座標を移動局にて測位し、求められた座標を第二固定基地局の仮座標とし、第二固定基地局の仮座標にて近隣の公共基準点又は基準となる点を測位し、移動局にて測位した公共基準点の座標と第二固定基地局から得られた座標とのズレを補正及び更正することにより、公共基準点及び基準となる点との整合性をとるようにし、これにより固定基地局のアンテナ中心の地球上の座標を決定し公共座標と基準なる点との整合性を高めるようにしたローコストRTK-GNSS。The temporary coordinates of the second fixed base station obtained from the fixed base station are positioned by the mobile station, the obtained coordinates are used as the temporary coordinates of the second fixed base station, and the temporary coordinates of the second fixed base station are used in the vicinity. By positioning the public reference point or the reference point of the above, and correcting and correcting the deviation between the coordinates of the public reference point measured by the mobile station and the coordinates obtained from the second fixed base station, the public reference point and A low-cost RTK-GNSS that is consistent with the reference point, thereby determining the coordinates of the center of the antenna of the fixed base station on the earth and improving the consistency between the public coordinates and the reference point. 前記固定基地局はアンテナ、受信機、パソコン、無線LAN(Wi-Fiルーター)等からなり、受信機は2周波マルチGNSS受信チップであるマルチバンドGNSSモジュールがZED-F9Pモジュールを搭載したボードを使用するようにした前記請求項1または2記載のローコストRTK-GNSS。The fixed base station consists of an antenna, a receiver, a personal computer, a wireless LAN (Wi-Fi router), etc., and the receiver uses a board on which a multi-band GNSS module, which is a dual-frequency multi-GNSS receiving chip, is equipped with a ZED-F9P module. The low-cost RTK-GNSS according to claim 1 or 2 above. 複数の公共基準点の座標と第二固定基地局から得られた座標とのズレを補正及び更正するようにした前記請求項1乃至3記載のローコストRTK-GNSS。The low-cost RTK-GNSS according to claim 1 to 3, wherein the deviation between the coordinates of a plurality of public reference points and the coordinates obtained from the second fixed base station is corrected and corrected.
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