JP7075572B2 - 変位計測方法および変位計測システム - Google Patents
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Description
(2)そのため、構造物等が過密で上空視野を確保し難い都市部などでは、衛星測位機器の設置場所は構造物等の屋上に限定される。すなわち構造物等の屋上周辺の変位計測しかできない。
(3)しかし屋上にも様々な設備が配置され、衛星測位機器の設置場所は制限される。
(4)仮に屋上に衛星測位機器を設置できたとしても、屋上の他の設備や周辺のビルのマルチパスの影響を受け正確な変位計測を妨げるおそれがある。
相対測位は一般に固定点の正確な位置を取得した後(既知点)、この既知点と観測点(未知点)で同時に単独測位を行い、共通誤差を相殺して未知点の測位を行う方法である。共通誤差として座標値を利用する場合と、測位衛星の送信電波の波長を利用する場合がある。前者は座標が既知である固定点のGNSS測位機器で観測された座標の誤差を未知点のGNSS測位機器に送り、未知点の測定座標から差し引いて補正し精度を改善させる。後者は干渉測位と呼ばれ、測位の物差しとしてGNSS衛星の送信電波の波長を用いる。以下、測位の物差しとしてGNSS衛星の送信電波の波長を用いた内容で説明する。
次に上記のRTK測位(相対測位)で使用するアルゴリズムの機能について説明する。
GNSS測位機器A~Eは上空にあるGNSS衛星からの信号を受信する。マルチパスとならなければ、各GNSS衛星からGNSS測位機器A~Eに届くべき信号レベルが決まっているため、解析に利用するGNSS衛星を選択する機能を持たせる。なお、図4においてC01、G21、J01等の符号は衛星番号を示している。解析に利用するGNSS衛星をさらに厳密に選択する機能を持たせる方法としては、例えば上記の特許文献3に記載の方法を用いることができる。
構造物1の外壁面2の測位は、1日またはもっと長い期間(1年)で数cm等のずれを検知することが主目的であり、あらかじめアンビギュイティの候補となる位置を事前に入力する機能を追加することで、継続したFIX解が得られる。
アンビギュイティ保持とは、サイクルスリップ等のない衛星については、いったん正しいアンビギュイティを求めると、理論上その値を保持してもRTKの測位は継続できる。アンビギュイティ保持とはその特徴を利用したものである。この方法の特徴は、従来の方法ではアンビギュイティ保持が途切れてしまうケースにおいても、その途切れを可能な限りなくすところにある。1つの具体例として、アンビギュイティ決定には、主衛星と従衛星による二重位相差が必須である。その主衛星が変更されるとアンビギュイティ保持はできなくなる。このような事象にも対応できるよう、あらかじめ品質のよい主衛星を選択することと、主衛星が変更されても瞬時に別の主衛星でアンビギュイティを保持できる能力を持つ機能である。これも既存のソフトウェアでは対応していない。
例えばu-blox社製の衛星信号受信機には、出力情報に搬送波位相が信頼できるか信頼できないかのIndicatorが付加されている。そこで本機能では、GNSS測位機器による出力情報から、こうした信頼できる情報のみを選択して解析する。このような機能も既存のソフトウェアでは対応していない。
2 外壁面(外面)
3 屋上(外面)
10 変位計測システム
12 コンピュータ
14 相対測位手段
16 報知手段
18 警報手段
20 記憶手段
22 制御手段
A~E GNSS観測点
Claims (6)
- 複数の測位衛星からの衛星信号を受信する衛星信号受信機を用いて、上空視野の限られた構造物等を含めた比較的安定した物体の変位を計測する方法であって、
構造物等を含めた比較的安定した物体の外面の1点に設置した衛星信号受信機、もしくは、外面の互いに異なる位置に複数設置した衛星信号受信機により構成される観測点と、構造物等を含めた比較的安定した物体の外面または地盤上を含む外面以外の位置に設置した衛星信号受信機により構成される固定点と、の間の時間経過に伴う変位を、相対測位により取得する相対測位ステップを備え、
相対測位ステップは、複数の測位衛星のうち相対測位に利用する所定の測位衛星を選択し、選択した測位衛星からの衛星信号を用いて前記変位の相対測位を行うステップと、あらかじめ保持している前記固定点の位置情報を初期位置として、衛星信号の搬送波位相のアンビギュイティを決定し、前記相対測位の結果から前記観測点の前記変位を特定するステップと、を有することを特徴とする変位計測方法。 - 相対測位ステップは、前記固定点と前記観測点における衛星信号の受信強度を測定して、各衛星信号について前記固定点における受信強度と前記観測点における受信強度を比較し、前記固定点における受信強度と前記観測点における受信強度の差が所定の閾値以上である衛星信号について前記観測点の搬送波位相を算出するステップと、搬送波位相の算出中に測位衛星からの衛星信号を連続して受信できない場合はマルチパスとして検出し、算出した搬送波位相が所定の閾値以上である場合は、この衛星信号を測位用衛星信号から除くステップと、測位用衛星信号を用いて前記観測点の位置を算出するステップと、算出した前記観測点の位置を位置補正用データによって補正するステップを有し、補正した前記観測点の位置に基づいて前記変位を取得することを特徴とする請求項1に記載の変位計測方法。
- 相対測位ステップは、衛星信号の搬送波位相のアンビギュイティを保持するステップと、衛星信号受信機が出力する搬送波位相のサイクルスリップ情報に基づいて相対測位を行うステップの少なくとも一つを有することを特徴とする請求項1または2に記載の変位計測方法。
- 複数の測位衛星からの衛星信号を受信する衛星信号受信機を用いて、上空視野の限られた構造物等を含めた比較的安定した物体の変位を計測するシステムであって、
構造物等を含めた比較的安定した物体の外面の1点に設置した衛星信号受信機、もしくは、外面の互いに異なる位置に複数設置した衛星信号受信機により構成される観測点と、構造物等を含めた比較的安定した物体の外面または地盤上を含む外面以外の位置に設置した衛星信号受信機により構成される固定点との間の時間経過に伴う変位を、相対測位により取得する相対測位手段を備え、
相対測位手段は、複数の測位衛星のうち相対測位に利用する所定の測位衛星を選択し、選択した測位衛星からの衛星信号を用いて前記変位の相対測位を行う手段と、あらかじめ保持している前記固定点の位置情報を初期位置として、衛星信号の搬送波位相のアンビギュイティを決定し、前記相対測位の結果から前記観測点の前記変位を特定する手段を有することを特徴とする変位計測システム。 - 相対測位手段は、前記固定点と前記観測点における衛星信号の受信強度を測定して、各衛星信号について前記固定点における受信強度と前記観測点における受信強度を比較し、前記固定点における受信強度と前記観測点における受信強度の差が所定の閾値以上である衛星信号について前記観測点の搬送波位相を算出する手段と、搬送波位相の算出中に測位衛星からの衛星信号を連続して受信できない場合はマルチパスとして検出し、算出した搬送波位相が所定の閾値以上である場合は、この衛星信号を測位用衛星信号から除く手段と、測位用衛星信号を用いて前記観測点の位置を算出する手段と、算出した前記観測点の位置を位置補正用データによって補正する手段を有し、補正した前記観測点の位置に基づいて前記変位を取得することを特徴とする請求項4に記載の変位計測システム。
- 相対測位手段は、衛星信号の搬送波位相のアンビギュイティを保持する手段と、衛星信号受信機が出力する搬送波位相のサイクルスリップ情報に基づいて相対測位を行う手段の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項4または5に記載の変位計測システム。
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