2018年04月19日

草の根基準局登録

久しぶりの投稿です。
準備はできていたのですが後回しになってました。
ある程度の時間帯で基準局Dataを送信しなければならないので、アンテナの調子をしばらく観察していました。アンテナジャック接続部に雨が侵入したり、落雷が心配だったのですが、接続部は自己融着テープをぐるぐる巻きして防水対策をしたつもりです。落雷は運が悪ければアウトですが。
雨天でも今のところ順調にData配信しています。
基準局の設置に関する投稿は「MY基準局の設置」でやっていますのでそちらをご覧ください。
さて、「草の根基準局の登録」ですが、これはトラ技の企画で全国展開しているものです。サイレントシステムの中本先生が管理者となって運営しているようですが、主に大学や、高専の研究室が開設している例が多いようです。
草の根基準局のアドレスは
http://rtk.silentsystem.jp/
当方もこの企画に微力ながら協力しようと思い、基準局Dataの配信をしています。
アンテナが落雷でぶっ壊れたり、PCが壊れたししない限り。もしくは無料で使っているRTK2go(アメリカのサーバーらしいですが)使用停止にならない限り。
固定IPアドレスを取得してTCPサーバーとしてPTKLIBのSTARSVRで配信するいわゆるP2Pには今のところちょっと無理があります。何故かというとDDNSとかファイヤーウォールに穴をあけたりとかNAT設定とかIPマスカレードとかネット環境設定はよく解らないからです。
トラ技の記事のまま設定して、なぜかうまくいったNTRIPのrtk2goが使えなくなったら終わりと言う訳です。
基準局が広がって仲間が増えればまた考えます。
基準局情報.jpg

草の根基準局のログイン画面



posted by Y-NAMISOKU at 10:06| Comment(0) | 提案

2018年03月28日

MY基準局スタティック測位

前回報告した通りMY基準局の位置を電子基準点を与点としてスタティック測位をした結果を報告します。
RTKPOSTメニュウ画面.PNG

MY基準局で受信したU-bloxデーターをRINEXデーターに変換してRTKPOSTに入力(マウスでドロップ)
MAY基準点で受信した時間帯と同じ時間帯の近傍の電子基準点RINEXデーターを国土地理院のHPからダウンロードします。ダウンロードした観測データ―、航法データーをRTKPOSTに入力してRTKPOSTに計算させます。実験では電子基準点入間 電子基準点名栗 電子基準点川越のデーターを使いました。
基線長としてMY基準点と電子基準点入間は5Km程度ですが、名栗や川越は15〜20Kmあります。
今回のプロジェクトで使っているローコストL1受信機で行うRTKは基準局から10Km以内が基本ですので名栗や川越は少し遠いので電子基準点入間のデーターを使った結果の方が信頼性があるような気がします。
(スタティック測位はリアルタイムではなく後処理なので距離は関係ない気もしますが)
入間1.5h選択後.jpg

電子基準点入間のデーターを基に緯度経度の測位結果をエクセルで平均したもの
U-blox受信機では2.5時間位受信しましたが、電子基準点データーは○○時00分00秒から○○時59分30秒の59分30秒単位ですので、重なっている中間の1.5時間を指定して解析しました。
RTKPOSTに使い方がいまいち不明でインターバルを指定するとうまく計算できなかったのでインターバルを指定しないで計算させたので1秒単位の膨大なデーターとなってしましました。
その中から、Q=5は削除 Q=2(フロート解)も削除 Q=1の内Ratioが20以上の結果のみを抜き出して平均したものです。電子基準点入間を与点とした計算の平均Ratioは84.85
名栗1.5h選択後.jpg

以上が名栗の結果です。Ratioの平均は20.4
川越1.5h選択後.jpg

川越はRatio平均28
Q=1(FIX解)はRatio3.0から得られますが、FIXの安定した状態が続くとRatioはぐんぐん上昇します。
電子基準点入間からのデーターを使うと最大Ratioは200を超えました。
緯度経度平均結果を平面直角座標に変換してみました。(緯度経度より座標の方が判りやすい)
緯度経度変換計算.jpg



電子基準点入間と電子基準点名栗のX座標格差は0.003m Y座標格差は0.009m
電子基準点入間と電子基準点川越のX座標格差は0.042m Y座標格差は0.024m
電子基準点入間と2周波測量用受信機でVRS単点観測した結果とX座標格差は0.004m Y座標格差は0.001m
でした。
ローコストL1受信機を使ってのスタティック測位も結構いけます。
以上報告でした。



posted by Y-NAMISOKU at 18:56| Comment(0) | 実証実験

2018年03月24日

スタティック測量へ挑戦

このプロジェクトとは別の話ですが、市の委託業務で2級基準点測量を請負い、国土地理院の技術的助言と日本測量協会の成果検定を受け、無事年度末の納品が終わりました。この業務はGNSS測量のスタティック観測を用いた仕様で、もちろん測量作業規定に適合する作業手順で行う必要があります。使用するGNSS測量機も機械検定を受けたものでなければなりません。
ついては機械はレンタルです。(基線解析も平均計算もレンタル)
入間市の基準点網図を完成させるためには、与点は入間市設置の1級基準点でなければなりません。(と思います)しかし
国土地理院の助言の中に「電子基準点を与点とした2級基準点の設置が可能になりました」とあります。
数年前作業規定の改定で可能になったのですが、今回の市の委託は今までやってきた市設置の基準点との整合を第一と考えて、市設置の1級基準点を与点とする事としているのだと思います。
さて、今日のタイトルですがそのことと関係ある電子基準点を与点としたスタティック測量にチャレンジしました。
勿論、RTK同様ローコストで行える事が前提です。
これができればRTK基準局の位置精度が増し、移動局の位置精度が結果として増すことになります。
FIXしたRTK観測結果は基準局位置精度が移動局の位置精度に平行移動するのです。
ですから基準局の位置は正確でなければなりません。
現時点では、測量業務用受信機でVRS方式での単点観測値を基準局の位置座標として仮設定しています。(これでも2~3cm程度の精度はあるので十分だとは思いますが)
このRTKプロジェクトを普及させるためにはだれでもローコストでRTK基準局の位置決めができなければなりません。
VRSができなくとも正確な基準局の位置を知る方法が必要なのです。(TSで基準点を回して、屋根の上を観測するような真似(ど測量?)はしたくありません)
そこで電子基準点を利用したスタティック測量によって基準局の位置が判れば素晴らしい。
実はRTKLIBで電子基準点を与点としたスタティック測量ができるのです。
RTKLIBのなかにあるRTKPOSTをつかいます。電子基準点を与点としてスタティック測量で基準局を再測量するのです。
RTKPOST.PNG

RTKLIBのすばらしさに驚きを隠せません。こんなに何でも出来てフリーソフトなのです。
フリーソフトでも信頼性は抜群です。世界のRTK関係者が使っています。
一方既知となる点(電子基準点)は日々の観測データー、航法データーが国土地理院からRINEX形式で公開されています。
各方面の研究者(地球物理学者が多いのでは?)がこのデーターを使っています。
今回のプロジェクトもこの電子基準点データーを利用します。
地理院から得られるデーターはRINEX形式というものですが、GNSS受信機各社の受信機からoutputされるデーターの形式はバラバラなのでRINEX形式に変換する必要があります。
RTKLIBにはその変換ソフトRTKCONV(RTKコンバーター)も備えているからビックリです。
RTKCONV.PNG

まずはU-bloXの受信機を起動させ1時間以上観測します。
RTK基準局として設置完了しているので室内のPCをそのまま稼働させるだけす。
電子基準点データーは1時間単位(〇〇時0分から〇〇時59分30秒)でのデーター取得ですので受信機の観測時間もそのサイクル(以上=少し前から少し後まで)で行います。
そのデーターをRINEX形式にコンバートします。
RTKCONVに入力すればRINEX形式のobsデーター(観測記録)とnav(航法記録)変換されます。
こればRTKの基準局を観測していますが、求めたい位置データーなのでROVER(移動局)データーですのでお間違え無いように
RTKCONV メニュウ画面.PNG

今度は電子基準点のデーターを国土地理院のHPからダウンロードします。
地理院基準点位置画面.PNG

データー入手には登録が必要ですが誰でも簡単にできます。
ダウンロード画面.PNG

観測記録(obs)と航法記録(nav)をダウンロードします。

RINEXに変換したRoverデーター(RTK基準局の観測データーobsファイル)とダウンロードした電子基準点RINEXしたデーターをRTKPOSTに入力します。
(注意)Roverの観測時間帯と電子基準点でダウンロードする観測時間帯は当然同じ時間帯(同じ時間帯を含む)でなければなりません。
RTKPOSTメニュウ画面.PNG

Executeすると測位計算します。
計算設定はいろいろありますが詳しくは省略します。
RTKPOSTにもPlot画面があるので測位結果を画面で確認します。
Rover(今回はRTK基準局)の観測結果全てがプロットされています。
下の枠外にFIX率60%と出ています。
結果プロット.PNG

1グリット=50cmで表示
表示を切り替えFIX解だけをプロットさせます。
1グリット=5mmで表示
数点明らかにミスFIXしていますがそれ以外は5mm以内に集中した塊が時間の経過とともに2〜3p移動しています。
ミスFIX点以外のFIX点は観測時間内(2時間)で2~3p移動しているのでどれが正解なのかは分りません。
FIX結果.PNG

View画面を押すと測位結果が数字で表示されてきます。
RTKpostのoutput設定で緯度、経度を度分秒表示にしています。
FIX数値.PNG

結果の検証は次回にします。
速報=数o精度の塊が2〜3p程度 時間経過と共に移動 
ミスFIXの原因はViewでおかしな数値が出ている時間帯をみて、その時間帯の衛星の位置を見ればどの衛星がミスFIXの原因か判るのではと思います。
多分、南東方向に一本電柱があるのでその電柱によるマルチパスがミスFIXの原因のような気がしますが?
RTK測位をする際、マルチパスが少しでもあるとRTKLIBは最初から計算のやり直しをするそうです。だからなかなかFIX解が得られません。当初、移動局側は畑のど真ん中で観測しているのに30分以上たってもFIXしなかった理由は、基準局側(事務所屋根の上)に問題があったからでした。






posted by Y-NAMISOKU at 19:07| Comment(0) | プロジェクト

2018年03月18日

既知点でRTKプロジェクト実証実験

3月17日(土)位置が既知の基準点 
入間市設置の1級基準点=NO.138 
B=35°48′56.4156″ L=139°21′01.1477″
世界測地2011平面直角座標(\系) 
X=−20342.939 Y=−43647.291
にRTKプロジェクト移動局(アンテナ+受信機+PC+RTKLIB)=移動局総額=¥120,000を設置して観測した結果を報告しましす。
観測場所の状況は畑で天空は完全に開けていて障害物の一切ない絶好の条件
観測開始からFIXするまでの約1分30秒
観測開始前のRTKNAVI
1.jpg

FIXした時のRTKNAVI
2.jpg

Ratio4〜7でFIX状態 
その後FL0AT状態に戻ることなく2分程度でRatioは70程度まで上昇したので観測をストップしました。
3.jpg

観測状況を記録するためPCのデスクトップ画面を画像保存
その場で国土地理院HPで緯度、経度を平面直角座標値に換算して座標値を比較しました。
座標値比較.jpg

その結果 X方向格差=−0.031m Y方向格差=+0.009m
約¥12万の設備で世界測地座標成果が得られました。
2〜3百萬は掛かるVRS方式の測量設備で得られる成果と同程度の成果が10分の1以上の廉価で実現した訳です。もちろん使い勝手はまだまだ問題はあります。
しかしプロジェクトの目的、10分の1のコストでRTKが実現可能です。
プロジェクトは順調に進んでいます。
posted by Y-NAMISOKU at 17:52| Comment(0) | 実証実験

2018年03月16日

移動局の設定と実験開始

実は実験は既に開始しています。
3月3日にFIXしたと報告しています。
その前にはFIXするまでに30分近く要し、ほとんど放置状態「これでは使えないな」と思っていましたが、基準局の環境を変えたり試行錯誤したところ3分ほどでFIXした事の報告でした。
ですからこの時にすでに実験は開始しています。つまり、3月3日以前には基準局の設置とデーター送信、移動局の設定と受信環境の整備は終わっていた事になるのですが、その後、多少の調整や、基準局の作り直し、基準位置データーの設定修正をおこなっていました。 

基準局の位置は、測量業務用のネットワーク型RTK(VRS方式)で観測した単点観測値をとりあえず仮の位置データとしています。
2周波の受信機でVRS方式で行っているので2〜3pの誤差で緯度、経度、標高の絶対位置が観測できます。測量業務用で金が掛かっている訳ですからこの精度は当たり前なのです。
GNSS.jpg
ネットワーク型RTK(VRS方式)のアンテナ
ローコストで行う今回のプロジェクトとはアンテナの大きさからして違います。FIX時間も環境が良ければ2〜3秒 
今回の基準局(事務所屋根の上)では2〜3秒でFIXしています。観測値もセッション間(再初期化を行うタイミング)格差で1〜2oです。セッション間の時間が短かったので衛星の移動が少ない環境だったこともあります。この数値でも基準局の位置情報としては十分使えるとは思いますが後程、RTKLIBでスタティック測位を試してみたいとも思っています。

さて、移動局の設置ですが、2in1型ノートPCとアンテナ及び受信機の設えです。受信機(NEO-MP8)の設定はU-bloX社から提供されている「U-center」をつかいます。
U-center.jpg
受信機(NEO-MP8)とPCをUSB-microUSBケーブルで接続します。
20180306_102747.jpg
PCではRTKLIBをインストールして使います。
rtknavi.jpg

細かな報告は機会があったらしますがRTKLIBの中にあるrtknaviを起動します。
移動局側(ROVER)と基準局側(Base)で同時に衛星からの電波L1帯搬送波を受信しています。
SNR.jpg
受信している衛星の位置情報(天空)も切り替えれば表示されます。
GはGPS CはBeiDou(中国、北斗)です。
衛星配置.jpg

次回はFIX時間と観測精度の報告予定です。

posted by Y-NAMISOKU at 21:11| Comment(0) | プロジェクト