2018年03月10日

RTK実験キッドの概要

トラ技で購入した実験キッド 確か¥27,000でした。トラ技実験キッド.jpg
基板にU-bloxのL1受信モジュール(NEO-M8P)とシリアル通信用マイクロUSB端子 アンテナ接続用SMA-J(端子)が配置されています。購入した物が到着した時はその小ささに驚かされました。回路図を見ても門外漢の小生にはさっぱり解りませんが専門家にすれば簡単な構造で再現は十分可能だと思います。プロジェクトを広めるためにはこの基板セットが必要なのでNEO-M8PやSMA端子、マイクロUSB端子等の部品と共に基板に配線しなければなりません。だからそんなことを考えていたわけです。
さて、トラ技で購入したアンテナですが安物らしいです。トラ技特別サイト「初めての1cm測位RTK超入門」で岡本先生が言ってました。
仕事でRTKを活用したい場合などはアンテナをある程度、感度の高いものにしなければならないらしく、小生はリットー社よりTW2710GPを2基購入しました。
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TW2710GP(リットー社 ¥37000/1基)

基地局用PCは余っていた古いのノートPC(ウインドウズXPを7に変えたもの)
ローバー(移動局)用は2in1型ノートPCを新規購入
当初は、野外で使用する小型のタブレット型を予定していたのですが使うには条件がありました。
U-blox(受信機)やRTKLIBのOS環境はウインドウズだったので、タブレット型でウインドウズPCはなかなかありません。できればLTE対応なら更に良いのですが、インターフェイスにUSB端子が無くてはなりません。
受信機からシリアル通信できるポートが必要だからです。

そんなわけで、タブレット端末で、該当する機種はなかなか見つかりません。
(アンドロイドのタブレットはありますが〜ヤマダエブリパッドプロ(ウインドウズ8)も当初候補に挙がったのですが、USB端子がありません。マイクロUSB端子はありますが、給電用なのでシリアルポートになるの判りません。それからメモリーが2Gしか無かったのでので止めました。)

ローコストが課題ですからHP(ヒューレットパッカード)の2in1型PC(メモリー4G ウインドウズ10 ¥50,000弱)を購入しました。
購入した物の金額
トラ技受信基板セット2セット 2×¥27,000
アンテナTW2710GP 2セット  2×¥37,000
2in1型PC(HP製)  1台    1×¥50,000
他 基地局用SMAケーブル15m ¥5,000
  ローバー用SMAケーブル3m   ¥1,000
コントローラー&解析ソフト(RTKLIB)は無料
総額約 ¥200,000
これでRTKがキチンととできれば目的達成できます。
このキチンとが今後の課題です。
実証実験の結果は随時報告いたします。

アンテナ、受信機、PCの接続はこんな感じです。(ローバー用)
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受信機からPCへはUSB端子でのシリアル通信
PC内での受信機コントロールや受信データーの解析はRTKLIB が行います。
次回は高精度測位RTKの概要です。(基地局が必要な事等)
posted by Y-NAMISOKU at 18:48| Comment(0) | プロジェクト

2018年03月06日

U-bloxとトラ技との出会い

昨年秋頃だっただろうかU-blox社の高性能受信モジュールNEO-M8Pが2万円台で発売されたと言った記事を偶然目にしました.モジュール.png今まで測量機に関係する会社(例えばT社、N社)しか知らなかったが、測量機の中に入っている受信モジュールを作っている会社の事など考えた事もなかったが、気になる記事でした。
その記事にはRTKの事も書かれていて腑に落ちる内容だったが「受信機モジュールってそんなに安く買えるんだ」 L1帯受信機は元々安いらしいが、GNSS測量機の心臓部である受信機モジュールがそんなに安いとしたら、測量機の総額は一体何なのか疑問が残りました。ただ、その受信モジュールが手に入ったところで、自分に何が出来るのだろうか。器械の製造なんて全くの門外漢だし、その場はそんなことを考えて終わった記憶があります。
今年になってネットでRTK関連を検索していたら「トラ技」の検索候補ワードが出てきました。「トラ技ってなんだろう?」思わず検索「トランジスター技術」の事でした。
本屋で良く見かける雑誌でしたが、無線や電子基板の事など全くの門外漢だったので立ち読みした記憶もありません。2018年1月号、発売は昨年末でした。
トラ技1月号.jpg
早速ネットで紹介記事を見ると、今まで密かに考えていたRTKの事が現実出来ると確信した瞬間でした。

U-blox社の発売した格安受信機を基板に載せ、アンテナとの接続端子(SMAジャック)とマイクロUSB端子が付いた実験用器材を2万7千円で販売しているとの事。
「トラ技」はいろいろな実験用キッドを企画販売しているようです。
ネットの情報では、即品切れ状態で、入手困難との噂でしたが何とか手に入りました。
「RTKってそんなにメジャーなんだ」世の中の広さをつくづく感じました。

それともう一つの大きな収穫はRTKLIBの存在です。
東京海洋大学の高須先生が10年以上の歳月をかけて開発したアプリケーションソフトウェアで、世界のRTK技術や衛星測位技術に影響を与えている世界の至宝とまで言われているもので、何とフリーソフトです。
詳細は追って紹介しますが、このRTKLIBの存在は何としてもこのプロジェクトを世間に広めなければならないと思ったきっかけでした。
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posted by Y-NAMISOKU at 19:08| Comment(0) | プロジェクト

2018年03月05日

準天頂衛星について

朝日新聞デジタル版に次のような記事が掲載されました。(H30/3/2)
「日本版GPS(全地球測位システム)の準天頂衛星みちびきについて、内閣府は2日、当初4月に予定していた位置情報のサービスの開始を、11月に延期すると発表した。
 みちびきは、専用の受信機を使えば、走行中でも誤差12センチ程度の高精度な測位ができるとされており、自動運転などへの活用が見込まれている。これまでに打ち上げられた4機で24時間運用する予定だった。」
JAXA.jpg
(JAXA画像引用)
また
日本土地家屋調査士会連合会会報誌2月号に「表示登記に関する最先端技術(準天頂衛星システム(QZSS)の活用に関する実証実験及び法務省への説明会の実施報告)と言った記事が掲載されていました。
内容を要約すると
ネットワーク型RTKの測位成果(単点観測値)とQZSSが発信するL6帯信号受信機による単独測位(PPP-RTK)成果を既知点(公共基準点)にて観測し、既知点成果と比較検証すると言ったもので、表示登記への活用が近い将来可能かどうかの報告記事でした。
比較検証結果の数値については記載されていませんでしたが、だいたい見当がつきます。

ネットワーク型RTKの単点観測値は実感的に2〜3p精度に収まりますが、公共測量作業規定では基準点成果値としては使えません。既知点間を結ぶ観測と網平均計算を行い既知点成果との整合を図って初めて3,4級基準点成果として使用出来る訳です。
但し、国土調査の境界点座標は単点観測値でも良くなったようです。(発注機関の意向と地籍図の精度区分にもよりますが)

一方、準天頂衛星から発せられるL6帯電波は、CLAS(シーラス)と言ったcm級測位補強サービスが含まれ、単独測位で水平方向6cmまでの精度を持ちますが単独測位ではこれ以上の測位精度は無理です。
CLASを利用した単独測位値は車両の自動運転などの利用には大いに有効だと思いますが、測量となると単独測位値をそのまま使う訳には行きません。
結局、相対測位と成る訳で、複数の受信機の通信(インターネット回線が主と成る筈)もしくは後処理解析が付いてきます。

そんな訳で、今進行中のRTK測位プロジェクトは徒労に終わる事は無い筈です。
posted by Y-NAMISOKU at 19:07| Comment(0) | 日記

2018年03月03日

FIXしました。

一昨日、昨日と、結構時間を費やして観測したのですが、一昨日はFIXするまで30分位かかってしまいました。

「急に言われても何のことだ。」と思われるかもしれませんが、実はプロジェクトはある程度進んでいるのです。

アンテナと受信機モジュールを基板配線したキッドとPCとの接続  PCの受信機ソフトの設定 RTK解析ソフトの設定、PCの屋外通信環境の整備(モバイルルーターやテザリング環境) ある程度廉価である程度高性能なアンテナ(費用対効果)の選択と購入 通信ケーブル(SMA)の延長、ローバー用の小型2in1ウインドウズPCの購入(なるべく安いもの=ヒューレットの10.1インチ、5万円弱、4Gだったので多少心配だったがRTKソフトのOS環境はウィンドウズ)細々な事が準備段階ではありました。

この準備については、追って説明しますが(準備の前の動機も)とにかく今日FIX解が3分程度で得られました。

基準局の場所を変えた結果だと思います。詳しい事はまた後日

事務所の屋根の上に基準局を設置した。〜カメラの3脚利用 上に小さななアンテナが取り付けてある。
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posted by Y-NAMISOKU at 23:35| Comment(0) | 実証実験

思いついたきっかけ

以前から、職業上の技術で何か他に生かる事はないか、人工衛星を利用した測位システムRTK測位が生かせないか、と密かに考えていた時期がありました。

ところが
測量用の受信機(アンテナを含む周辺機器も入れて)は高額(1台数百万円)な上、測量方法によっては1台では役に立ちません。
スタティック測位と言う測量法は最低3台必要で1時間以上同じ場所でじっくり衛星からの信号を受信します。数km以上離れた点でも観測精度は数mmと言った高精度のものですが、限られた用途(役所が発注する基準点測量)でしか活用方法が見出せませんでした。
観測中009.jpg
役所の仕事で小生の会社が行いました。

小さな測量会社では費用対効果を考え、所有する事はなくレンタルで代用
また、RTK測位は最低2台の器械が必要で、器械間の無線通信が必要と言った代物だったので、あまり普及はしなかった様です。

衛星測位は金が掛り過ぎるうえ、上空の視界などによっては使えない事もあり、役所の発注する2級基準点測量以上の測量以外では活躍する場面も少なかったようです。
(3級基準点はトータルステーションを用いた地上測量が主でした)

しかし、国が設置した電子基準点の受信データーを補正配信する会社の登場によって、携帯電話による通信手段を使って1台の受信機(アンテナと周辺機器含む)で衛星測位が半Real Timeで出来る様な仮想基準点方式(VRS方式)(他の方式もありますが)が登場しました。ネットワーク型RTK測位と言います。
受信機1台(アンテナ+周辺機器)+データー受信料+携帯通信代で賄えるようになりまたが、測量法の規定に合うような測量方法では受信機他機器1台(数百万円)+データー受信料(月額数万円)+携帯通信代(月額数万円)でこれでも結構頻繁に利用しない限り、宝の持ち腐れとなります。

ネットワーク型RTKは3〜4級基準点測量への使用が認められていますが、市街地は上空視界が狭く利用に制約が出てきます。どうしてもトータルステーションを用いた地上測量になってしまいがちです。

小生は仕事として衛星測位の技術は必要と考え、受信機1台で成果の得られるネットワーク型RTKが行える環境を整えました。受信機、周辺機器を購入し、データー受信契約をした訳です。
VRS方式のGNSS測量ができるアンテナ、受信機セット コントローラーはスマホ
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既知の基準点(1〜2級基準点)にその器械を設置してネットワーク型RTK測位で直接得られた数値と既知の数値を比較したところ、3~5cm程度の誤差で一致しました。随分簡単に・・・・・緯度、経度、標高を高精度に(緯度、経度は0.00000001度の単位まで正確に)求める事は至難の業で正確な基準点測量結果に基づかなければ得られなかったものがほんの数秒で得られたわけです。
でも、これでもお金が結構かかります。
ローコストで数cm級の高精度な衛星測位でないと意味がありません。
スマホで行っている衛星測位は廉価ですが、高精度ではありません。数m級の誤差があります。人の動きや道案内なら数m級の誤差でも問題はありませんが、数cm級の高精度を必要とする場面もあります。農業機械の自動走行による作付け等その活用法は無限大です。

この廉価で高精度なRTKの実現を密かに思っていたのですが、ネットであるページを発見しました。
次回はそのページと書かれていた内容について投稿します。投稿者.jpg
posted by Y-NAMISOKU at 19:33| Comment(0) | プロジェクト