GNSS静的計測が今日の測量と建設で重要であり続ける理由

測量と地理空間工学の分野では、精度は譲れません。大規模なインフラストラクチャーの一次制御点を確立するにしても、遠隔地や複雑な地形で測地マッピングを行うにしても、高精度のGNSS技術は不可欠です。

その中でも静的GNSS測量は、その信頼性とセンチメートル以下の精度で際立った存在であり続けています。業界標準と現場で実証されたワークフローを用いて、リアルタイムキネマティック（RTK）やポストプロセスキネマティック（PPK）のようなリアルタイム技術がますます主流となる時代において、スタティックGNSSの継続的な重要性を検証します。静的GNSSがどのように機能するのか、動的測位とどのように異なるのか、そしてどのように測量ワークフローにシームレスに統合できるのかを明確にご理解いただけることでしょう。

GNSSと静的測定の基礎

GNSS（Global Navigation Satellite Systems）は、GPS（米国）、GLONASS（ロシア）、Galileo（EU）、QZSS（日本）、BeiDou（中国）などの衛星コンステレーションを指す。これらのシステムは無線信号を送信し、地上の受信機は複数の衛星からの信号伝播時間を測定することで位置を算出する。

しかし、生のGNSS信号は、電離層や対流圏の遅延、衛星のクロックや軌道の不正確さ、マルチパス干渉など、いくつかの誤差要因の影響を受けます。これらの要因は測位精度を著しく低下させます。そこで、静的GNSS測位が不可欠となります。この方法では、受信機は固定された場所に長時間（通常15分から数時間）置かれ、高品質の生信号データを収集します。観測時間を長くすることで、ランダムな誤差を平均化し、搬送波位相のアンビギュイティを解決することができ、ミリメートルレベルの精度が可能になります。

静的測位は、測地管理、常設局設置、基準網の高密度化などの用途に最適です。CHCNAVのi93およびiBaseレシーバーは、マルチ周波数トラッキングをサポートし、CGO2.0ポスト処理ソフトウェアとシームレスに統合されるため、測量士は厳しい環境下でも高精度の座標を算出することができます。

なぜ静的測定が必要なのか？

スタティックGNSS測定は、フォールバック以上のものであり、最大限の精度とデータの信頼性を必要とするアプリケーションに適した方法です。拡張された観測データを収集することで、静的技術は、衛星ジオメトリの変動、大気の乱れ、マルチパス干渉などの問題を軽減することができます。

• クリティカルなプロジェクトのための高精度制御：インフラ開発、境界画定、プライマリ制御ネットワークの確立などの重要なシナリオでは、センチメートルレベルの誤差でもコストのかかるミスアライメントにつながる可能性があります。スタティックGNSSは、ノイズを平均化し、搬送波位相のアンビギュイティを解決する長い観測セッションを通して、ミリメートルレベルの精度を可能にします。コントロールポイントを国家測地系に合わせる場合、静的観測は座標の一貫性と再現性を保証します。

• 信頼性の高い管理点の検証と高密度化：特に地震が多い地域では、環境の変化や地殻変動により、経時的に管理点が移動することがあります。静的GNSSにより、測量者はこれらのポイントを高精度で再占有し、再検証することができます。また、新しい中間ステーションを導入してネットワークを高密度化し、空間的な連続性を確保し、大規模なプロジェクトにおける誤差の伝播を最小限に抑えることができます。

• 長期安定性：スタティックGNSSは比類のない長期測定の安定性を提供します。一時的な信号の障害や大気の異常により劣化する可能性のあるリアルタイムのソリューションとは異なり、スタティック技術はどのような条件でも性能を維持します。そのため、恒久的な基地局や変形監視ネットワークに最適です。

• 厳しい環境でのパフォーマンス都市部の峡谷、密林、山岳地帯など、GNSSの視認性が悪い場所では、静的手法が優れています。静止型レシーバーは部分的な信号を継続的に追跡することができ、観測時間を延長することで、後処理時に高度なエラー補正が可能になります。CHCNAVレシーバーは、堅牢な信号追跡と干渉軽減アルゴリズムを搭載し、このような環境向けに特別に設計されており、データの完全性と位置精度を保証します。

静的測定の仕組み

静的GNSS測量は、長時間の信号追跡と高度な後処理技術により、最大限の位置精度を達成するように設計された体系的な方法です。このプロセスは3つの重要なフェーズで構成されています：

• セットアップと観測1つは既知の基準点（ベースステーション）、もう1つは未知の場所（ローバーまたはサーベイステーション）です。これらの受信機は静止していなければならず、同時に少なくとも4つの一般的な衛星からの信号を追跡しなければならない。多くの場合、継続運用基準点（CORS）や国家測地網からのデータを基本入力として使用することができ、現場に余分なハードウェアを配置する必要性を減らすことができる。

• データ収集各受信機は、信号の波周期を高分解能で捉える搬送波位相データを中心に、生のGNSS観測データを記録します。このデータは整数のアンビギュイティを解決するために不可欠であり、サブセンチメートルの精度を達成するための重要なステップです。観測時間は、基線の長さ、衛星の視認性、信号の質などの要因に依存する。10km未満の基線では、15分から30分程度で十分な場合が多い。30kmを超える長い基線や干渉の多い環境では、信頼性の高い結果を得るために数時間から数日のデータ収集が必要になることもある。

• 後処理：データ収集後、生ファイルをCHCNAVのCGOのような後処理ソフトウェアにインポートし、正確な座標計算を行う。このソフトウェアは、基準点とローバー・ステーション間の基線ベクトルを計算し、正確なエフェメリス・データと補正モデルを使用して、衛星軌道誤差、大気遅延、時計の不一致を補正します。CGO2.0の主な利点は、自動化されたワークフローです。アンビギュイティの解決を簡素化し、統計的な品質チェックを実行し、複数のステーションが関与している場合にネットワークジオメトリを調整します。最終的なアウトプットは、精度メトリクスを完備した高精度測位ソリューションで、プロジェクトの仕様に合わせて様々な座標系でエクスポートすることができます。

CHCNAV CGOポスト処理ソフトウェア

スタティックGNSS、RTK、PPKの違い

適切なGNSS補正方法を選択することは、お客様の測量要件を満たすために不可欠です。スタティックGNSS、RTK（リアルタイム・キネマティック）、PPK（ポスト・プロセッシング・キネマティック）は、それぞれ精度、ワークフロー、環境適合性の点で異なる強みを提供します。

CHCNAV iBase GNSSレシーバー

• 静的GNSSは最も高い位置精度を提供し、基礎的な作業ではミリメートルレベルの精度を達成することがよくあります。長期間にわたり静止したデータ収集を必要とし、誤差を排除するために後処理に依存します。この方法は、コントロールネットワークの確立、測地線の作成、長距離測定、絶対的な信頼性と再現性が重要なプロジェクトに最適です。

• GNSS RTKはリアルタイム測位をサポートし、基地局が無線または携帯電話ネットワークを介してローバーにライブ補正データを送信します。ローバーが移動している間、センチメートルレベルの精度を提供するため、建設の張り込み、地形調査、機械制御システムに理想的です。しかし、RTKは安定した通信リンクを必要とし、短いベースライン（通常30km未満）で最もよく機能するため、限界があります。また、信号の脱落、衛星の視界の制限、大気の変動によって精度が低下することもあります。

• GNSS PPKは 、後処理精度とモバイルデータ収集を兼ね備えています。これは、UAV、車両搭載調査、およびローバーが常に動いているその他のアプリケーションに適しています。フィールドワークの後、GNSSデータは基地局と同期され、ライブデータリンクを必要としないポストミッションで補正されます。通常、デシメートルからセンチメートル以下の精度を達成します。不安定な環境ではRTKよりも正確ですが、PPKは通常、特に長いベースラインや困難な地形では、静的GNSSのミリメートルレベルの精度は達成できません。

プロジェクトに静的測定を導入する方法

静的GNSSワークフローを成功させる鍵は、GNSS生データ収集と信頼性の高いオフィス処理を組み合わせることです。CHCNAVのLandStarとCGOソフトウェアソリューションは、データ取得から最終座標出力までのプロセス全体を合理化します。これらのソリューションは、基線計算、ループ閉鎖解析、ネットワーク調整などの作業をサポートします。

CHCNAVLandStarによるフィールドセットアップ: LandStarは、静的GNSSデータ収集を設定するためのユーザーフレンドリーなインターフェースを提供します。ユーザーは、RINEXフォーマット、ロギングレート（例：1Hz）、アンテナ高さ（斜めまたは垂直）、セッション時間などの重要なパラメータを定義できます。標高マスク設定やその他のオプションなどのツールは、データ品質の最適化に役立ちます。一度設定すれば、システムは後処理が可能な生の衛星データを記録し、正確なベースラインとネットワーク解析に使用できます。

CHCNAV CGOによる後処理: CGOは、GNSS観測を処理するためのCHCNAVの専用オフィスソフトウェアです。生データのインポート、ベースラインの計算、最小二乗法によるネットワーク調整などを行うことができます。内蔵ツールにより、ループクロージャの検証、残差分析、座標エクスポートが可能です。RINEXファイル、複数のベースステーション、および堅牢な品質管理をサポートするCGOは、高い測位精度を必要とする測地、地籍、およびエンジニアリングプロジェクトにおいて、構造化された信頼性の高いワークフローを保証します。

GNSSデータ後処理ワークフロー

ダイナミックな測量の世界における静的GNSSの不変の価値

静的GNSS測量は、高精度測地アプリケーションのゴールドスタンダードであり続け、比類のない精度、長期信頼性、複雑な環境での強力なパフォーマンスを提供します。RTKがリアルタイムの利便性を提供し、PPKがモバイルワークフローに柔軟性を加える一方で、静的な方法は、コントロールネットワークを確立し、地理空間データを検証し、大規模な測量やエンジニアリングプロジェクトで一貫性を確保するために不可欠であり続けています。

CHCNAVi93シリーズの ような先進的な2周波受信機からCHCNAV CGO 2.0のような強力なポスト処理プラットフォームまで、CHCNAVの統合された静的GNSSソリューションは、専門家が科学的な厳密さを損なうことなく、現場からオフィスまでのワークフローを合理化することを可能にします。山岳地帯や都市部の峡谷から、インフラプロジェクトや国家測地網まで、静的測定はすべての基本座標が精度と完全性に裏打ちされたものであることを保証します。

測量士、エンジニア、地理空間専門家にとって、将来の測位戦略に備え、堅牢な静的GNSS機能に投資することは、単なる利点ではなく、必要不可欠です。CHCNAVの技術がお客様の精度基準をどのように向上させるかをご覧いただき、次のプロジェクトでカスタマイズされたサポートをご希望の場合は、当社の専門家までお問い合わせください。

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CHCナビゲーションについて

CHC Navigation (CHCNAV) は、生産性と効率性の向上を目的とした先進的なマッピング、ナビゲーション、ポジショニングソリューションを開発しています。CHCNAVは、地理空間、農業、建設、自治などの業界にサービスを提供し、プロフェッショナルに力を与え、業界の進歩を促進する革新的な技術を提供しています。世界140カ国以上で事業を展開し、2,000人以上のプロフェッショナルを擁するCHCナビゲーションは、地理空間業界のみならず、世界のリーダーとして認められています。CHCナビゲーション[Huace:300627.SZ]の詳細については、www.chcnav.com。