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世界一高い橋におけるGNSS変形モニタリング

2026-06-11

川面から626.01メートルに位置する中国・貴州省の華江峡谷大橋は、4月28日にギネス世界記録により「世界一高い橋」として認定されました。 この記録の背景には、長期間にわたる精密測位作業があった。建設中の主径間の閉鎖から、開通後の24時間体制の監視に至るまで、CHCNAVのGNSS機器が構造物の安全確保に貢献し、記録的な高さの測定にはCHCNAVの無人測量船とRTK受信機が使用された。

効率的な主径間の閉鎖のための精密な位置決め

建設の最終段階において、長スパン鋼トラス桁を所定の位置に吊り上げる作業には、高所作業における極めて高い精度が求められました。 この問題を解決するため、衛星測位を基盤としたインテリジェントなケーブルクレーン吊り上げシステムが構築された。CHCNAVは、P5 GNSS基準局とCHCNAV統合GNSSモニタリング受信機を導入し、ミリメートルレベルの測位精度を用いて、巻き上げウインチの高度と牽引ウインチの位置をリアルタイムで追跡した。 このデータにより、作業員は位置調整、位置合わせ制御、および桁の正確な位置合わせを行う上で信頼性の高いサポートを得ることができ、閉鎖工事を高い水準で進めることができました。
 

CHCNAVの製品ラインナップにおいて、このモニタリングの役割を担うのがH3統合GNSSおよびMEMSモニタリング受信機です。この受信機は、マルチコンステレーションGNSSボードと内蔵の慣性センサーを組み合わせ、リアルタイムの変位追跡を実現しています。

安全な運転のための継続的な構造健全性監視

深い峡谷と川に架かる吊り橋である華江峡谷橋は、環境による侵食や荷重の繰り返しに長期にわたってさらされています。 変形の異常や安全上のリスクを早期に特定することが、数十年にわたる運用期間を通じて構造物の安全を確保する鍵となります。そのため、管理当局は、橋の中央部、主ケーブル、橋塔といった構造物の重要な箇所に、CHCNAV GNSSモニタリング受信機を10台設置しました。

 

華江峡谷橋に設置されたCHCNAV GNSS受信機 華江峡谷橋に設置されたCHCNAV GNSS受信機
華江峡谷橋に設置されたCHCNAV GNSS観測受信機。これは、橋の中央部、主ケーブル、および橋塔に設置された10台の受信機のうちの1台である。

受信機は、GNSS衛星群の全周波数帯を追跡し、インテリジェントな信号識別と適応型干渉抑制技術により、スパン中央部のたわみ、タワーの傾き、主ケーブルの変位、および基礎の沈下を高精度かつ高頻度で計測します。 IP68の保護等級により過酷な屋外環境にも耐え、-40℃から+85℃の動作温度範囲により峡谷の激しい温度変化の中でも安定した動作を維持し、24時間体制の無人連続監視を実現します。

 

華江峡谷橋に設置されたCHCNAV GNSS観測受信機 華江峡谷橋に設置されたCHCNAV GNSS観測受信機
吊り橋の各所に設置されたGNSS観測受信機は、橋塔、主ケーブル沿い、および橋桁に配置されており、それぞれが位置情報を継続的に送信することで、たわみ、傾斜、変位、沈下を同時に追跡することが可能となっている。

GNSS構造物モニタリングの仕組み

GNSSを用いた構造物モニタリングは、厳密に適用されたシンプルな考え方に基づいています。すなわち、構造物に固定された受信機が自身の位置を継続的に報告し、構造物の動きは、その位置の変化として現れるというものです。 技術的な課題は、風や交通、熱膨張によってそれ自体が動いている構造物において、数ミリメートル単位の変位を解明し、それを数分単位ではなく数年単位で確実に測定することにあります。
 

モニタリンググレードのGNSS受信機は、いくつかの方法でこの課題に対処します。複数の衛星コンステレーションにわたる利用可能なすべての信号帯域を追跡することで、空の一部が遮られた場合でも冗長性を確保し、位置解の幾何学的精度を向上させます。 また、基準局(この場合はP5)とのキャリア位相処理を組み合わせることで、位置を絶対値ではなく安定した基準点に対する相対値として解決し、精度をミリメートルレベルまで高めます。H3のように慣性センサーが統合されている場合、受信機は短期的な信号ノイズと構造物の実際の動きを区別することも可能です。 その結果、大規模な橋梁において技術者が注視する4つの主要な挙動が継続的に記録されます:
 

受信機は定期点検時ではなく継続的にこれらの値を記録するため、監視システムは正常な動作の基準値を構築し、それからの逸脱を検知します。予想される範囲から外れた測定値は、検査員が変化に気付くはるか以前に早期警告として機能します。これが、手動による調査のみに頼る場合と比較して、常時監視システムを導入する最大の利点です。

過酷な峡谷環境における確実な測位

この橋が世界一高い橋として認定されるには、橋桁から水面までの垂直距離を、正確かつ疑いの余地のない数値として確定する必要があった。 貴州省第一測量地図院の測量チームは、高精度GNSS測位と無人測量船を組み合わせ、急峻な峡谷特有の測定課題、すなわち極端な垂直落差にわたる精度の管理や、構造物上およびその周辺での困難な作業環境への対応を解決した。

水位が下がり、水路が狭くなって有人ボートでは通行できなくなったため、重量わずか13kgの無人測量船「APACHE 4」が、チームが徒歩で橋の下の測定地点まで運搬できるほど軽量でした。 RTKおよびPPKに対応した高精度GNSS測位機能を内蔵した同機は、水面標高データを効率的かつ正確に取得しました。一方、橋梁上部では、ViLi i100 GNSS RTK受信機が地域のNTRIPネットワークに接続され、対応する測量点を高精度に打設しました。

 

華江峡谷橋におけるGNSS RTK測量 華江峡谷橋におけるGNSS RTK測量
ギネス世界記録の認定に先立ち、華江峡谷橋の床板から水面までの高さを測定する調査チーム。

峡谷という環境こそが真の試練でした。強風、山による遮蔽、水面からの反射はすべてGNSS信号の伝送を妨げ、マルチパス誤差を容易に引き起こします。これは、このような環境下における測位安定性にとって最大の脅威です。 マルチソースデータ融合測位機能を搭載したViLi i100は、峡谷の地形、水面反射、山による遮蔽によって引き起こされるマルチパス誤差を特定・抑制し、繰り返し測定の一貫性と信頼性を維持します。 データを繰り返し照合した結果、デッキから水面までの高さは626.01メートルと確定し、ギネス世界記録の認定が確認されました。

橋梁および重要インフラ向けCHCNAV監視受信機

華江峡谷橋で使用されている受信機は、CHCNAVのインフラ監視・変形計測ソリューション全体の一部を構成しています。H3統合型GNSS・MEMSモニタリング受信機は、まさにこの役割のために設計されています。IP68規格に準拠した密閉型ユニットであり、マルチコンステレーション信号を追跡し、安定した変形計測のための慣性センサーを内蔵し、広範囲の温度条件下で無人運転が可能です。P5 GNSS基準局を基準として組み合わせることで、これらの受信機ネットワークは、橋梁、ダム、斜面、あるいは高層構造物を、継続的に監視される資産へと変えます。
 

橋梁の変形モニタリング、ダムや貯水池の安全性、地滑りや斜面のモニタリング、高層建築物や基礎の沈下調査など、CHCNAV は、GNSS レシーバー、基準局、そしてそれらを統合するモニタリングソリューションを提供しています。 華江峡谷橋は、この継続的なプログラムの一環であり、世界でも最も過酷な構造物において、継続的なGNSSモニタリングがどのような成果をもたらすかを示す、厳しい試練となるプロジェクトです。

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CHC Navigationについて

CHC Navigation(CHCNAV)は、生産性と効率性の向上を目的とした、高度なマッピング、ナビゲーション、測位ソリューションを開発しています。 地理空間、農業、機械制御、自律走行などの業界にサービスを提供するCHCNAVは、専門家の能力を強化し、業界の発展を牽引する革新的な技術を提供しています。140カ国以上に拠点を持ち、2,200名以上の専門家からなるチームを擁するCHC Navigationは、地理空間業界をはじめとする幅広い分野において、リーダーとして認知されています。 CHC Navigation [Huace:300627.SZ] に関する詳細については、https://geospatial.chcnav.com/about/overviewをご覧ください。

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