いさぼうネット
賛助会員一覧
こんにちはゲストさん

登録情報変更(パスワード再発行)

  • rss配信いさぼうネット更新情報はこちら
 シリーズコラム 「よろずIT・ネットワーク情報」 
【第19回】 安くても誤差数センチ?RTK-GNSSにチャレンジ!(北陸初のRTK基準局開設!)
 
 前回【第18回】 安くても誤差数センチ?RTK-GNSSにチャレンジ!(その二)からの続きです。

 今回は今まで集めた部材を基に、一気にRTKの基準局(Base)構築までやってみます。

 基準局の構築は、単体GNSSで長時間やる方法と、RTKで行う方法がありますが、約7.1kmの地点に国土地理院が設置した電子基準局があったので、そちらで計測した30秒間隔の測位データをBASEとし、弊社の屋上に設置した新基準局用GNSSアンテナの測位データをRoverとして、RTKのPOST解析(後解析)を行い、誤差1cm以内で座標決めした基準局設置を目標として、構築してみました。

(13) 基準局用アンテナ(Tallysman tw3740)と基準局用オプションを注文する。


Tallysman3740(40db:基準局用)
価格 \14,162 + 消費税(\1,000)

(その他購入品)
・Tallysman tw3740 用のSMA変換アダプタ+5Mケーブル \4,910
・ポール取付金具  TW3000 ALUMINUM L BRACKET \754
・マスプロ電工 サイドベース BS・CSアンテナ50cm以下用 溶融亜鉛メッキ
 SBM45EBSアンテナ用 ¥ 2,769

(14) ホームセンターで1mmのアルミ板を購入し、グランドプレーンを作成する。

・ホームセンターで1mmのアルミ板(20cm x 30cm)を購入し、15〜20cm程度の直径で円形又は多角形のプレートを切り抜き、中心に直径20mmの穴を開ける。

(注)グランドプレーンとはGNSSアンテナ下方からの電磁波を反射するための器具です。

(15) アンテナにグランドプレーンを取り付け、ポール取付金具とサイドベースでアンテナポールに設置する。
 
GNSSアンテナにグランドプレーンを取り付けた状態 屋上のアンテナポールに取り付けた状態



(16) アンテナのSMA端子に前述のCSG-SHOPから購入したM8Tモジュール時計・SMAアンテナコネクタ・USB付き基板を取り付け、USB端子をパソコンに接続する。

・まず、M8TGNSSモジュールにカバーを取り付けます、カバーはダイソーで5個で100円のプラスチックケースがちょうどいいサイズなので、両端に8mmと2mmの穴を開け作成しました。
 

GNSSモジュールに自作カバーを取り付けた状態 ダイソーのプラスチックケース(5個入り100円)


(17) インターネットで以下のURLからU-blox社のU-centerというソフトをダウンロードし、パソコンにインストールする。

▽u-center Windows(u-blox)
「英語ページ」
https://www.u-blox.com/en/product/u-center-windows
「日本語ページ」
https://www.u-blox.com/ja/product/u-center-windows

(18) u-centerを使用して、GNSSモジュール(M8T)の初期設定を行う。

・comポートの選択とボーレートの設定
comポートの選択 ボーレートの設定



・[CTRL]+F9で初期設定メニュー選択へ


[CTRL]+F9 で表示される選択画面


・受信する衛星の選択

GNSS(GNSS Config) を選択して、計測するGNSSを選択して、Sendボタンを押す。
(注)GPS+BeiDou、GPS+GLONASSは可能だがGPS+BeiDou+GLONASSは不可。
これは、受信波の種類は2通りまでなため。

・基準局、移動局の両方可能な設定

 MSG(Messages)を選択して、Message:02-13 RXM-SFRBX を選択して、USBをOnにチェックして、Sendボタンを押す。

 MSG(Messages)を選択して、Message:02-15 RXM-RAWX を選択して、USBをOnにチェックして、Sendボタンを押す。

(これで、基準局にも、移動局にも使用できるようになります。)

・設定をフラッシュメモリに書き込む。

 CFG(Configration)を選択して、Device欄のすべてのデバイス(1〜4)をドラッグして青色にしてから、Sendボタンを押す。

(これで設定がGNSSモジュールに書き込まれます。)

・再度u-centerを起動して、[CTRL]+F9で設定が記憶されているかを確認する。

(19) RTKLIB の RTKNAVI を使用して、U-BLOXフォーマットで24時間のログを取る。
(注)RTKLIBはVer2.4.2を使用しました。

・右上のIボタンをクリックして、(1)RoverのTypeをSerialにして、U-Centerで選択したCOMポートをビットレートを設定して、FormatはU-bloxにする。

・右上のLボタンをクリックして、(6)RoverのTypeをFileにして、出力ファイル名を設定する。

・下欄の[Option]ボタンをクリックして、Setting1>Positioning ModeをSingleにして、最下欄の使用する衛星をチェックする。

・Startボタンを押すと、以下のような画面になり、平行してログを取り始めます。

・12時間〜24時間程度のログをとります。



SINGLEモードでログ取得画面



(20) 国土地理院電子基準点データ提供サービスから、最も近い電子基準点のデータをダウンロードする。(ユーザ登録が必要)

・弊社の場合は、局番号:020973局名:松任が約7.1kmの地点にあるので、このデータをダウンロードしました。

・ダウンロードファイルは観測ファイルと衛星軌道ファイルで、衛星軌道ファイルは(GPS用とGLONASS用をダウンロードしました。)
 

局番号 観測日時(UTC) 観測ファイル 衛星軌道情報ファイル
020973 2018/07/02 23:00:00 〜 2018/07/03 13:00:00 ダウンロード ダウンロード


観測ファイル 0973184a.gz 1,687Kb
0973184a.18o (観測ファイル)

衛星軌道情報ファイル 0973184a.18N.tar.gz 103Kb

0973184a.18g (GPS 衛星軌道ファイル)
0973184a.18n (Gronas 衛星軌道ファイル)

(21) 国土地理院(FTPによるデータ提供サービス)から日々の座標値(R3)または(F3)を取得。

▽FTPによるデータ取得について(国土地理院)
http://terras.gsi.go.jp/ftp_about.html#coordinates

・POSTRTK解析を行う為に、電子基準点位置を正確に取得する必要があります。
国土地理院のFTPサービスでは日々の電子基準点位置の暫定測地解であるR3値と最終解であるF3値が公開されています。
(注)R3値は翌日には公開されます。F3値は半月程公開が遅れます。

・今回はは暫定値である、R3値を使用することにしました。

・今回使用した局番号:020973局名:松任のR3の2018年7月3日12:00(UTM)のデータ

2018 07 03 12:00:00 -3.7242368560E+06 3.5291467700E+06 3.7762879749E+06 3.6537265708E+01 1.3654068017E+02 5.0421003538E+01

Lat. (deg.) : 36.537265708
Lon. (deg.) : 136.54068017
Height.(m.) : 50.421003538

(22) GNSSの単体観測ログをPOST解析用にコンバートする。

・RTKCONVを起動して、パラメータを設定してコンバートします。

・Intervalは電子基準点データが30秒単位なので、30(S)を選択します。

・RTCM,RCVRAW,or RINEX OBS ?にチェックを付け、ファイルは(19)で取得したGNSSのログファイルを指定します。

・Output Directoryにチェックを付け、は出力ファイルを出力したいフォルダを指定します。

・FormatはU-bloxを指定します。

・[RINEX OBS/NAV/GNAV/HNAV/QNAV/LNAV and SBS]にチェックを付け、適当な出力ファイル名をつけ、拡張子は[.obs]とします。

・Convertボタンを押して、変換を開始します。

・Output Directoryに[.obs]の拡張子を持ったPOSTRTK用計測ファイルが作成されます。



RTKCONVの画面



(23) RTKPOSTでPOST基線解析を行い、My基準点の正確な座標を取得します。

・数値基準点日々の座標値(R3)の座標データをoptions>Positions>Basestation に登録する。(フォーマットはLat/Lon/Height(deg/m))

・Intervalをチェックして、30(s)とする。

・RINEX OBS:Roverに(22)で作成した観測ファイル(xxxxx.obs)を指定する。

・RINEX OBS:Base Stationに(20)でダウンロード・解凍した数値基準局観測ファイル(yyyyy.obs)を指定する。

・RINEX *NAV/CLK,SP3,IONEX or SBS/EMS に(20)でダウンロード・解凍した各衛星の軌道情報ファイルを衛星の種類だけ指定する。

(注)今回はGPSとGLONASSの2種類を使用したので、.18g と .18n を指定しました。

・solution にチェックを入れて、解析出力のファイル名(zzzzzzz.pos)というファイル名を入力します。

・Options>Setting1>Positioning Mode をKinematicにします。

・Options>Setting1>Frequencies/Filter TypeをL1 Forwardにします。

・Options>Setting1>Elevation Mask(°)/ SNR Mask(dBHz)をElevation Mask(°)はL1、SNR MASKはRover Base stationともにチェックを入れて、L1欄をすべて40を入力します。

・Options>Setting1>の最下欄のGNSSのチェックはGPSとGLONASSのみチェックしました。

・Options>Setting2>Integer Ambiguity Res(GPS/GLO/BIDS)はFIx and H OFFとしました。

・上記設定パラメータを保存する為、Options>Positions>Station Position Fileに適当なファイル名を入力して、SaveボタンでPosition Fileを保存します。
(これでパラメータの設定は終了です。)

・Execution ボタンをクリックして、解析データのファイル出力を行います。

・Plotボタンで解析データを確認します。
(左上にある[ALL]をQ=1に切り替えてみるとFIXデータのみのPLOTとなります。)

・出力ファイルをEXCELに取り込み、Q=1以外のデータ行は削除して、latitude(deg) longitude(deg) height(m)の平均値を求めます。

・平均値を基準局座標とします。

(新基準値:tallysman TW 3740)
36.5613126674 136.6140955143 62.4724333119

(注)2週間後ぐらいに 日々の座標値(F3)がダウンロードできれば、その基準局座標をRTKPOSTのOptionsのPositinsに設定し、再計算すれば、より正確な座標となります。)


RTKPOSTによる7.1Km離れた電子基準点を基準局にしたPOST解析画面


(24) 善意の基準局に公開しました。

 善意の基準局掲示板というサイトがあるのをご存知ですか?
大学や高等学校、企業等有志が無償で開設し、公開したRTK用基準局の一覧サイトです。

▽善意の基準局掲示板
http://rtk.silentsystem.jp/

今回構築したRTK用基準局を上記掲示板に掲載させてもらいました。
北陸地区にはまだ基準局がなかったので、現在試験公開中ですが利用したい人はぜひ使ってみて下さい。

次回は、今回開設した基準局を使用しての実際のRTK測位作業をご紹介します。

 
Copyright(C) 2002- ISABOU.NET All rights reserved.