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[実証] 都市部でのQZ1測位モード比較

2015年06月11日

1. 試験概要
2. 実証結果
3. QZSとGLONASSの効果
4. まとめ

1. 試験概要

＜目的＞
都市部における、マルチパスの影響を5種類の測位モードで比較し、準天頂衛星みちびき（QZS）の有効性を評価する。

・実証実施：準天頂衛星システムサービス株式会社（QSS）

＜試験内容＞
みちびき対応受信機「QZ1」を次の5種類の測位モードに設定し、同じ場所、時間で全モードの測位を実施した。

・測位モード：1）GPSのみ、2）GPSとQZS（L1C/A）、3）GPSとQZSのL1-SAIF補強、
　　　　　　　4）GPSのL1-SAIF補強、5）GPSとGLONASS
・場所：JR新橋駅周辺（東京・港区）
・日時：2015年2月27日 9時35分～9時55分

＜実証方法＞
各測位モードに設定したQZ1（5台）をプラスチックケースに入れ手で持ち、試験コースを赤矢印の方向に歩行で移動。その時のNMEAデータ(*)を取得した。

(*) NMEA：米国海洋電子機器協会（＝NMEA, National Marine Electronics Association）が定めた規格で、受信機とナビゲーション機器の通信に使用されるプロトコル

QZ1を入れたプラスチックケース

試験コース

2. 実証結果

2.1 測位状態

・GPSのみの測位に使用衛星数は4～8機で、QZSを加えた場合は1機多く5～9機となった。
・GPSとQZSを使用した場合、安定してL1-SAIFの補強が有効になっていたが、
　GPSのみの場合は衛星数が少なく、安定しない。
・GPSとGLONASSでは使用衛星数が7～12機と非常に多く
　HDOP（＝Horizontal Dilution of Precision、水平精度低下率）も良い。

上記グラフの凡例：赤色＝品質(*)、緑色＝使用衛星数、青色＝HDOP（水平精度低下率）
　(*)品質は、衛星の測位状況を表す。0：非測位、1：測位、2：測位補強あり

9時45分東京の衛星配置

2.2 測位精度

3. QZSとGLONASSの効果

3.1 QZSの効果

＜L1C/Aの効果＞
GPSのみの測位は移動ルートから外れた位置を多く示しているが、GPSとQZS（L1C/A）の測位は移動ルートとほぼ合っており、QZS（L1C/A）の効果は高いと言える。

＜L1-SAIFの効果＞
GPSにL1-SAIF補強を行った測位はGPSのみの測位結果と比較し、大きな改善は見られなかった。

今回の実証は電離圏の影響が少ない環境、時期に実施したため、大きな効果を得ることができなかったと考える。

3-2. GLONASSの効果

GPSのみと比較し測位精度は向上しているが、GPSとQZS（L1C/A）よりも移動ルートと異なる測位結果が多い。

今回の実証では仰角の高いGLONASSが少なく、建造物による遮蔽やマルチパスの影響を受け、高仰角のQZSほど高い効果を得られなかったと考える。

上表の赤枠は、常時仰角が45度以上の衛星

画面内の赤丸は、常時仰角が45度以上の衛星

4. まとめ

4.1 都市部での実証で分かったこと

・高い建物に遮蔽されてGPSの可視衛星数が少なくなるが、
　QZS（L1C/A）やGLONASSを追加することで衛星数が増えて
　DOP（測位精度劣化係数）が改善され、測位精度が向上する。
・GPSやGLONASSは、高仰角に位置するとは限らないので、
　高仰角でマルチパスの影響が少ないQZS（L1C/A）を使用することで測位精度が向上する。
・マルチパスや遮蔽の影響が大きく、電離圏の影響が少ない環境のため、
　QZS（L1-SAIF）補強では高い効果は得られない。

4.2 4機体制での期待

・QZS（L1C/A）が増え、GPS等の可視衛星数が増えることでDOPが改善され、
　安定して精度の高い測位が期待できる。
・QZS（L1C/A）が常時高仰角に位置するのでマルチパスが改善され、
　恒常的に測位精度の改善が期待できる。
・QZS（L1-SAIF）補強については、さらに精度の高い方式に変更し、
　4機から配信することで常時利用できる。