準天頂衛星システムによる都市部での衛星測位の可用性の拡大

Abstract

現在，GPS（Global Positioning System）測位はカーナビゲーション等で広く使われているが，都市部では，高層ビル等によって測位信号が遮られて，測位率が著しく劣化する。また，電離層や対流圏での電波特性の変化によって電波伝搬の遅延が生じる。これによって，GPS衛星と受信機までの距離の測定誤差が生じ，位置の品質が劣化するため，自動車，鉄道等の各種移動体の位置管理システムを現状のGPS衛星だけで構築するには問題があった。準天頂衛星は，常時高い仰角にある測位衛星として，GPS衛星と同様の測位信号を放送することによって，GPS衛星と組み合わせて，幾何学的配置を表すPDOP（Position Dilution Of Precision）が改善される。同時に，準天頂衛星から高精度の補強情報を放送すれば，いつでもどこでも高精度測位サービスが受けられるようになる。代表的な都市部の丸の内で，移動体を用いた準天頂衛星システムの補完・補強機能の実証実験を行い，補完と補強の相乗効果によって，GPS衛星だけの測位結果に対して，準天頂衛星を1機追加すると，測位率が約1.7倍に改善すること，さらに準天頂衛星による改善結果に対してINS（Inertial Navigation System）を複合させることによって，GPS衛星だけの測位結果の3.5倍の測位率となることを確認した。また，レーンナビゲーションの判断基準となる車線幅の1/4（1.0m）以下の位置の品質を確認した。なお，丸の内地区では，GPS＋QZS（Quasi-Zenith Satellite）の場合，平均仰角マスクは46.7度であり，4機体制では利用可能時間率は約80％であることを確認した。