Markus Brandl、Xiaoming Chen、Herbert Landau、Carlos Rodriguez-Solano、Ulrich Weinbach
この記事では、GPS Worldの2012年の機能”Real-Time Extended GNSS Positioning:A New Generation of Centimeter-Accurate Networks”を更新している。”
RTKリファレンスステーションのインフラを必要とせずに、世界中のセンチメートルレベルの絶対位置を可能にするTrimble CenterPoint RTX補正サービスは、プロの高精 アクセスは、任意のGNSSデバイスと互換性のあるソフトウェアライブラリを介して提供されます。 訂正は今安全重大な適用のための詳しい完全性情報を含んでいる。RTXインフラストラクチャは、約120の世界的に分散されたRTXリファレンスステーションで構成されています。 これらの局の受信機は、測定データを1HzでRTXサーバセンターに送信し、そこで補正データが計算されます。 冗長性のために、米国および欧州の複数のサーバーが運用されています。 処理チェーン内の単一障害点を回避するフェイルセーフアーキテクチャにより、修正の可用性が非常に高くなりました。 今日、システムはGPS、GLONASS、Galileo、BeiDou、QZSS衛星をサポートしています。 これは、各衛星システムのための二つ以上の周波数をサポートする多周波システムです。
補正ストリームは、静止衛星とIP接続を介して放送されるLバンド信号を使用してユーザーが利用できます。 Lバンド送信RTXデータストリームは、600～2400ボーの帯域幅と、Lバンドモードでは8秒、IPモードでは5秒の平均遅延で、1ミリメートルの分解能を持つ高度に圧縮されたデータフォーマットを使用しています。 データストリームは、安全な伝送を保証するために、256ビットの鍵長を持つ高度暗号化標準（AES）を介して暗号化されています。 データ伝送の完全性はあらゆるメッセージに付す32ビット巡回冗長検査と保証される。 RTX補正ストリームは、衛星の位置、衛星クロック、電離層および対流圏モデル、およびコードおよび位相バイアスに関する情報を提供します。
軌道決定は、動的モデルを用いた低減された動的アプローチを用いてリアルタイムで行われ、あいまいさ固定後の位相測定の精度を利用する。 計算された軌道に基づいて、衛星クロックは1Hzで推定され、異なる衛星システムに対して整数のあいまいさの固定が行われます。
次に、単層大域電離層モデルを計算し、球面高調波を介して表現します。 現在、グローバルネットワークよりも密度の高いネットワークを持つ二つの領域があり、これらは1,000以上の基地局でヨーロッパと米国本土をカバーしています。 これらのステーションを使用して、地域の電離層および対流圏モデルが計算され、高速収束（RTX-Fastサービス）が提供されます。
衛星位置とクロック情報はセンチメートルの精度を持ち、クライアントは搬送波位相あいまいさ分解能で正確なポイント位置決め（PPP）を計算するこ 表1にサービスの精度を示します。p>
表1。 欧州RTX–Fastネットワークにおける残差計算の3年以上（2015年6月～2018年7月）からのRTX補正の精度。 (Table data:authors)
あいまいさが解決されると、位置解は数センチメートルに正確になります。 グローバルRTX標準サービスは、図2に示すように、13分で7分～20cm(cm)の水平誤差(95%)と2.5cm(95%)の収束時間を提供します。 地域のRTX-Fastサービス（米国、欧州）は、1分未満の収束時間をセンチメートルの精度で提供します。 Warmstartの収束時間は約13秒です。
図2. 一ヶ月のデータをカバーする52の世界的に分散されたステーションのうち、RTXのグローバル収束。 （画像：Trimble）
指定された精度は、正確なTRIMBLE GNSS位置決めハードウェアで達成可能です。 非Trimbleデバイスへの統合のために、RTXソフトウェアライブラリが提供されており、RTX補正ストリーム内の個々のデータにリアルタイムでアクセスできます。 ADAS(advanced driving-assisted systems)や半自動運転などの安全クリティカルなシステムでの使用のために、ASIL-B ISO26262規格およびautomotive ASPICE規格に準拠していることが認定されています。 このライブラリは、サードパーティのアプリケーションに簡単に統合するために利用可能です。
リアルタイムRTXソリューションに加えて、webベースの後処理ソリューションは、無料で公共の使用のために利用可能です。 静的なTrimbleまたはRINEXファイルをサーバーにアップロードし、測定データを後処理し、さまざまな座標フレームの精密な位置を取り出すことは可能である。
サービスの整合性は、ヨーロッパと米国のRTX追跡ネットワークからの独立した局で継続的に監視されます。 サービスの完全性は、修正データドメインで提供されます。 RTXシステムの整合性監視部分は、計画外の衛星操縦や誤った放送エフェメリス、衛星信号や時計の異常、電離層嵐などのイベントによるリスクを最小; またはRTX補正ストリームを送信する際の問題。
監視局は、局の測定値と受信したRTX補正を使用して、位相観測残差（あいまいさの固定）を計算します。 これらの残差は、視線の監視ステーションによって見られる補正の実際の誤差を表しています（表1）。 補正が不良とみなされるしきい値は、軌道+クロック補正と地域対流圏モデルでは0.5m+QI（品質指標）、地域電離層モデルでは1.0m+QIです。
整合性監視は、コンピューティングサーバーを離れる前に潜在的に障害のある修正が検出され、除外されるプレブロードキャストチェックと、送信チャネ
図1. 放送前および放送後の整合性監視を含む、RTXのグローバルおよび地域の修正の生成および送信。 (画像:Trimble)
整合性フラグとアラームは常に補正ストリームに挿入され、RTXクライアントライブラリによって出力されます。 整合性情報は、整合性監視の存在をクライアントに通知し、修正-データ整合性違反が検出された場合にタイムリーなアラートを提供します。 アラートまでの時間の制限の目標は、RTXサービスのLバンド送信では17秒、IP送信では13秒です。RTX補正には品質指標が含まれています。
特に、衛星時計の品質インジケータには、与えられた衛星の潜在的な問題を示すための”DoNotUse”フラグが含まれています。 このフラグは、ユーザが受信したときの測位のための衛星の使用を防止する。 修正の品質指標は、実際には最初の完全性層です。 2017年には、放送前の整合性監視が第二層として機能するように追加されました。 2019年、放送後の整合性監視の追加に伴い、RTX補正データストリームに第3の整合性レイヤが追加されました。RTXシステムは、センチメートルレベルの補正へのアクセスを提供し、グローバルベースでセンチメートルの位置決めを可能にします。 RTX-Fastサービスは、欧州および米国で利用可能で、放送前および放送後の整合性監視が現在展開されています。
著者はTrimble Terrasat GmbH、ドイツのエンジニアです。
