認証可能な列車位置特定プロジェクト(CLUG)にINSが選定
SBG INS/GNSSが、ヨーロッパの主要な鉄道会社が主導する認証可能な列車位置特定プロジェクト(CLUG)に選ばれました。
“SBG Systemsは、優れた慣性センサーを提供しています。信頼できる地元のプロバイダーと協力することが重要でした。” | Valentin B. – SNCFの列車位置特定プロジェクトマネージャー
輸送サービスのデジタル化に伴い、リアルタイムでの列車位置特定は、ヨーロッパの鉄道部門および旅行者にとってますます重要になっています。
現在、信号伝達を目的とした列車の位置は、線路回路や車軸カウンターなどの沿線機器に基づいており、これらの機器は鉄道線路に沿って特定の間隔で設置されています。GNSSの使用は、ヨーロッパの鉄道ネットワークに革新をもたらす可能性があります。
CLUGプロジェクトとは?
CLUGプロジェクトは、“GNSSを備えた認証可能なローカリゼーションユニット”を意味します。
鉄道会社(SNCF、DB NETZ、SBB)、鉄道信号業界(CAF、Siemens)、航法スペシャリスト(Airbus Defense and Space、Naventik、FDC)、研究機関(ENAC)、認証専門家(Navcert)など、さまざまなパートナーの大規模で完全なコンソーシアムを集めた2年間のプロジェクト(2020年1月開始)です。
GNSSをIMUや走行距離計などの他のセンサーと組み合わせて、継続的で正確な列車の位置特定を実現します。さらに、この位置特定は、将来の欧州鉄道交通管理システム(ERTMS)にシームレスに統合できます。
EUが資金提供するCLUGプロジェクトは、次の4つの特性を備えた、フェイルセーフなオンボード位置特定ユニットの作成を評価します。
– GNSS、トラックマップ、および最小数の基準点を使用して参照される航法コア(IMU、タコメーターなど)で構成される、フェイルセーフなオンボードマルチセンサー位置特定ユニット。
– 列車の位置、速度、およびその他のダイナミクスを提供するオンボードの継続的な位置特定システム。
– 欧州の鉄道ネットワーク全体で運用可能で相互運用可能。
– 現在のERTMS TSIまたは将来の進化版と互換性があります。
なぜヨーロッパの鉄道ネットワークにとってゲームチェンジャーとなる可能性があるのか?
CLUGプロジェクトは、線路脇の設備の大幅な削減(つまり、脆弱な設備の削減)を可能にし、ローカリゼーションのパフォーマンスを向上させることにより、ヨーロッパの鉄道ネットワークに革新をもたらす可能性があります。
最終的に、このプロジェクトは、将来を見据えた列車のデジタル化と自動化の開発を可能にする重要なテクノロジーです。
効率性、正確性、安全性:この未来の鉄道技術は、ヨーロッパのすべての旅行者の増加する移動ニーズに対応し、顧客体験を向上させます。
欧州主要鉄道会社主導の認証可能な列車位置特定プロジェクト(CLUG)
2つの異なる慣性航法システムがCLUGプロジェクトの実験をサポートしています。さらに、SNCFは SBG Systems のような信頼できる地元のプロバイダーとの協力を高く評価しました。
まず、Apogee-D は、トリ周波数 GNSS 受信機を搭載したオールインワン INS を提供します。高精度な姿勢(0.008°)、真方位(0.015°)、および位置を提供します。
次に、Ekinox-E は外部支援 INS として機能します。さらに、ユーザーは任意の外部 GNSS 受信機に接続できます。リアルタイムで最大0.02°の姿勢を提供します。さらに、GNSSと結合して、GNSS が中断された場合でも、真方位(0.05°)と継続的な位置を提供します。
CLUGチームはまた、特に長いトンネルで精度を高めるために、両方の INS に走行距離計を接続しています。さらに、パフォーマンスを向上させるために INS の生データを使用しています。
最後に、Airbus Defense and Space はローカリゼーションアルゴリズムを設計しました。Apogee の慣性データと GNSS データを後処理し、テストのリファレンスとして使用しています。
すべての SBG の慣性センサーと同様に、Apogee-D と Ekinox-E は、広範なテスト、スクリーニング、およびキャリブレーションプロセスから恩恵を受けています。
各センサーは-40°Cから85°Cまで個別にキャリブレーションされ、キャリブレーションレポートとともに出荷されます。センサーはテストされ、仕様を満たすもののみが納品されます。このプロセスにより、最高レベルの信頼性が保証されます。
列車位置特定に使用されるSBG SystemsのINS
Apogee および Ekinox INS は、リアルタイムで融合されたデータを提供し、統合されたデータロガーによる後処理を可能にします。さらに、SBG Systems の社内 PPK ソフトウェアである Qinertia は、後処理を簡素化します。Qinertia には、自動補正統合のための独自の VBS 機能が含まれています。
さらに、VBS は、数百キロメートルの鉄道のコリドーマッピングをシームレスな運用に変えます。この実験の最終結果は、2021 年 12 月に予定されています。
最後に、CLUG の Web サイトおよびソーシャルネットワークで、この技術的な旅の各ステップをフォローしてください。
Apogee-D
Ellipse-Dは、デュアルアンテナとデュアル周波数RTK GNSSを統合した慣性航法システムです。当社のINSは、後処理ソフトウェアQinertiaと互換性があります。
ロボットおよび地理空間アプリケーション向けに設計されており、走行距離計の入力をPulseまたはCAN OBDIIと組み合わせて、デッドレコニングの精度を高めることができます。
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GNSS と GPS の違いとは?
GNSSはGlobal Navigation Satellite Systemの略であり、GPSはGlobal Positioning Systemの略です。これらの用語はしばしば混同して使用されますが、衛星測位システム内では異なる概念を指します。
GNSSは全ての衛星測位システムの総称であり、GPSは特に米国のシステムを指します。GNSSはより包括的なグローバルカバレッジを提供する複数のシステムを含みますが、GPSはそのシステムの一つに過ぎません。
GNSSを使用すると、複数のシステムからのデータを統合することで、精度と信頼性が向上します。GPS単独では、衛星の利用可能性や環境条件によっては制限がある場合があります。
GNSS後処理とは何ですか?
GNSSポスト処理(PPK)は、GNSS受信機で記録された生のGNSSデータ計測値をデータ取得後に処理する手法です。これらのデータは、他のGNSS計測ソースと組み合わせることで、最も困難な環境下でも、そのGNSS受信機に対して最も完全で正確な運動学的軌跡を提供できます。
これらの他のソースとしては、データ取得プロジェクトの場所またはその近傍にあるローカルGNSS基地局や、通常は政府機関や商用CORSネットワークプロバイダーが提供する既存の常時稼働リファレンスステーション(CORS)などが挙げられます。
後処理キネマティック(PPK)ソフトウェアは、無償で利用可能なGNSS衛星の軌道およびクロック情報を活用することで、精度をさらに向上させることができます。PPKを用いることで、使用される絶対的なグローバル座標参照フレームの測地基準系におけるローカルGNSS基地局の位置を正確に決定できます。
PPKソフトウェアは、エンジニアリングプロジェクトを支援するために、異なる座標参照系間の複雑な変換もサポートできます。
言い換えれば、補正を利用できるようにし、プロジェクトの精度を高め、ミッション後のサーベイまたは設置中のデータ損失やエラーを修復することもできます。
IMUとINSの違いは何ですか?
慣性計測ユニット(IMU)と慣性航法システム(INS)の違いは、その機能と複雑さにあります。
IMU(慣性計測ユニット)は、加速度計とジャイロスコープによって測定される車両の線形加速度と角速度に関する生データを提供します。ロール、ピッチ、ヨー、および運動に関する情報を提供しますが、位置や航法データは計算しません。IMUは、位置または速度を決定するための外部処理のために、動きと姿勢に関する重要なデータを中継するように特別に設計されています。
一方で、INS(慣性航法システム)は、IMUデータと高度なアルゴリズムを組み合わせて、時間経過に伴う車両の位置、速度、および姿勢を計算します。センサーフュージョンと統合のために、カルマンフィルタリングのような航法アルゴリズムを組み込んでいます。INSは、GNSSのような外部測位システムに依存することなく、位置、速度、および姿勢を含むリアルタイムの航法データを提供します。
この航法システムは、包括的な航法ソリューションを必要とする用途、特にGNSSが利用できない環境(軍用UAV、船舶、潜水艦など)で一般的に利用されます。
RTKとPPKの違いは何ですか?
リアルタイムキネマティック(RTK)は、GNSS補正がほぼリアルタイムで送信される測位技術であり、通常はRTCM形式の補正ストリームを使用します。ただし、GNSS補正、特にその完全性、可用性、カバレッジ、および互換性を確保する上で課題が生じる可能性があります。
RTKポスト処理に対するPPKの主な利点は、データ処理アクティビティをポスト処理中に最適化できることです。これには、順方向および逆方向処理が含まれます。一方、リアルタイム処理では、修正とその伝送における中断または非互換性により、位置決めの精度が低下します。
GNSSポスト処理(PPK)対リアルタイム(RTK)の最初の重要な利点は、フィールドで使用されるシステムが、CORSから送信されるRTCM補正をINS/GNSSシステムに供給するためのデータリンク/無線を必要としないことです。
ポスト処理の導入における主な制約は、最終的なアプリケーションが環境に対応する必要があることです。一方、最適化された軌道を作成するために必要な追加の処理時間に耐えられるアプリケーションであれば、すべての成果物のデータ品質が大幅に向上します。