PPK – 後処理キネマティクス
PPK（後処理キネマティック）は、生測位データの誤差を補正することで高精度な測位を実現するGNSSデータ処理手法です。後処理は、測量、マッピング、UAV運用など、正確な地理空間情報を必要とする用途で広く使用されています。
SBG Systemsは、慣性航法システムの性能を向上させるため、自社開発のGNSS後処理ソリューションを提供しています。
GNSS後処理（ポストプロセス）とは何ですか？
PPK後処理とは、データ取得後にGNSS受信機に記録された生のGNSSデータ測定値をシステムが処理するアプローチです。これらの測定値を他のGNSS測定ソースと組み合わせることで、最も困難な環境下でも、GNSS受信機向けに最も完全で正確な動的軌跡を提供できます。
これらの他のソースには、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、あるいは通常、政府機関および／または商用CORSネットワークプロバイダーによって提供される既存の連続稼働型基準局（CORS）があります。
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利用して、精度をさらに向上させることができます。PPKは、ローカルGNSS基地局の位置を、それが使用する絶対的なグローバル座標参照フレームデータムにおいて正確に決定することを可能にします。
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、異なる座標参照フレーム間の複雑な変換もサポートできます。
言い換えれば、PPKは補正へのアクセスを提供し、プロジェクトの精度を向上させ、ミッション後の測量または設置中に発生したデータ損失やエラーを修復することさえ可能です。
RTK 対 PPK
リアルタイムキネマティック（RTK）は、通常RTCMフォーマットの補正ストリームを使用して、GNSS補正情報をほぼリアルタイムで伝送する測位技術です。ただし、GNSS補正の完全性、可用性、カバレッジ、互換性などを確保する上で課題が生じる場合があります。
PPKは、往復処理を含む後処理中のデータ処理の最適化において大きな利点をもたらします。対照的に、リアルタイム処理では、補正データやその伝送に中断や非互換性が生じ、測位精度が低下する可能性があります。
GNSS PPK後処理をリアルタイム（RTK）と比較した最初の大きな利点は、現場で使用するシステムが、CORSからのRTCM補正をINS/GNSSシステムに取り込むためのデータリンクや無線を必要としない点です。
後処理の導入における主な制限は、最終的なアプリケーションが環境に対して何らかのアクションを実行する必要があるという要件です。一方で、最適化された軌道を生成するために必要な追加の処理時間をアプリケーションが許容できるのであれば、すべての成果物のデータ品質が大幅に向上します。
順方向処理と逆方向処理は、どのようにしてデータの精度を向上させるのでしょうか？
測量中に60秒間のGNSSのデータ途絶が発生したと仮定します。フォワードプロセッシング（順方向処理）における位置誤差は急速に拡大し（レートはIMUの仕様やその他のパラメータに依存します）、途絶の終了時に最大値に達します。その後、急速に回復します。
ポストプロセッシング（後処理）では、時間が逆向きに流れると仮定し、物理方程式が有効なまま逆時系列順に処理を行います。このバックワードプロセッシング（逆方向処理）では、通常のフォワードプロセッシングと非常にきれいな対称性を持って、GNSS途絶の実際の開始時に誤差が最大になります。
これら2つの計算結果をマージすることで、中断の中央付近での誤差を最大でも抑えることができ、フォワードのみやバックワードのみのソリューションと比較して、その規模を大幅に縮小できます。これにより、SBG Systems製品で可能なGNSS+INSソリューションが特に改善されますが、GNSS単独の処理もこのワークフローの恩恵を受けます。
前述の通り、この改善を実現できるのは後処理のみです。なぜなら、最初から最後まで全データが必要となるため、使用できるのは測量がすべて終了した後になるからです。
あらゆる測量用途に対応
RTKは、リアルタイムの結果が求められるマッピング、施工管理、海洋アプリケーションにおける高精度GNSS測位に広く使用されています。INSデータのポストプロセッシングは、無線通信の実装やRTCM補正データの監視が困難なUAVやUSVの用途に効果的です。
空中測量ではPPKが好まれる傾向にあります。これは、地上局のブロードキャストアンテナの向きが原因で、上空ではセルラーネットワークの電波状態が悪く、飛行機とのデータリンクの構築が難しいためです。
ポストプロセッシングキネマティック（PPK）を必要とするその他の用途には、データ（画像やLiDARデータなど）が後続のワークフロー（多くはクラウド上）で処理されるものや、QinertiaのようなGNSS後処理ソフトウェアによる軌跡の処理を簡単に追加できるものがあります。
