Stellar-40 タクティカルグレード慣性航法システム(INS)

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推測航法とは、GNSS 依存せず、慣性およびその他のセンサーデータを利用して継続的な追跡を維持する航法手法である。通常、GNSS システムは位置情報を完全に喪失する。推測航法では、システムは時間の経過とともに徐々にドリフトする連続的な位置を計算する。このドリフトの速度は、IMU 外部補助センサーの利用可能性に依存する。

Stellar-40は、明確に定義されたメッセージフレームを利用する独自のsbgEComプロトコルを使用しています。これらの事前定義されたメッセージを使用することで、システムは、その情報を提供できるあらゆる外部センサーから、Airデータ、機体速度、および絶対位置データをシームレスに取り込むことができます。

いいえ、必要ありません。Stellar-40の高度なセンサーフュージョンアルゴリズムは、風の状態をリアルタイムで自動的に計算および推定するため、手動で入力する必要がありません。

陸上プラットフォーム向けに、Stellar-40は、特にGNSSが利用できない環境において、航法精度を向上させるためのさまざまな補助入力に対応しています。これらには、ハードウェアオドメーター（ホイールオドメトリー）、外部センサー（LiDARや光学センサーなど）からの速度補助、および絶対位置補助が含まれます。

適切な選択は運用環境によって異なります。過酷な振動環境下で使用されるプラットフォーム（深部攻撃ドローンや無人地上車両（UGV）など）には、ダンピング仕様を強く推奨します。ご自身の用途に適したバージョンが不明な場合は、サポートチームが適切な選択をお手伝いします。

SBASとは何ですか？

衛星補強システム（SBAS） は、衛星測位の精度、完全性、可用性、および継続性をGNSS 。 当初は航空分野を支援するために開発されたSBASですが、現在では、無人航空機（UAV）、海上航行、精密農業、GISマッピング、自動運転車、慣性航法システム（INS）などの用途において、貴重な航法支援手段となっています。リアルタイムキネマティック（RTK）や精密点位置測定（PPP）とは異なり、SBASは、ローカル基地局やインターネット接続を必要とせずに、無料でメートル級の測位精度を提供します。

スタンドアロン型GNSS は、GPS、ガリレオ、GLONASS、北斗などの衛星コンステレーションに属する衛星からの疑似距離を測定することで、自身の位置を特定します。 しかし、これらの測定値には、衛星クロックのドリフト、軌道（エフェメリス）誤差、電離層遅延、対流圏遅延、受信機のノイズ、マルチパスなど、いくつかの誤差要因が影響します。SBASは、これらの誤差のうち最も大きなものを継続的に推定し、ナビゲーションソリューションを大幅に改善するリアルタイムの補正情報を放送します。

SBASのアーキテクチャは、地域全体に配置された、精密に測量された基準局のネットワークに依存しています。これらの基準局GNSS 継続的に監視し、測定された衛星までの距離と既知の位置を比較することで、衛星の時計誤差、軌道誤差、および電離層誤差を推定します。測定データはマスター制御センターに送信され、そこですべての基準局からのデータが統合されて、補正メッセージと完全性情報が生成されます。これらのメッセージはその後、静止軌道衛星にアップリンクされ、同衛星からSBAS対応GNSS に向けて再送信されます。 受信機は、自身の位置を計算する前にこれらの補正を適用することで、擬似距離測定に影響を与える主な誤差要因を効果的に低減します。

数学的には、補正後の疑似距離は次のように表すことができる：

P修正済み​ = P測定値​ − Δ時計 ​− Δ軌道​ − Δイオノ​

ここで Pmeasured は元の疑似距離の測定値であり、 Δclock は衛星クロックの補正を表し、 Δ軌道​ は軌道補正を表し、 Δiono は電離層遅延補正である。

これらの補正により、通常、GNSS 測定誤差は、およそ3～10メートルから1～2メートル程度まで低減されます。この精度レベルは、RTKやPPPで達成されるセンチメートルレベルの性能には及ばないものの、SBASには「完全性監視」という大きな利点があります。SBASは単に位置精度を向上させるだけでなく、監視対象のすべての衛星の状態を継続的に評価し、時計の異常、軌道誤差、または信号の劣化によって衛星の信頼性が低下した場合、ユーザーに迅速に警告を発します。 この機能は、ユーザーがナビゲーションソリューションを信頼できるかどうかを把握しなければならない、安全性が極めて重要な用途において不可欠です。

世界中でいくつかの地域別SBASサービスが運用されています。これには、北米のWAAS、欧州のEGNOS、日本のMSAS、インドのGAGAN、ロシアのSDCM、韓国のKASS、そしてオーストラリアとニュージーランドのSouthPANが含まれます。最新の GNSS、一般的に、その地理的位置に応じて、複数のSBASサービスを自動的にサポートしています。

慣性航法システムにおいて、SBASはより正確でGNSS 提供し、センサーフュージョンの性能を向上させます。拡張カルマンフィルタ（EKF）は、GNSS および速度測定値を用いて、慣性センサーによって蓄積されたドリフトを定期的に制限します。GNSS測定ノイズや衛星に関連するバイアスを低減し、より安定した位置および速度の更新を実現するとともに、航法アルゴリズムに貴重な完全性情報を提供します。ただし、GNSS 向上させるものではなく、GNSS 補うこともできません。信号が途絶している間、航法性能全体はIMU INS IMU 依存します。

したがって、SBASは、高い信頼性と完全性を備えた、無料で世界中で利用可能なメートル級の測位を必要とする用途にとって、優れたソリューションです。特に、センチメートル級の精度を達成することよりも堅牢な測位が重視される、自動運転車、無人航空機（UAV）、船舶航行、農業、および産業用システムに最適です。測量級の高精度測位が求められる用途では、RTKやPPPが依然として推奨される補正技術ですが、SBASは、GNSS 補完する、信頼性が高く広く利用可能な手段として機能します。