精密単独測位技術（PPP）における ambiguity resolution（AR）は、搬送波位相測定における整数 ambiguity を解決する方法です。主な目的は、PPPの精度をセンチメートルレベルからミリメートルレベルの信頼性に向上させることです。これらの整数値を明らかにすることで、PPPは測位精度を高め、収束時間を短縮できます。PPPとARを組み合わせたアプローチ（PPP-ARと呼ばれることが多い）は、綿密にモデル化された位相とコードのバイアス、および高精度の衛星クロックプロダクトを活用します。
ambiguity resolution のプロセスは、不確実性を低減し、推定器が位相測定を固定された整数として扱うことを可能にします。これにより、信頼性と精度が向上します。複数の解析センターで生成された位相バイアスプロダクトの相互運用性とクロスバリデーションを調査しました。この分析の目的は、一貫した標準を促進し、結果の組み合わせを容易にし、リアルタイムの実装を促進することです。
実際には、PPP内での ambiguity resolution は、困難な信号条件下でも、収束を加速し、fix率を向上させ、位置の完全性を強化することが示されています。GNSSコンステレーションが拡大し、モデリング技術が向上するにつれて、ambiguity resolution を備えたPPPは、測量から自動航法まで、高精度アプリケーションの重要なツールとして登場しています。
SBG Systemsは、ローカルの基準局や高密度な地上インフラストラクチャに依存せずに、GNSSでセンチメートルレベルの精度を実現する、Orbi AR（Ambiguity Resolution）と呼ばれる新しい技術を開発しました。
RTKではなくOrbi ARを使用する理由
このセクションでは、展開のスピード、運用上の回復力、ユーザーエクスペリエンスなど、バランスを変化させている重要な要素を検証し、現代の複雑な作業現場におけるRTKの従来の制約に対するOrbi ARの汎用性とアクセシビリティを選択するための明確な根拠を提供します。
RTK – ディファレンシャルGNSS
RTKは、2つの受信機を持つことによって機能します。
- 基地局受信機は、既知の固定位置に設置され、既知の位置と受信したGNSS信号を比較して誤差を計算します。
- 近くの基地局受信機から誤差補正を受信し、それを自身の信号に適用して、非常に正確な相対位置を取得するローバー（静的/動的）。
精度は非常に高いですが、ローバーは大気条件に応じて、基地局に比較的近い必要があります（通常は10〜30 km）。これは、多くのエラー（大気遅延など）がローカルであるためです。
Orbi AR – Precise Point Positioning
Orbi ARは、相対誤差を求めるために単一のローカル基地局を使用する代わりに、グローバルに利用可能な補正データを使用して、高精度で完全に独立して絶対位置を計算します。グローバル補正には、高精度の衛星軌道とクロック情報、および大気遅延のモデルが含まれます。
| 特徴 | Orbi AR | RTK |
|---|---|---|
| ローカル基地局 | 不要 | 必要 |
| カバレッジ | グローバル | ローカル（30km以内の単一基地局、80km以内のVRS） |
| 精度 | 静止時：2～5cm（2σ） 動的時：2～3cm（1σ） | センチメートル（cm） |
| セットアップ | シンプル（受信機は1台のみ） | 複雑（ローカルベースのセットアップが必要） |
簡単に言えば、その違いは、テスト勉強をしている2人の生徒に例えることができます。RTKは、すでに正解を知っている家庭教師が、その経験を活かして生徒の間違いを修正するようなものです。
一方、Orbi ARは、一人で勉強している生徒が、本と照らし合わせながら慎重に自分の答えを確認するようなものです。家庭教師の方がわずかに精度が高いかもしれませんが、設定がはるかに難しく、費用も高くなります。どちらのアプローチも正確な結果をもたらしますが、修正の取得方法（近くの家庭教師（RTK）からか、世界中で利用可能な本（PPP）からか）が両者の違いを際立たせています。
Orbi ARの仕組み
標準的なGNSS受信機は、いくつかの重大な誤差の影響を受けます。
- 衛星軌道誤差: 衛星は、そのブロードキャストメッセージが示す正確な位置にいません。
- 衛星時計誤差： 衛星の原子時計には、ごくわずかですが、重大なタイミング誤差があります。
- 大気遅延： 電離層と対流圏はGNSS信号を遅らせて曲げます。
これらの伝送誤差とタイミング誤差が組み合わさって、受信機が計算した位置に誤差が生じます。詳細については、GNSSとその誤差要因、およびRTKおよびPPK処理に対する大気誤差の影響を参照してください。
Orbi ARの中核となる原則は、高精度な補正データを使用して上記の誤差を修正することです。
- 国際GNSSサービス（IGS）は、すべての衛星の正確な軌道と正確なクロック誤差を極めて高い精度で計算します。
- グローバル基準局ネットワークは全地域で運用され、軌道決定および衛星位相バイアス推定のために複雑なアルゴリズムを適用します。
- 位相バイアスが生成されると、専用の検証段階がいくつかの制御局で運用され、補正セットで使用される各衛星の測定値を制御します。
- 二周波GNSS観測を使用して電離層遅延を軽減し、外部の電離層モデルに頼らずに電離層の影響を受けない測定値を取得します。
- 高度なモデリングは、対流圏からの遅延を数学的に推定および解決するために適用されます。
Orbi ARの主な利点
Orbi ARは、正確な地理空間データの収集、視覚化、および現場での利用方法における根本的な進歩を表しており、衛星のみによる測位の従来の制約をはるかに超えています。以下は、Orbi ARの主な利点です。
- グローバルカバレッジ：ローカル基地局を必要とせずに、海洋、砂漠、または遠隔地の真ん中で高精度を実現します。
- 高精度：センチメートルレベルの測位を提供 [テストレポート近日公開]
- 地域全体での一貫性：世界中で均一な精度を提供します。
- 高速コンバージェンス時間：最新の技術により、センチメートルレベルの精度に到達するために必要な時間を短縮
- スケーラビリティ：ローカルリファレンスステーションが不要なため、マスマーケットおよびグローバルアプリケーションに最適です。
- 費用対効果：高密度な地上補正ネットワークへの依存度を減らし、インフラコストを削減します。
QinertiaソフトウェアのOrbi AR
後処理ソフトウェアであるQinertiaは、Orbi ARをQinertiaのGeodesy Engineおよび処理技術と組み合わせることで、次のレベルに引き上げます。
Geodesy Engine: Orbi AR の精度をローカルコンテキストに変換
Orbi ARソリューションは非常に正確な位置を提供しますが、エンドユーザーにとっては、これらの結果をITRF 2020から既知の基準点と比較するためにローカルな測地基準系に変換するという重要な課題が残ります。この重要なステップには、多くの場合、複雑な測地変換が必要となり、専門家以外にとっては誤差のリスクが高くなります。
Qinertiaは、内蔵のGeodesy Engineでこの課題に直接対処します。このエンジンは、パブリック変換の包括的なデータベースを備えており、シームレスで正確な座標変換を可能にします。Qinertiaのエンジンは、すべての測地基準系変換を内部で処理することにより、潜在的な誤差の主要な原因を排除します。PPPから得られた位置が、ユーザーが希望する座標系で自動的かつ正確に表現されるようにすることで、生データから使用可能なローカライズされた結果までのワークフロー全体が、よりシンプルで信頼性の高いものになります。
処理技術：比類のない信頼性を実現するOrbi ARとIMUの融合
Qinertiaの処理コアは、Orbi ARの信頼性を最大限に高めるように設計されており、順方向、逆方向、およびマージ技術を採用することで、収束時間を改善し、ノイズを低減し、信頼性を強化します。
さらに、処理モードであるタイトカップリングPPPは、GNSS受信機からの生データを融合し、それをIMUと基本的なレベルで組み合わせることで、より堅牢で継続的なナビゲーションソリューションを実現します。IMUとのタイトカップリングは、追加の制約を提供し、収束時間を短縮し、信号損失後の再収束を大幅に高速化します。
Orbi AR inQinertia Cloud
Qinertia Cloud Qinertiaが提供する先進的なクラウドベースGNSS ウェブQinertia Cloud 。最先端のOrbi AR技術を活用し、Qinertia Cloud 生のGNSS ウェブブラウザ上で直接、高精度な結果へとQinertia Cloud 。
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