しかし、多くのアプリケーションでは、より高い精度が要求されます。多くの差分補正技術がGNSSの精度を1cm以内に改善するために開発され、幅広い新しいアプリケーションを可能にしています。
このような精度を達成するためには、計算と測位結果に使用される基準フレームに注意を払う必要があるが、このトピックは測地学とデータム変換で扱われており、この記事の範囲外である。
GNSS補正
GNSSの精度を向上させるためには、様々な誤差を補正する必要があります。
補正には多くの種類があり、それぞれ異なるレベルのカバレージと性能を提供します。
主なものは以下の表に詳しく記載されています。この記事では、最も一般的な補正の基本をカバーします：DGNSSの簡単な説明、SBASとRTKの詳細な説明、そしてPPKの利点について説明します。
このシリーズの次の記事では、イオノシールドとPPPについて詳しく見ていきます。
ディファレンシャルGNSS (DGNSS)
従来のコードベースのDGNSSは、衛星誤差と局地的な大気誤差が狭い範囲では同じであると仮定しています。
この動作モードでは、基地局GNSS受信機がローバーのGNSS受信機の動作範囲の数キロメートル以内に設置されます。基地局は、RFまたはGSMモデムを使用して、一連の補正をローバー受信機に送信します。ローバー受信機は、これらの補正を使用して、（基地局との相対的な）差分位置を計算することができます。
この技術は、サブメーターレベルまでナビゲーションの精度を向上させることができますが、RTKが高精度測位の標準となったため、現在では時代遅れとなっています。
SBAS（衛星利用測位システム）
SBASは民間航空機の安全な航行を可能にするために開発された。それ以来、スタンドアローンのGNSS受信機よりも高い精度を必要とする他の多くのエンドユーザーアプリケーションに使用されています。
SBASのコンセプトは、基準局のネットワークを使用して、広域（大陸カバレッジ）でGPSのパフォーマンスを向上させることができる補正を計算することです。
これらの補正は、専用のSBAS静止衛星によって放送されます。最新のGNSS受信機は、通常のGNSSアンテナを通してこれらの補正を直接追跡し、1メートルの精度を提供するSBASなどの測位エンジンで使用することができます。
すべてのSBASコンステレーションの主な目的は、最大精度を達成することではなく、GNSSが完全性（位置誤差の正確な測定）の概念を追加して、意図されたアプリケーション（航空機のナビゲーションと着陸）のための最小精度を達成できるようにすることです。
現在使用されているSBASには次のようなものがある：
- 北アメリカ向けWAAS
- 欧州のEGNOS
- インドのためのGAGAN
- 日本向けMSAS
しかし、現在のほとんどのSBASはGPSコンステレーションに対する補正しか提供しないため、陸上ナビゲーションには最適とは言えません。将来のSBASソリューション（EGNOS V2など）は、マルチコンステレーション補正を提供する予定です。
SBASを支える技術
様々なSBASソリューションは、補正を提供するために同じ基礎技術を使用しています。それらは以下の補正を提供する：
- 衛星時計誤差
- 衛星軌道のずれ
- 大気の誤差
SBASはまた、故障衛星からのデータを拒否するために使用することができる衛星の完全性情報を提供する。
大気補正はまた、大気誤差のパターンを提供するために基地局のネットワークを使用して計算される。転送される誤差値は、IGP（電離層グリッドポイント）と呼ばれる所定の地点で大気によってもたらされる垂直方向の遅延に対応する。受信機は、各衛星からの異なる信号の遅延を補正することができる。
SBASが提供する情報を使って、受信機は擬似距離ベースの測定の誤差を補正し、位置の精度を水平方向で約1.2m RMS、垂直方向で約1.6m RMSまで向上させることができる。これは、スタンドアロンGNSSと比較して、特に垂直成分において大きな改善である。
リアルタイムキネマティック(RTK)とポスト処理キネマティック(PPK)
RTK 技術は、1990 年代半ばに初めてマッピング アプリケーションに導入された。従来の差分全地球測位システム（DGPS）と同様に、RTKは正確に配置された基地局とローバーGNSS受信機に依存しています。
2つの重要な計算ステップにより、センチメートル精度の測位が可能になります：
- 二重の違い
- キャリア位相測定とアンビギュイティの修正
二重の違い
一方、RTKは位相測定を追加し、「二重差分」アプローチを使用します。この方法では、基地の測定値はローバーの測定値から差し引かれ、すべての航法衛星の測定値はピボット衛星から差し引かれます。
このアプローチでは、すべての衛星誘導誤差、受信機誘導誤差、および基地局近傍で一定であると仮定される大気誤差を補正することができます。
この計算から我々はこうなる：
- 基地局の基準点におけるローバーの位置（緯度/経度/高度
- ローバーの時間
基地局とローバーの間の距離はベースラインと呼ばれ、RTKの重要な要素である。ベースラインが増加すると、一般的な大気誤差と一般的な衛星軌道誤差が完全に相殺されないため、誤差バジェットがわずかに増加します。これがRTK位置精度の仕様に見られる典型的な「+1ppm」です。
キャリア位相測定とアンビギュイティの修正
前回の記事で紹介した搬送波位相測定は、誤差をセンチメートル・レベルまで減らすために必要である。
搬送波位相測定の課題は、本質的にあいまい（または不完全）であることである。キャリア位相サイクルには、測定から欠落している整数個の部分があります。この欠落部分は「アンビギュイティ」とも呼ばれます。
リアルタイムキネマティック（RTK）測位プロセスは、このアンビギュイティを推定することから始まります。このプロセスは「RTK フロート」モードとしても知られています。このモードでは、アンビギュイティは徐々に収束しますが、整数値ではありません。
最高の精度とロバスト性を実現するために、次のステップでは、これらのアンビギュイテ ィのそれぞれの整数値をリアルタイムで特定します。
アンビギュイティ解消の結果、RTK精度が最大になり、ロバスト性が向上します。これは一般的に「RTK固定」モードと呼ばれています。
特定の衛星への位相追尾が中断されると、「サイクルスリップ」イベントが発生し、その衛星の整数アンビギュイティを再度解決する必要があります。このため、サイクルスリップが多すぎると（特にすべての衛星で同時にサイクルスリップが発生すると）、RTK性能に悪影響を及ぼします。このような事象を抑えるためには、優れたアンテナとアンテナ配置、そしてクリーンなRF環境が不可欠です。
ポスト処理キネマティクス
これまで見てきたように、RTKはこれらの補正を "リアルタイムで "適用することであり、これは、現地でRTK処理を計算するために、ローバーが基地局とのデータリンク接続を持っていなければならないことを意味します。
いくつかのアプリケーションは、リアルタイムでの軌道を必要としませんが、より高い精度やよりシンプルなセットアップの恩恵を受けることができます。ポスト・プロセッシング・キネマティック（PPK）は、そのようなニーズに応えることができます。PPKでは、ローバーはリアルタイムの補正を受けることなく、データ収集中に独自のGNSS生データを収集します。その後、このデータは基地局または基準局ネットワークからの正確な情報を使って後処理されます。
PPKはリアルタイムの補正に依存しないため、データ収集に柔軟性がある。空撮、マッピング 、科学研究など、リアルタイム通信が困難または不要な場面でよく使用される。
ディファレンシャル補正にPPKを使用する利点。
PPKはGNSSを処理する際に以下のような主な利点を提供します：
- フィールドワークフローの改善：RTKベースのミッションの主なコストは、基地局が近くにあることを確認すること、必要であれば基地局を設置すること、信頼できるデータ接続を確保することなどである。Qinertiaは、多数のCORSネットワークを内蔵しており、サードパーティのネットワークにも直接アクセスできます。これにより、基地局の可用性を確保し、信頼性の高いデータ接続を設定する複雑さが解消される。
- 品質管理の向上：多くの品質指標は、処理の実際のパフォーマンスを評価するのに役立ちます。これらには、高度な統計、分離（前方処理と後方処理で計算された位置/姿勢の差）、GNSS信号の指標が含まれます。
- 全体的なパフォーマンスの向上：RTKアンビギュイティの解決には時間がかかることがあります（基地局までの距離や大気の状態によって数秒から数分）。これは、捕捉開始時や厳しいGNSS条件下では重要な意味を持ちます。PPKは、フィックスレートを最大化するために、フォワード方向とバックワード方向の両方で処理することにより、これらの影響を軽減します。また、より高度なアルゴリズムを使用したり、正確な衛星エフェメリスを使用することによっても性能を向上させることができます。