Download - 波線追跡計算ツールKARAT を用いた測位誤差 シミュレー …...2007/11/05 · 第108回日本測地学会講演会@那智勝浦 2007.11.7-9 波線追跡計算ツールKARAT
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第108回日本測地学会講演会@那智勝浦2007.11.7-9
波線追跡計算ツールKARATを用いた測位誤差
シミュレーション -その2-市川隆一、Thomas Hobiger、瀧口博士、
小山泰弘、近藤哲朗情報通信研究機構 鹿島宇宙技術センター
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内容•はじめに•KARATによる測位誤差シミュレーション事例(位置、大気、クロックの同時推定)
•要旨結論の訂正•KARATによる補正効果 -予備報告-•まとめ
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KARAT
Numerical Weather Model数値(天気)予報
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解析領域
lon: 107˚-157˚Elat: 19˚-49˚N
Countries covered: Japan (100%) Korea (100%) Taiwan (100%) China (partly)
メソスケール客観解析データ@気象庁
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測位誤差シミュレーション
ZTD
gradient
clock position error
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推定条件(PPPを想定)•DATA: KARAT slant delay•ZTD: GMF[Boehm et al., 2006]•gradient: Chen & Herring[1997]•clock: 100ps(~30mm)•position error estimation•period: 2006.7.1-31•Tsukuba, Kashima, Aira, Uchinoura
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測位誤差シミュレーションに用いた衛星配置
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185 190 195 200 205 210−50
−40
−30
−20
−10
0
10
20
30
40
50
TIME
leng
th (c
m)
East North Vertical ZWD residual Clock
大気の水平勾配を推定しない
Elevation Cut Off: 10°Kashima
大気の水平勾配を推定する
185 190 195 200 205 210−50
−40
−30
−20
−10
0
10
20
30
40
50
TIME(DOY)
leng
th (c
m)
East North Vertical ZTD residual Clock
-
−50 −40 −30 −20 −10 0 10 20 30 40 500
50
100
150
200
250
300
350
400
Num
ber
residuals(mm)
ZTD difference East North Vertical Clock
大気の水平勾配を推定しない
Elevation Cut Off: 10°Kashima
clock error
−50 −40 −30 −20 −10 0 10 20 30 40 500
50
100
150
200
250
300
350
400
Num
ber
residuals(mm)
ZWD residual East North Vertical Clock
大気の水平勾配を推定する
clock error
−50 −40 −30 −20 −10 0 10 20 30 40 500
50
100
150
200
250
300
350
400
Num
ber
residuals(mm)
ZWD residual East North Vertical Clock
Cut Off: 45°
-
Elevation Cut Off Test
−10
0
10
ZTD
(mm
)
−10
0
10
EW(m
m)
−10
0
10
NS(
mm
)
−20
0
20
UD
(mm
)
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 650
50
Cloc
k(m
m)
Elevation Cut Off Angle
大気水平勾配を推定しない
−10
0
10
ZTD
(mm
)
−10
0
10
EW(m
m)
−10
0
10
NS(
mm
)
−20
0
20
UD
(mm
)
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 650
50
Cloc
k(m
m)
Elevation Cut Off Angle
大気水平勾配を推定する
KashimaZTD
EW
NS
UD
CLOCK
ZTD
EW
NS
UD
CLOCK
-
180 185 190 195 200 205 210 2152450
2500
2550
2600
2650
2700
2750ZT
D(m
m)
MANAL GMF PPP
180 185 190 195 200 205 210 215−100
−50
0
50
100
resid
uals(
mm
)
DOY of 2006(UT)
MANAL − GMF MANAL − PPP
Kashima
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従来の議論と逆?•低仰角ほどクロック、ZTD、位置の各推定値の分離が良くなるはず?->逆の結果
•一つの可能性•多くの推定:wetとhydrostaticの2つの項に分けてマッピング関数を適用
•KARAT: total slant delayを計算する。bendingもtotal refractive indexで計算
bending angle: total > wet + hydrostatic
-
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0 10 20 30
case 1case 2case 3case 4case 5case 6
Diffe
renc
e (m
)
Elevation Angle (degrees)
a
0
5
10
15
20
0 10 20 30 40 50 60
case 1case 2case 3case 4case 5case 6
Ray
Bend
ing
(min
utes
)
Elevation Angle (degrees)
b
Figure 3
bendingの効果RH(%) Surf. Temp.(°C) RH(%) Surf. Temp.(°C)
case 1 10 15 case 4 10 30case 2 50 15 case 5 50 30case 3 100 15 case 6 100 30
Ichikawa et al.[1995]
KARAT -(wet mf + hydrostatic mf)
= 1~2cm
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KARATと従来の大気モデルとの比較
•日本周辺のIGS(International GNSS Service)観測点のデータを用いた測位計算結果で比較
•PPP(IGS final orbit & clockを使用)•period: 2006.3.1 - 2007.2.28•software: GPSTools Ver. 0.63[高須・笠井, 2005]
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•(wet mf + hydrostatic mf)でbending angleを計算していることがbiasの原因か?
•半分正しくて半分間違い•正しいこと:atmospheric delay推定において、2項に分けたモデルをおくこと
•間違い:bending angleではない
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比較した大気遅延補正法(1)KARAT~生のGPS位相観測データから
KARATで計算した大気遅延量を直接差し引いた
データを生成して解析
(2)GMF + gradient model
(3)GMF only
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Receiver Position Horizontal Error : 2006/03/01 00:00:00−2007/02/28 23:55:00
120°E 150°E
30°N
REF: IGS Final
0.02m
BJFS
DAEJ
GMSD
MIZU
MTKA
SHAO
SUWN
TNML
TSKB
TWTF
USUD
YSSK
-
repeatability-全観測点の平均(2006.3-2007.2)-
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
East North Vertical
KARAT GMF+grad GMF only
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まとめ•KARAT slant delayをデータとして、クロック、位置、測位誤差をシミュレーション
•低仰角ほど分離悪い -> mfに起因する系統誤差?
•bending delayの影響か?•KARATを実際のPPPに適用•水平勾配を推定した場合と同程度の寄与謝辞: GPStoolsを提供くださった高須さんに深くお礼申しあげます