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Mosaic -量産に適した高精度GNSSモジュール- Location Business Japan 20192019612日(水) Sales Manager Japan & Korea Jan De Turck

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Mosaic

-量産に適した高精度GNSSモジュール-

Location Business Japan 2019年

2019年6月12日(水)

Sales Manager Japan & Korea

Jan De Turck

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
ご紹介ありがとうございます。セプテントリのヤンです。日本と韓国のマーケットを担当しております。 ご覧のタイトルで発表いたします。よろしくお願いします。
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当社の紹介

Mosaicの紹介

Septentrio技術の紹介

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当社の紹介

Mosaicの紹介

Septentrio技術の紹介

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Septentrioについて

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• 2000年にIMECのスピンオフとして設立

• 本社はベルギーのLeuven

• 事業内容: 高精度GNSS受信機の設計、製造、販売

• 事業分野:マシンオートメーション(建設、海洋、物流、農業)、ドローン、科学、

基準局

• 社員数: 106 (May 2019) (50 in R&D)。

• 事業所: US(Torrence), 中国(上海), 日本

• 売上(利益率) : 25.1 Mio Euro (2018), 15.1%.

• CAGR 2015-2018 : 24% (2019年の伸び率見通し27%)

• 株主: 非上場。 社員 : 27%, IMEC : 14%。

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
セプテントリはGNSS受信機の設計、製造、販売を専業とするメーカーです。衛星測位が不利な環境下においても精度や信頼性を保証できるように力をいれています。本社はベルギーのLeuven という大学の街にあります。アメリカ、中国の上海、オーストラリアと日本にオフィスがあります。2000年にIMECという半導体研究機関からのスピンオフとして設立されました。
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ESA / GalileoPrimary contractor since 2004Built the first Galileo receiver

IMEC3500researchers#1 independent semiconductor research institute world-wide.Founder and major partner of SSN

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
IMECは80年代にベルギーの半導体産業を育成する目的でフランダーズの政府によって設立されました。�このIMECにより、弊社は初期の受信機の段階からASICを使うことが可能となりました。また、次世代のASICやRFチップもIMECと開発をしております。もう一つの重要なパートナーは欧州宇宙機関です。2004年にGalileoの最初の受信機を作ったのは弊社です。このような経験を経て、衛星測位信号の細かいところまで学ぶことができました。 。
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Mapping

With improved reliability and with PPK processing, surveyors use the most modern methods for mapping and precise surveying.

Aggregates

With improved reliability quarry managers can quickly collect and process data to deliver

aggregate product results for mining planning, slope stability analysis and volumetrics.

AIM+ Low pwr Multi Const

Reliable GeoTagZAccurate

AIM+ Low pwr Multi C t

Reliable GeoTagZAccurate

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Septentrio in Confidence

Scalable accuracy

Interference Mitigation

Reliable Position and Orientation

Ionosphere Resilience

All-in-one, easy to use

AsteRx-U AsteRx4 OEM

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Septentrio in Confidence

Scalable accuracy PPP & RTK

Interference MitigationInmarsat

Reliable Position and Orientation

Ionosphere Resilience

Reliable Heading

AsteRx-U

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
世界トップ3の浚渫会社はオランダとベルギーにある。3社ともSeptentrioを利用。
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製品ラインアップ

OEM受信機ボード 筐体型受信機

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UAVやマシンコントロール向けの組込み用GNSS受信機ボード

NR3 PolaRx5

AsteRx-UAsteRx-SB

AsteRx m2(a)

AsteRx i

AsteRx4

Mosaic™

測量、基準局、マシンオートメーション、科学向け。USB,WiFi,BT,Ethernet,UHFと組み合わせたGNSS

受信機

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
弊社の受信機の紹介スライドです。 左はOEMボードと今年リリース予定のGNSSモジュール、 右は筐体型受信機。 ->NR3 はアンテナと一体型受信機で、測量は携帯基準局として使えます。 ->AxUは2アンテナ対応で建機のマシンコントロールによく使われます。 ->PolaRx5は地震や電離層の研究や基準局として使われます。 ->SBはシングルアンテナの小型モデルです。
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信頼性 セキュリティー可用性 精度

コスト

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
精度から:RTKのベスト精度は動的で6mm+基線長の0.5PPM(10km→+5mm)。定点観察:1~2mm。改善の見通しも要求もない。単独測位の精度改善:CLAS, DFMC SBASの動きはある。 可用性:どこでも(LTE基地局,海、森、UrbanCanyon、セルラー未カバーエリア)、いつでも(天気、電離層活動) 信頼性:測量には不要だったのですが、これから最も重要です。GNSS の特徴としては信頼性は環境に左右される。受信機が報告する信頼リミットを信じる他ありません。その報告値が信用できるかがもっとも重要であると考えております。また、このみつのファクターは改善される一方で、その効果がJamming/Spoofingに「だいなし」される危険性が増える一方です。 最後はコストです、いままでの数十万の相場で高精度GNSSの普及はすすまないとみています。まず、このコストから話していきます。
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当社の紹介

Mosaicの紹介

Septentrio技術の紹介

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Should be here at 15:12
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セプテントリオのデジタルASIC

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GReCo1

GReCo2

GReCo3

GReCo4S-QB5

1998 2002 2007 2014 2018

GPS/(GLO)48 チャンネル

2 デジタル入力APME

27x27 パッケージ

GPS/GLO/GAL+BDS

132 チャンネル5 デジタル入力

APMEFAU

15x15 パッケージ

GPS/GLO/GAL/BDS/QZSS/IRNSS448 チャンネルL-バンド x 2

ADC 4系統内臓電波干渉緩和機能

< 200 mW10x10 パッケージ

マルチ周波、マルチ衛星のRF ASIC

4バンド(SW設定可)フィルター内蔵7x7 パッケージ

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
受信機のコストを下げるためにRF回路もASIC化をしました。去年にリリースしましたQB5のチップとなります。
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開発キットは2パターン1)AsteRx-m2 devkit + キャリアボード2)UAS ボード(ドローン)+キャリアボード

組み込み

標準 : 追加部品は不要。基本機能は最外周の端子からアクセス可能。

拡張 : Ethernet: PHYを追加するのみ。SDカード: 直接追加可。

スケジュールJuly ‘19 : Integration Manual Sep ‘19 : Engineering samples Dec ‘19 : Volume production

UAS

AsteRx-m2 devkit

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
common terminals on outer rows makes it easier to design the lay out of the ‘host board’.
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当社の紹介

Mosaicの紹介

Septentrio技術の紹介

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Should be here at 15:18
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マルチ衛星、マルチ信号の重要性およびメリット

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• RTK Fixと方位の可用性

• 冗長性(L1C vs L1P)、頑健性

(Jamming/spoofing/interference)

• 拡張性:スマホ(L1,L5)、DFMC SBAS L5

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プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Talk about needing 300+ channels to be able to track all sats/all signals.
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RTK in semi-urban environment

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プレゼンター
プレゼンテーションのノート
最後にCLASの実験データを紹介いたします。 コア株式会社のご協力を得て、弊社の受信機を車に乗せて、RTKとCLASを町田市で比較してみました。 結果ですが: CLASフィクス率は84%。また、RTKとCLASの差は概ね+/-10cmに収まっています。 基準局位置の影響も考えられますし、またトータルの差を見ています。自動運転にとって重要な横ずれおそらく6-7cmに収まっっているとおもいます。 CLASは最大12個の衛星の補正情報を送っているため、このような場所では可視衛星が平均6~8個である。それを加味して、驚くほどの高精度が実現できています。
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Comparison of fix rate

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GPS+GLO+BDS+GAL

GPS+GAL

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
最後にCLASの実験データを紹介いたします。 コア株式会社のご協力を得て、弊社の受信機を車に乗せて、RTKとCLASを町田市で比較してみました。 結果ですが: CLASフィクス率は84%。また、RTKとCLASの差は概ね+/-10cmに収まっています。 基準局位置の影響も考えられますし、またトータルの差を見ています。自動運転にとって重要な横ずれおそらく6-7cmに収まっっているとおもいます。 CLASは最大12個の衛星の補正情報を送っているため、このような場所では可視衛星が平均6~8個である。それを加味して、驚くほどの高精度が実現できています。
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バンド外、バンド内電波干渉除外および緩和の重要性

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バンド外干渉対策 : バンド毎のシャープなFilter

Septentrio in Confidence

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LTE Band21の干渉テスト

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Antenna

AsteRx SB

NTRIP Client

AsteRx SB

NTRIP Client

Modem + Router

RF LAN

AsteRx U –baseNTRIP Server

Internet

LTE

Antenna

28km

Filter

LTE

約100 m

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GNSS L1 BandExternal filter

GNSS L1 Band No external Filter, only AsteRx SB internal filter

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ジャマー

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CigaretteLighterPlug

10 mW 4x 300 mW

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Should be here at 15:25 .
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GPS L1のジャミング例: -75 dBm @ 1575,42 MHz

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>45 dBRejection

Before Mitigation After Mitigation

GPS Main LobeAppears

Instant Detection

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
This slide shows an in-band continuous wave interferer right on top of the L1 GPS main lobe at a quite significant power. This was recorded from the baseband sample stream of the receiver. If an interferer like this shows up, AsteRx4 will automatically detect it in a split second and reject it by more than 45 dB. The picture at the right shows the signal after rejection, as obtained from baseband sample logging after the interference mitigation circuitry. It shows the GPS C/A bump gets nicely recovered. The rejection has hardly any impact on phase or group delay.
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C/N比は干渉源の100x近くまでキープ

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C/No

40 dB100x closer

Mitigation

NoMitigation

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
To take into account front-end distortion, we first applied a very high interfering power at the GPS main lobe, knocking out the receiver. Then we gradually decreased the power in order to see where the receiver recovered. This shows the C/No recovers 40 dB earlier on a receiver with interference mitigation enabled than a receiver without interference mitigation. In line-of-sight conditions the interfering source could be 100 times closer in this case before causing the same effect.
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Input

25 dB

C/AP(Y)

GPS L1

-72 dBm

Mitigated

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Finally, the signal from the black chirp device was combined with the GPS signal and sourced to the receiver. The power of the interference was -72 dBm (antenna referenced). The input signal monitoring shows the jammer wipes out the complete GPS L1 band. Monitoring the signal after interference mitigation shows the chirp signal is rejected with about 25 dB and the GPS C/A bump reappears.
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25 dB

PRN1

RTK Fix

RTK Fix

Mitigation

No Mitigation

チャープジャマー:干渉緩和

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Should be here at 15:28
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ドローン内干渉:GoProカメラ

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ドローン内干渉:GoProカメラ

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プレゼンター
プレゼンテーションのノート
インバウンドはすべて対応はできない。基本的に規則的な信号のみ対応可です。(セミ)ランダムなノイズがある程度以上になると受信できなくなる。 ただし、ビルとインSpectrum viewerで原因調査が用意である。対策は多くの場合はアルミホイル一枚で済む。
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先進的なアルゴリズム:LOCK+

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機械振動は、トラッキングの連続性に対して多大なインパクトを与えるため、RTKや、

PPP、ヘディング測位にとって悪影響

• 例としてグレード制御など

大きな振動があってもトラッキングを維持可能な特殊アルゴリズムを搭載

Lock+

他社製品

トラッキングの断絶

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Should be here at 15:31
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電離層反乱やシンチレーション

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Most likely around ± 22° from the magnetic equator

Source: InsideGNSSSeptentrio in Confidence

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
+/- 20 deg lattitude
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IONO+ robust FW for the whole family

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Baseline independence  Mine : operational Uptime very important : 1hour more availability thru IONO+
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衛星信号が近傍にある表面体に反射して生じたマルチパスを緩和

短い遅延時間のマルチパスの発生頻度が最も高く、悪影響が最も大きい

APME+

• 短い遅延時間のマルチパスにより良い効果

• トラッキングループを変更せずにマルチパスを推定

• 衛星ごとにマルチパスを推定

• マルチパス誤差量を表示

• 搬送波のマルチパスの緩和が可能

(RTKや、PPP、ヘディング測位で不可欠)

業界唯一の無バイアス(偏倚)マルチパス対策

マルチ・パス対策:APME+

36

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
The graph shows the error effect of multipath (vertical axis) in function of the “delay” expressed in meters (delay expressed in meters, because the replected GNSS signals take an indirect – longer – path (in m) to the receiver, which induces a delay which is the actual cause of the error.) Blue and green are 2 competitive solutions, red is the Septentrio solution. It is clearly smaller, most spectacularly so on the left (short delay). Short delay is most present and most damaging, because it is most difficult to compensate for. In fact, competitive solutions that try to “steer” the receiver to compensate this, cannot react fast enough, and can therefore not compensate this. Septentrio’s unique technology allows measuring the multipath
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RAIMと信頼性

Septentrio in Confidence

x20で表示AsteRx-m2

他社

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
Highlight error at lower right for other company Again mention no scaling, apart from their wrong fix which is most likely linked to the DOP Should be here at 15:35
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高更新レート&リアルタイム性

• 更新レートは50 Hzまで可能です。

• 遅延は4-6ミリ秒(他社の10分の1以下)

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10Hz Format Axm2 他社

GPS+GLO+GAL

NMEA 6 ms 75 ms

GPS+GLO NMEA 5 ms 50 ms

GPS+GLO+GAL

バイナリー 5 ms 75 ms

GPS+GLO バイナリー 4 ms 50 ms PPS

Axm2他社

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
15:36
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豊富なHW I/F ドローン向けUASボード

• 外部電源(6-30 V DC)

• データ・ロギング(SD+ボタン)

• USB(Virtual COMx2、電源)

• ステータスLED

• イベント・トリガー(PPS)

• カメラ・フラッシュ入力

• Pixhawkとの接続(電源含む)

• COMポート(x4)

• PHYを追加だけでEthernet も対応(Evaluation Kit)

© SEPTENTRIO 2015

電源出力 5V/2A

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
PixHawk,15:37 Onboard data logging. Event trigger + Camera shutter input.
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SWツール、その他

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• 制御手段: WebGUI / RxControl / CLI / SNMP’• 共通機能

• スペクトラムビュー• NTRIP キャスター、サーバー、クライエント• リモート制御、FWアップグレード、Firewall、アクセス管理、

構成管理• ロギング(NMEA/Rinex/SBF):複数ストリーム、プレセレク

ト(Support/PP)• その他のSW:

• PP SDK• GeoTagZ• SBF Convert :データ変換SW• SBF Analyze :データ解析SW

• RTKLib:SBFを対応。

プレゼンター
プレゼンテーションのノート
15:39
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Europe

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3001 Leuven Belgium

+32 16 30 08 00

www.septentrio.com@septentrio