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技術コンサルタント　 高須　知二 Tomoji TAKASU

地球惑星科学連合 2006 年大会. 高時間分解能 GPS/GNSS 衛星時計推定と キネマティック PPP への応用 Estimation of high-rate GPS/GNSS Satellite clock and application to the kinematic-PPP. 技術コンサルタント　 高須　知二 Tomoji TAKASU. 背景. PPP( 精密単独測位 ) 精度 (24H) スタティック : 水平 4mm, 垂直 10mm キネマティック : 水平 1-2cm, 垂直 3-4cm

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Presentation Transcript

  1. 地球惑星科学連合2006年大会 高時間分解能GPS/GNSS衛星時計推定とキネマティックPPPへの応用Estimation of high-rate GPS/GNSS Satellite clock and application to the kinematic-PPP 技術コンサルタント　高須　知二 Tomoji TAKASU

  2. 背景 • PPP(精密単独測位)精度 (24H)スタティック :水平4mm,垂直10mmキネマティック:水平1-2cm,垂直3-4cm • 精密暦の高品質化IGS Final : 実効5mm程度の精度 • 補正モデル高度化 • GPS/GNSS衛星時計補間誤差の問題→キネマティックPPPへの制約

  3. キネマティックPPP (300s) MIZU(IGS) : 2004/12/25 0:00:00-2:55:00GPST IGS IGR E-W N-S 10cm U-D CODE JPL

  4. キネマティックPPP (30s) MIZU(IGS) : 2004/12/25 0:00:00-2:59:30GPST IGS (Interpolated) IGR (Interpolated) E-W N-S 10cm U-D CODE JPL

  5. キネマティックPPP (1Hz) MIZU(IGS) : 2004/12/25 0:00:00-2:59:59GPST IGS (Interpolated) IGR (Interpolated) E-W N-S 10cm U-D CODE (Interpolated) JPL (Interpolated)

  6. HR-衛星時計推定(1) IGS Sat Clock (300s) Static-PPP(300s) Step1 (300s) IGS Sat Orbit (15min) Rcv Clock BIAS POS ZTD OBS (HR) Clock Estimation Step2 HR Sat Clock HR Rcv Clock QC Interpolation HR Sat Clock

  7. HR-衛星時計推定(2) IGS Sat Clock(300s) IGS Sat Orbit(15min) OBS (300s) Step1 Rcv Clock OBS (HR) ZTD POS BIAS Step2 HR Rcv Clock HR Sat Clock Interpolation

  8. HR-衛星時計推定(3) • EKF/S (PPP:3pass, CLK:1pass) • 電離層遅延:電離層フリー線形結合 • 対流圏遅延: ZTD推定+NMF/GMF • アンテナモデル: IGS01.PCV/IGS05.ATX • 局位置変動:固体地球潮汐,海洋荷重,極運動潮汐 • Phase Windup補正

  9. GT0.6.2

  10. HR-IGS局 (2004/12, 58 Stas)

  11. HR-衛星時計(1) PRN01: 2004/12/25 0:00:00-23:59:59 GPST wrt IGS Final (300s)

  12. HR-衛星時計(2) PRN01: 2004/12/25 0:00:00-23:59:59 GPST wrt IGS Final Interpolated (1Hz)

  13. 衛星時計安定度 2004/12/25 0:00:00-23:59:59 GPST 15s 150s Block II/IIA Cs Block II/IIA Rb Block IIR Rb Ref: AMC2 (HM) Clock Interpolation Error 300s : 0.05-0.3ns 30s : 0.01-0.03ns

  14. HR-PPP • HR-衛星時計を使った高時間分解能キネマティックPPP • 高精度化/高安定化アンテナ位相モデル対流圏遅延推定(ZTD/Gradient)Mapping Function食衛星の取り扱い(Block II/IIA)Sidereal Filter

  15. 1Hz HR-PPP測位解例 MIZU(IGS) : 2004/12/25 0:00:00-2:59:59GPST E-W N-S U-D CODE (Interpolated) 10cm 1Hz HR-PPP

  16. Sidereal Filter MIZU(IGS) : 2004/12/25 0:00:00-2:59:59GPST E-W N-S without Sidereal Filter U-D 10cm with Sidereal Filter

  17. 相対測位との比較

  18. 解析実行時間例 Pentium4 3.2GHz, Win XP, GT0.6.2, Matlab6.5.1

  19. HR-PPPの応用例 • 新潟県中越地震 地殻変動計測(2004/10/23, M6.8) • スマトラ地震 地震波観測(2004/12/26, M9.0)

  20. 新潟県中越地震 地殻変動(1) 新潟県中越地震 M6.8, 2004/10/23 8:56 UTC

  21. 10cm 新潟県中越地震 地殻変動(2) 電子基準点 位置変動 E-W : 2004/10/23 GPST

  22. 10cm 新潟県中越地震 地殻変動(3) 電子基準点 位置変動 N-S : 2004/10/23 GPST

  23. 10cm 新潟県中越地震 地殻変動(4) 電子基準点 位置変動 U-D : 2004/10/23 GPST

  24. 新潟県中越地震 地殻変動(3) 電子基準点 小千谷(950240) : 2004/10/23 GPST E-W 30 20 10 N-S 0 Displacements (cm) -10 -20 10cm U-D -30 M6.0 -40 M6.5 M5.7 M6.8 -50 8:00 9:00 10:00 11:00 M6.3

  25. 新潟県中越地震 地殻変動(3) 電子基準点 小千谷(950240) 2004/10/23 GPST ９:35:00 ～11:00 10 ９:34:30 9:12:３0 ～9:34:00 N W 0 9:00:00 ～9:12:00 8:57:00 M6.8 8:56 E S M6.3 9:03 8:56:30 M6.0 9:11 -10 M6.5 9:34 10 -10 M5.7 10:45 0 0 (cm) 8:00:00～8:56:00 -10 10

  26. 新潟県中越地震 地殻変動(4) 電子基準点 小千谷(950240) : 2004/10/23 GPST E-W 30 20 10 N-S 0 Displacements (cm) -10 -20 U-D : GSI F2解 10/22 -30 10cm : GSI F2解 10/24 -40 -50 8:00 9:00 10:00 11:00

  27. スマトラ地震 地震波 (1) Sumatra - Andaman Islands Earthquake M9.0, 2004/12/26 0:58:53UTC

  28. E-W N-S U-D スマトラ地震 地震波観測 (2) WUH2 3586km ARTU 6754km JOGJ 2024km 10cm IISC 2283km POL2 4841km NRIL 7351km DGAR 2861km USUD 5672km CHUR 13076km (2004/12/26 1:00-2:00 GPST)

  29. スマトラ地震 地震波観測 (3) POL2(IGS) : 2004/12/26 GPST L R 24min R:3.4km/s=4841km/1440s 0:59

  30. スマトラ地震 地震波観測 (4) POL2(IGS) -AAK(GSN-IRIS) (d=17.1km)

  31. スマトラ地震 地震波観測 (5) ARTU(IGS) -ARU(GSN-IRIS) (d=0.3km)

  32. スマトラ地震 地震波観測 (6) DGAR(IGS) -DGAR(GSN-IRIS) (d=18.2km)

  33. スマトラ地震 地震波観測 (7) DGAR(IGS) -DGAR(GSN-IRIS) (d=18.2km) (0.01Hz- )

  34. スマトラ地震 地震波観測 (8) DGAR(IGS) -DGAR(GSN-IRIS) (d=18.2km) (0Hz-0.01Hz)

  35. まとめ • HR-GPS/GNSS衛星時計推定 • HR-PPPの手法 • HR-PPPの応用例地殻変動解析、地震波観測 • 今後の課題:リアルタイム、長周期ノイズ低減、高速化 http://gpspp.sakura.ne.jp

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