2012/01/01〜

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2011/12/30

今年も終わりなので昨年同様、今年の測位衛星の打ち上げだけまとめておく。

本年中にGLONASS-K 2号機の予定があったはずだがこれは延期された模様。ロシアの充実ぶりが目を引く。現在運用中の衛星数はGPS×31、GLONASS×24、QZSS×1、Galileo×2、Compass×10 (Galileoは試験中、Compassの利用可能数は?)。来年予定は、GPS Block IIF-3 (9月)、Galileo IOV-3,4 (夏)、Compass × 5。

今年は大変な年だったけど、何とか無事に年が越せそうでよかった。皆様よいお年を。

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2011/12/28

R.B.Langley, Beidou/Compass Declared Operational -- Test ICD Released, CANSPACE, December 27, 2011

昨日のCompass報道発表の詳報。英語訳の書き起こしへのリンクも貼られている。Ran Chengqi 中国衛星航法システム局長官によれば、"some aspects of the transmitted signals are not yet finalized or "cured" and that is why they are not discussed in the test ICD." とのことである。(→記者会見のTV報道1、2)

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2011/12/27

asashi.com, 中国版GPS、試験運用開始 独自に開発、軍事利用も, 2011年12月27日

本日あったCompass報道発表の記事。Compassもなんか軍事色が強くなってきたなあ、との印象。

補足: 日経の記事。でも「米国の最新の衛星と比べ性能が劣る中国の衛星は精度を高めるため、一般的に打ち上げ高度が低い。その分、消耗が早く、頻繁に打ち上げて更新しなければならない欠点がある。」なんて嘘書いちゃいかんな。(21:12追記)

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China Satellite Navigation Office, BeiDou Navigation Satellite System Signal In Space Interface Control Document (Test Version), December 2011

Compass ICD出たよ (笑)。
でも、これでどうやって受信機作ればいいのだろう。中国もこういうことばっかりやっていると、国際社会から信頼されなくなって国策として損だと思うのだけど。

補足: 念のため補足。Compassの拡散コードに関しては既に受信した信号から解析されていて (例えばこの記事) 、専門家の間では既知と言ってよい。問題は航法データでこれは解析が困難で (もしかすると誰か既に解析済みかもしれないが公表はされていない) Compass用受信機を作る上で障害になっていた。航法データが分からなければ衛星位置もクロックも計算できないので、結局信号が追尾できたとしても測位信号としては使えないということになる。噂としては、エフェメリス精度が悪すぎるので、(それを隠すために) ICDを公開できないのではとか、中国国内受信機メーカ保護のために受信機開発が終わるまで情報を出さないのでは、とか言われている (これがホントかどうかは知らない)。個人的には、出さないつもりなら、Compassは軍事衛星なのだから仕様非公開と明言すれば良いのにと思うのだが、今までの色々な経緯や国内事情でそうも行かないのであろう。(13:38追記)

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2011/12/25

やっと90日分ノーエラーで完走できそうだけど、解析時間がかかるので合間にION 2011論文。

R.Leandro et al., RTX positioning: the next generation of cm-accurate real-time GNSS positioning, ION GNSS 2011

TrimbleのCENTERPOINT RTX。Trimbleと言っても技術開発はドイツのTrimble Terrasatらしい。基本的にGPS+GLONASSのマルチGNSS-RT-PPP-ARなのだけど、地域限定で電離層補正も送っている。軌道は100局程度を使い自前でリアルタイム決定。GPS軌道精度は3DRMSで4cm前後。補正情報レイテンシのグラフがあるが1Hz clockのレイテンシ 50% 3.7s, 99% 5.6s。(clock補正は衛星リンク2 s毎、インターネットリンク1Hz)。測位精度水平1-2 cm、垂直2-4 cm。収束時間は水平5cmで20分 (68%)-25分 (90%)。IP-based RTXで水平5cmまで15分。さすがにTrimbleだけあって完成度高いなあという印象。商用だからサービス料かかるけど、すぐ使いたい人はこれを使えばよい。ただ基準局網密度に地域差があるので、密度の低い地域は性能が落ちる可能性がある。導入予定の方は事前に確認した方が良いと思う。しかし論文に18人も名前があるぞ。ずいぶん金かけて開発しているっぽい。なんかこういうの読むと、周回遅れになりそうな気がしないこともない (こっちは実質X人だし)。

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www.beidou.gov.cn

> 初めての記者会見のための北斗のシステムは、2月27日に開催される
> リリース時間：2011 -12-23
>（コンパスロイター特派員リーリンのLi）最初の北斗衛星ナビゲーションシステム、記者会見を主催国務院情報
> 局が2011年12月27日に10:00に開催されることを報告した。 北斗衛星ナビゲーションシステムのスポークスマ
> ン、中国の衛星ナビゲーションシステムは、チェンの管理局を蘭、中国の衛星ナビゲーション及び測位アプリケ
> ーションの管理、宝豊ヤン、中国航空宇宙科学技術（株）航空宇宙大臣趙暁春のディレクターは、記者会見と答
> えて記者の質問に参加します。
> それまでに、国内外の北斗衛星ナビゲーション業界、空間インタフェース管理文書（ICD）のベータ版での衛星
> 航法システムの信号、での注目は、正式に記者会見にリリースされます。

Google翻訳。やっとICD出るみたい (タイトルはたぶん12月27日の翻訳ミス)。欧米のクリスマス休暇に合わせてるのかな。

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2011/12/23

よーし、似たような条件で10分切ったぞ。4コアだけど。
最も性能に利いたのはLAPACKのpacked triangular系関数を普通のtriangular系に置き換えたこと。メモリはほぼ倍必要なのだけど、速度は倍以上に上がった。どうもpacked系関数は最適化が進んでない様で。これで1年分流すのに約2日半、10年分を1か月以内に解析できる。といっても10年分のデータをダウンロードするのも大変なのだけど。

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2011/12/21

C.Rocken et al., Apex - A high accuracy service for global real-time precise point positioning with GPS and GLONASS, ION GNSS 2011

ION GNSS 2011の論文から。今関わっているプロジェクトに非常に近いので、とても参考になる。GPSとGLONASSの軌道決定にはESOCのNAPEOSを使っていて、75局 (うち45局はGLONASSも) 24Hの処理でシングルコアで20分以下と書いてあるぞ。これ速いなあ。まだこっちの実装も最適化の余地があるのかも。でも、軌道精度は思ったより出てない様な。これは今のところ勝っているかも。もちろん条件横並びで比較している訳ではないけど。ということで世界は既にマルチGNSS-RT-PPP-ARでどれだけ精度が出るかという競争に入っているのであった。

補足: よーく読んだらApexによるPPPではまだアンビギュイティ解けないみたい。(21:20追記)

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ION GNSS 2011のproceeding CDを借りて、ざっと読む。うーん、世の中は大体予想した通り進んでいるなあ、という感じ。足を動かしていないと取り残されてしまう。ところでWuhanのYuの論文読んでlong-range RTKではやっぱりWL->NLのsequencial ARの方が有利だろうなあとは思った。これは多分次のバージョンに導入予定。

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2011/12/20

u-blox, u-blox achieve sub-meter accuracy with PPP, precise point positioning, December 20, 2011

u-bloxがPPPをサポートしたNEO-6Pを発表。暦や電離層はSBASを使う様。SBAS使うなら従来型WADGPSとあまり変わらない様な気もするが、何が新しいのだろう。NEO-6PってLEA-6Pの廉価、ROM版のはずだけど、”provide complete GPS satellite raw data”ってRXM-RAWやRXM-SFRBが出るということ? もしそうなら$100以下のRTK受信機モジュールとして使えるということになる。(データシートにはまだそんな記述はない) (多分)名前だけのPPPはいらないから、早くGLONASSとGalileoとQZSSが受かって10Hz rawが出るモジュールを出して欲しい。

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2011/12/17

J.Geng et al., Improving the estimation of fractional-cycle biases for ambiguity resolution in precise point positioning, Journal of Geodesy, 2011

Nottingham大GengのPPP-AR関係論文。FCB推定手法の改良 (ネットワークアンビギュイティを解く) とそれによるPPP精度の向上。改良後のdaily PPP解のRMSで、E 2.2mm, N 2.2mm, U 6.1mm。詳しくは後で読む。

Float PPP解のRMSでE 3.6mm, N 2.3mm, U 6.4 mmというのだけでも凄い (ちなみに6年くらい前にGpsToolsで評価した結果はこちら。モデルが古いとはいえかなり差がある。なおHelmert変換のscale係数が年周変動しているのは多分NMFのバグ由来。) のだけど、安定してこれくらい精度出るともう (後処理スタティックでは) 基線解析要らないんじゃないかな。ルーチンFCB解を提供して、解析ソフトもオープンソースで公開してくれると嬉しい。でもこれユーザ側の解析ソフトはPANDA (?)。

補足: 以前の検討では基線解析でも1,000局位なら16core 128GBの計算機を持ってくれば何とか実用的な時間で解けそうという感じだったけど、これが10,000局になったらほぼ絶望的である。PPPなら多分10,000局でも余裕で解けるはず (PPPは分散処理が容易なので足らなければ台数増やせばよい)。精度的に差がないとなるとやはり従来の基線解析は用済みという感じがする。もちろん今ならFCB解をどこから調達するかという問題はある訳だけど、これもIGSが近い将来提供を始めるのも間違いない。
(良く考えたら巨大網の解析にはGIPSY-AMBIZAPでも良い訳で、PPP-ARにこだわる必要もない。結局使いやすい高精度解析ソフトがあれば良い。でも元々10,000局以上の巨大網解析自体、需要ない?) (12/20追記)

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2011/12/15

Javad、Galileo受かんないぞ。F/Wがまだ対応してないとか。

補足:
http://www.javad.com/jgnss/support/update.html

Galileoが受からないのは受信機設定の問題の可能性もあるので、確認用にJavadのF/W情報の頁を貼っておく。3.4.0のrelease notesに新しい信号 (QZSS, Compass, GLONASS-L3) についての変更が載っている。これによると、[rc],[r1],[r2],[r3],[r5],[rl]のGalileoの係数はGPSと異なる様だ。RTKLIB 2.4.1の実装ではこれGPSと同じにしているので、疑似距離のデコードが正常にできないはず。これは (Galileoが受かれば) 実データを確認して早急に直す必要がある。受からないのはparameter /par/pos/sysのgal設定がoffになってる可能性がある (GIOVEは受かっているけど)。これは要チェック。ところでこれ読む限り、JavadもTRIUMPH_VS受信機ではE5BやAltBOCに対応してみるみたい。(12/16追記)

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2011/12/14

Galileo IOV衛星が信号送信を始めた様で、ちょっとJAXAさんから大学で借りてるJavadで受かるかどうか24H連続で監視中。
Javad受信機ではGIOVEは既にトラッキング出来てたんだけどどうもエフェメリスが変で、RTKLIB 2.4.1でGIOVEのskyplot描かせると変な所に軌跡が現れるのだった。原因が、衛星系の問題、受信機F/Wの問題、RTKLIB 2.4.1の問題のどれなのか確認が難しいので、今まで放ってあった。正式の信号が受かってエフェメリスが取得できれば、この辺の確認もできることになる。ところでJavadってE5AltBOCのワイドバンドトラッキングできるのかな。それともE5aだけ。

補足: Javad TR-G3Tのスペックみると"Galileo E1/E5A" と明確に書いてあるのでどうもE5aのみの様。E5のAltBOCって一応Galileo信号の売りなんだけど、帯域が50MHzはいるので今受かる受信機ってあるのかなあ。(8:14追記)

Leica GRX1200+は対応してるっぽい、と教えて頂きました。情報感謝。(9:26追記)
Septentrioも対応とのこと。情報感謝。(11:28追記)

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2011/12/13

R.B.Langley, Russia Launches First Navigation Augumentation Satellite, GPS World, December 12, 2011

2011/12/11 11:17 UTC, ロシア版SBAS SDCM用トランスポンダを乗せた通信衛星 Luch-5A, カザフスタンバイコヌール宇宙基地からプロトンMロケットで打ち上げ成功。静止位置は西経16度の予定。DGPS補正はGPSとGLONASSの両者に対応するが、現在のSBASメッセージ規格では同時51衛星までしか対応していないので、動的な衛星マスクを使いロシアで可視の衛星のみの補正情報を送信するのではないか、とのこと。今後、2012年にLuch-5B (東経95度)、2014年にLuch-5 (東経167度) を打ち上げる予定。

ロシアでは静止衛星は相当仰角が低くなるので一般ユーザの利用はかなり厳しいのではないかと思うのだけど、GLONASSの利用価値を上げるためにロシアは着々と手を打っているという感じ。Luch-5Bは日本からも利用できるはずなので、上がったらちょっと性能を評価してみたい。

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2011/12/12

A.Hauschild et al., Signal, orbit and attitude analysis of Japan's first QZSS satellite Michibiki, GPS Solutions, 2011

DLRのAndreによるQZSS-1「みちびき」の信号、軌道、姿勢に関する解析。34.95EURO也。CONGOネットワークの5局 (調布, シンガポール, シドニー, ハワイ, タヒチ) のJavad受信機をQZSS対応に更新して、受信したデータを解析している。GPSに比較したL5信号のノイズレベルの低さが目を引く (これはGPS Block IIFのL5のノイズが大きすぎる気も)。メインアンテナとL1SAIFアンテナの位置差を使った姿勢推定ではベータ角の大きさ20度を境に姿勢制御モードが変わること (Ys, Ec)、モード切り替えは理論値より若干早いことを指摘している。精密軌道推定とそれを基にした放送暦精度評価もしている。その結果によるとQZSSの放送暦精度は平均 R:-0.58m, C:-0.36m, A:1.41m。標準偏差 R:1.10m, C:1.04m, A:1.82 m。GPSの平均より若干悪い位。Along trackが特に悪いが軌道の差を考えるとこんなものだろう。軌道がGPSより高いので、UREで見るとGPSと差はないと思う。
しかし、5dayのアークを使ったとしても、本当にたった5局で3.5 cmの精度出るかなあ。もしこれが本当ならQZSSの精密軌道決定簡単そうに見えるんだけど。

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2011/12/10

M.Lu, Simulation and Measurements on BeiDou-2 Positioning Performance, Stanford PNT Symposium, 2011

11月に開催されたスタンフォードPNTシンポジウムの発表資料。Compass (BeiDou-2) の測位性能評価の結果が載っている。9月の計測で3GEO+2IGSO, 平均可視衛星数5, 平均PDOPが6.9, RMSがN 10.2m, E 4.7m, U 22.1m。DOPを考えると色々と噂されているより悪くないという感じ。でもGPSのみのRMSで4.4m, 3.7m, 9.2mってどうよ。多分コンジューマグレードのアンテナ使っているのだろうけど、測位アルゴリズムに問題ないのかな。

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2011/12/09

Matplotlib Basemap Toolkit

ちょっと必要があってpythonで動く地図描画用ライブラリを探していたのだけど、matplotlib用にbasemap toolkitというのが有って、必要な機能は大体揃っている様だ (サンプル集)。ubuntu上で動かしたいのだけど、今のところパッケージ化されていないので自分でビルドする必要がある。basemapを動かすためには、matplotlibもv.1.0.0以上がいるので、現状ではこれも自分でビルドする必要がある。ということでビルド方法メモ。環境はubuntu 11.04 64bit。

(1) matplotlibビルド用に以下パッケージをインストール。
> sudo apt-get install python-dev
> sudo apt-get install libfreetype6-dev
> sudo apt-get install libpng12-dev
> sudo apt-get install python-gtk2-dev

(2) matplotlib v.1.1.0をダウンロード (matplotlib-1.1.0.tar.gz) し解凍。
> tar xvfz matplotlib-1.1.0.tar.gz

(3) matplotlibのビルド・インストール
> cd matplotlib-1.1.0
> python setup.py build
> sudo python setup.py install

(4) basemap v.1.0.2をダウンロード (basemap-1.0.2.tar.gz) し解凍。
> tar xvfz basemap-1.0.2.tar.gz

(5) geos-libのビルド
> cd basemap-1.0.2/geos-3.3.1
> export GEOS_DIR=/usr/local
> ./configure --prefix=$GEOS_DIR
> make
> sudo make install

(6) basemapのインストール
> cd ..
> sudo python setup.py install

パッケージのインポートはfrom mpl_toolkits.basemap import Basemap。うまくいくとこんな感じで地図が描ける。今のところおおむね満足。

補足: 以上はpython 2.7.1で動作確認。(3) にはnumpyも必要なので、入っていない場合パッケージ python-numpy もインストールする必要がある。(12/13追記)

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Information-Analytical Centre, GLONASS

GLONASSが遂に24機FOC体制に到達。フルスロット白くなっていてちょっと感動。GPS Worldの記事によると1996年初頭に一度24機体制に到達しているらしいが、その後ロシアの経済状況悪化によりその体制を維持できなかった。ということで15年ぶり。何はともあれ、めでたいことである。

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2011/12/04

Akiba PC Hotline

おお、急に8GBメモリ2枚で\1万以下。ちょっとi7 3930K+64GBというのを組んでみたいのだけど、これでなんとか\15万以下で行けるかな。

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2011/12/03

J.L.Crassidis and J.L.Junkins, Optimal Estimation of Dynamic Systems, Second Edition, 2011, CRC Press

Amazonで届いた参考書。推定フィルタの数学理論。Applied Mathmaticsのシリーズなので数学的に丁寧な導出が有難い。Advanced TopicsとしてColored-noise Kalman filter, Decentralized filter, Ensemble Kalman filter, Gaussian Sum filter, Particle filter, Robust filter等が取り上げられており、これらKalman filterの拡張手法を一覧するには良い。Nonlinear smootherについてちゃんと書かれている参考書も始めてみた。ちょっと高いけどフィルタ理論についてちゃんと勉強したい人にはお勧め。

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2011/12/02

NASA spaceflight.com, China breaks record with Long March 3A launch of another BeiDou-2 satellite, December 1, 2011

2011/12/1 21:07 UTC, Compass (Beidou-2) IGSO-5号衛星, 中国 西昌宇宙センタから長征3Aロケットで打ち上げ成功。これで軌道上のCompass (Beidou-2) 衛星は10機、打ち上げ順はMGGGIGIIII (うちGEO1機は軌道ドリフト中)。今年だけで見ても4/10, 7/26の打ち上げに続いて3機目。Compassは2012年までに14機構成でアジア太平洋地域の測位サービスを開始するとしてるが (ドリフト中のGEO 1機は除いて) あと5機である。

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2011/12/01

EC, EGNOS Toolkits

ECがフリーで使えるEGNOS用ツールキットを公開。ツールキットにはソースコードを含むスマートフォン用のSDKが含まれている。サポートされているOSはAndroid, iOS (iPhone), Blackberry OS, Windows Phone 7。受信機としてはublox LEA-6Tだが直接つなげないのでBluetoothモジュールを追加してスマートフォンにデータを飛ばす必要がある。インターネット経由でのEGNOS補強情報サービスであるSISNeTもサポートされている。SDKにはEGNOS SW Receiverと呼ぶ測位演算、SBAS補正処理ライブラリやそれらを使ったすぐ使えるデモAPPも含まれている。プログラム言語やAPIは、OSにより異なるが、C, C# または JAVA。残念ながら、Windows PC、Mac OS 用SDKは、まだ提供されていない。EGNOS以外のSBASやQZSS L1SAIFの対応は不明だが、もし対応していないとしてもソースが公開されているので改修は容易だろう。

補足: Linuxへのポーティングをした人がいるよう。→ sourcefoge EGNOS Toolkit (21:53追記)

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いつのまにか師走だあ。ところでCompass-IGSO-5衛星の打ち上げは今日のはずだが、Compass ICDはいつ出るのだろう。

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〜2011/11/30