2007/12/01〜

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2007/11/29

Navstar GPS Constellation Status (pdf, 16KB)
ちょっと訳あってGPS衛星のコンステレーション履歴をまとめてみた。ソースはLangleyさんのところの以下資料。しかし既に15年以上働き続けている衛星が結構あり、驚くほど長寿命だと言える。
http://gge.unb.ca/Resources/GPSConstellationStatus.txt

この表を丹念に見る人はSVN12が抜けていることに気付くはず。SVN12はBlock IIのQualification Testに使われ、今はSan Diego Air & Space Museumに展示されている。(補足: 衛星開発について詳しい方はご存じだと思うが通常衛星の試験にはDT:開発試験, QT:認定試験, AT:受入試験があり、QTはPM:プロトタイプモデルを使って設計・製造仕様を検証する。FM:フライトモデルはATで製造欠陥がないかを確認した後実際に打ち上げられる。これらを合わせtてPFMとして開発される場合も多い。21:48) この説明では、シャトルに搭載されて軌道投入される予定もあったようだがチャレンジャー事故のため、結局シャトルが使われることはなかった。なおION Navigation Museumでは初期GPS受信機等の写真、Klobucharモデルオリジナル文献等、GPSをはじめとする測位システムの歴史も見られる。

覚書。Matlab描画ルーチンの問題。今まで気付かなかったのだが現行windows版Matlab (6.5.1-7.4) には一度に描画するpatchオブジェクトの数が292を越えると描画が異常に遅くなるというバグ(?)がある様だ。どうも内部メモリ管理ルーチン問題らしいが対応は結構やっかい。(これはJava VMやVGAドライバの問題の可能性もある) (補足: デフォルトでは画面の複雑さに応じてレンダラを自動切り替えしているのだが、patchの数が増えてレンダラがzbufferまたはopenglに切り替わった際に異常に描画時間がかかるバグ(?)が出現する。やはりこれはVGAドライバが原因かもしれない。この問題はset(gcf, 'renderer', 'painters'); で明示的にレンダラを固定すると発生しないので、それで対処することにした。12/3追記)

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2007/11/28

気象庁, 全球数値予報モデルと週間アンサンブル予報モデルの改善について, 平成19年11月14日
ちょうど昨日触れた気象庁の全球数値予報モデルが従来の60km×40層から20km×60層に改善された様だ。ちなみに2007年11月現在でECMWFは25km×91層、UKMOは40km×50層、NCEPは35km×64層とのことでこれで世界で(水平は)最も細かい全球モデルになった。ついでなので各予報センタに入っているスパコンを最新のTop500から拾っておく。

昨日の資料ではUKMOには2004年時点でNEC SX-6 (1.92Tflops) が入っているとあるが最新Top500では見つけられなかった。

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2007/11/27

気象庁予報部, 数値予報課報告・別冊第50号 全球モデル開発プロジェクト(I), 平成16年3月
気象庁予報部, 数値予報課報告・別冊第51号 全球モデル開発プロジェクト(II), 平成17年3月
数値予報モデル衛星データ同化の資料と同時に購入した気象庁 全球モデル(GSM)の現状と改良。\1,155+\1,500也。全球モデルは各国の気象数値予報モデルと横並びでその精度比較が可能なので結構熾烈な開発競争が続いている様だ。各国予報センタの中でもECMWF (ヨーロッパ中期予報センタ) のスコアが群を抜いて良く、UKMO (英国気象局) 及びNCEP (米国海洋大気庁環境予測センタ) がそれに続いている、とある。予報精度を評価するスコアは色々あるようだが熱帯低気圧進路予報に関してはJMAは世界トップクラスらしい。そういえば最近の台風の進路予想は (たまにはずすが) 昔に比べて非常に正確になったという印象がある。将来的にスパコン性能が1000000倍になってメッシュが100分の1になり衛星観測データ分解能が100倍になれば天気予報精度も100倍になるのだろうか。

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2007/11/24

GPSシンポの論文原稿及び発表資料をup。なお一部ミスが含まれていますがまだ未修正です。またその他間違い等有りましたらご指摘頂けると有り難いです。

気象庁予報部, 数値予報課報告・別冊第53号 数値予報と衛星データ - 同化の現状と課題 -, 平成19年3月
八重洲ブックセンタで、ちょうど興味を持っていた気象数値予報モデルへの衛星データ同化に関する資料を見つけたので購入。\1,800也。最も興味がある点は数値予報モデルの水蒸気量精度。この精度が良くなればネットワーク型RTK-GPS補正情報生成、長基線RTK-GPS、後処理キネマティックPPPに導入することによりGPS解析の精度向上が期待できる。
さて現行JMA数値予報モデルで使用している衛星水蒸気量は、NOAA/AMSU-A (サウンダ) 鉛直水蒸気、DMSP/SSM/I, TRIMM/TMI, Aqua/AMSR-Eの可降水量、である。GPS掩蔽 (CHAMP, GRACE, COSMIC) による鉛直水蒸気、地上GPS (GEONET) 可降水量、はまだ評価段階で同化はされていない。地上GPS可降水量についてはGIPSYを使った準リアルタイム解析手法がほぼ確立しゾンデ比較RMS誤差2.9/2.1mm (夏/冬) の精度が出ている様だ。これは近いうちに同化が開始される予定と聞いている。
さて現行使われている水蒸気量データとしてはやはりMSMの10kmメッシュに匹敵する高空間分解能ソースはない様だ。GEONETの同化が開始されれば特に地上は随分良くなると思うが、これも鉛直分布がとれている訳ではないので、GPS測位補正に使った場合の精度向上がどの程度になるかは結構微妙、という気はする。しかし、気象数値予報モデルというのはその入力も含めて、無茶苦茶複雑な解析システムだなあ、と改めて驚嘆する。(それなのに天気予報の精度があんまり向上している感じがしないのが、この分野の難しさを象徴している)

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2007/11/23

GPS/GNSSシンポから帰還。個人的には色々な方と興味深い話をできて大変有意義な大会であった。

さて講演最後に急遽間に合った中国衛星航法プロジェクトセンタのYang博士のCompass/Beidouの紹介。chairをやっていながらちゃんと聞き取れなかったのだが、測位信号は中国以外にもオープンにする(と言っていた様な気がする)、ICDも準備中(と言っていた様な気がする)。どうもCompassは(FOCで)GEO5機+MEO30機構成(参考)で信号はGPSL1/L5互換の様なので日本で使える測位衛星がまた増える事になる。後10年もすると測位衛星が有りすぎてどれを使えば良いか逆に困ってしまうということにもなりかねない。

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2007/11/21

Cornell MineSweeper
GPSシンポのビギナーズセッションにGPS搭載地雷検知ロボットというのがあって、面白い応用だなと思ってちょっと検索。このロボットは6輪バギータイプの車体にubloxとIMUを積んでいる。障害物検知にカメラとソナー、地雷検知センサとして金属探知機、Acoustic Phased Array(?)、Electrical Impredance Tomography(?)を積んで15kg、稼働時間2.5h。これは自律走行タイプで単独測位の様だが測位精度が少し厳しい。地雷検知センサの検知可能エリアがどれくらいか知らないのだが多分1m以内だろうから単独測位精度ではどうしても走査漏れが起こる。ただこれは近く(の安全地帯)に制御局を置いてRTK-GPSかDGPSにすれば問題ない。セッションで説明していた学生さんは1kg以内なら地雷に乗っても爆発しない、と言っていた。これ自身が本当かは知らないが、GPSを使った小型軽量な走査型地面センシングロボットというのは結構面白い応用の気がする。例えば広い草地にパチンコ玉を100個蒔いて全部探し出すみたいなことをするとインパクトのあるデモになるだろう。とりあえずラジコンのバギー、小型金属探知器、適当な無線機とGPS2式があればプロトタイプは簡単に作れるので、学生さん誰かやってみません。

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2007/11/19

日本測地学会第108回講演会, ホテル浦島, 2007/11/7-9
行けなかった先々週の測地学会講演会要旨集を購入。\2,000也。
GT0.6.3を使っていただいた結果を含んだ発表が2件ある。たまたま両者とも潮汐をキネマティックPPPで解析したもの。(No.74 佐藤他, 南東アラスカ・ジュノーにおける重力とGPSによる潮汐観測結果, No.76 山本他, キネマティックGPSによる固体地球潮汐応用の時間変化)
現実の有用な研究に使っていただいて、開発者として大変有り難く思う。GTもそろそろ新しい版を出したいなあ、とは思っているのだが、まだ全然手が着いていない。

明日のGPSシンポの発表資料作成。22日のはホテルで作成予定。あとRTKLIB拡張色々。結局リアルタイムは間に合わなかったので終わったら少し本格的に手を入れる予定。

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2007/11/15

新しく出たゼンリンZi10を購入。WGS84対応。Z8は持っているがTokyoのみ対応だった。csvインポート機能でKGPS測位解を取り込む。Supper Mapple Digital 8に比較して地図は詳細で精度も悪くない。1m位の精度は有りそうだ。でも2万ポイントとかのデータを取り込むと極端に操作レスポンスが落ちる。なかなか思った様な地図ソフトはないなあ。(地図はもちろんGoogle Mapでも良いのだがユーザオブジェクト点数制限が厳しいのとデータをサーバにアップロードしなければいけないのがやはり使いづらい)

現行RTKLIBによる後処理基線解析では数10万エポック程度なら普通のPCでも実用的な時間で解を得られるのだが、結果を表示したり、解析したりするのは結構やっかいである。これくらいだとRINEXでは変換時間やファイルサイズも大きくなり操作性が悪くなるので受信機バイナリを直接読み込みできるように改修中である。しかし観測データを一括読み込み処理しているので、これ以上では32bitメモリ空間の制約も出てくる。と思ってWindows Vista 64bitをインストールはしてあるのだが、ドライバやアプリケーションの対応が悪くて未だWin XP 32bitから移行できずにいる。

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2007/11/13

GPSシンポの発表資料作成。一昨年のチュートリアル発表は時間不足で今一だったので、今年は思い切り枚数を減らしてポイントだけゆっくり解説する予定。あとここでは書けない別件解析をちょっと。

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2007/11/11

高須, RTK-GPS及びネットワーク型RTK-GPS測位技術, GPS/GNSSシンポジウム2007
高須他, RTK-GPS用プログラムライブラリRTKLIBの開発・評価および応用, GPS/GNSSシンポジウム2007

GPSシンポ発表原稿。発表は11/20,22予定。見直していたら結構細かい間違いを見つけているのだけど修正は間に合わないので今後フォローします。

> 将来的には現在使われている疑似距離を使ったGPS測位に取
> って代わって、RTK-GPSによるcm精度の精密測位技術が一
> 般測位用として多くのデバイスに標準装備される可能性も有り
> 得る様に思える。

というのは、多分こうはならないだろうとは思っているのだけれど、半分願望ということで。

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2007/11/10

GPSシンポの2件目原稿やっと完。あんまり寝てないのでこの土日はゆっくり休もう。

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2007/11/06

Decording Range Record of RANGECMP, NovAtel, 2004
NovAtelの圧縮形式バイナリフォーマットRANGECMPで嵌る。この文書を見つけなかったらまず解決できない変なパッキング仕様。まったく仕様を考えた人は何を考えているのだろう。この文書を見つけたので今日は寝る。

国土交通省, 運輸多目的衛星新2号(ひまわり7号)の姿勢の異常について, 2007/11/5
MTSAT-2の姿勢異常に伴いMSAS PRN137の運用にも影響が出た様だ。この通知では異常発生は2007/11/5 5:40UTCとなっているが、PRN137の受信中断が2007/11/4 22:30GPSTから間欠的に起こっているのでもう少し前から異常があったのかもしれない。

なお、10/17に打ち上げられたSVN55/PRN15は10/31に既にステータスがhealthyになって運用開始している。2週間で正式運用とはJAXAの衛星運用の感覚からすると信じられないのだが、いったいどういう軌道上試験を行っているのだろう。

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自作RINEXコンバータでhalf-cycle ambiguityを解く前の観測値を有効にしたNovAtel KGPS解(上)。NovAtelコンバータを使ったKGPS解(下)。実はまだhalf-cycleの処置をちゃんとしていないのだが、条件の悪い区間で解のavailabilityが大幅に改善されていることが分かる。これくらい解が求まると市街地でもある程度実用性があるかもしれない。

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2007/11/05

International Symposium and Exhibitation on Geoinformation 2007 and International Symposium on GPS/GNSS 2007, PERSADA Johor International Convention Centre, The Puteri Pacific Johor Bahru, Malaysia, November 5-7 2007
マレーシア ジョホールバル (フランスWC予選で日本がWC初出場を決めた地として有名) で開催されているGPS/GNSS国際シンポジウム。なんかプログラムPDFファイルが開けないし、Webサイトもまともな情報ないし、運営の方は大丈夫なのかなあ。というのも今研究を見ている海洋大の学生さんが何人か発表のため行ってるからで、まあ良い経験と思ってあんまり緊張せず楽しんできて下さい。

International Symposium on GPS/GNSS 2008, Tokyo International Exchange Center, Tokyo, Japan, November 11-14, 2008
ところで来年のGPS/GNSS国際シンポジウムは日本で開催。少しだけ関係者なので宣伝。マークが結構凝っている。アブスト6/16〆。ディナークルーズや昼食付で$450は高いのか安いのか。

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2007/11/03

最近気付いたのだけれど、スリップ検出にドップラ観測値を使うというのはかなり有効。特に移動体1周波受信機の信頼性の高いスリップ検出は大変難しいのだがこれを使うと有効に検出できる。頑張ればスリップ補正もある程度実用的かもしれない。でもこれって論文等でほとんど見たことないんだけれど、誰も気付いていないだけなのか、皆興味が無いのか、あるいはこんなの常識なのか。
移動体RTKでは、条件の悪い区間を使えるあらゆる手段を使ってなんとが誤魔化す、というのが性能を上げるために必要になるのでドップラの利用は必須だという気はする。

精密測位研究者の方でないとなかなかその意義は理解できないかもしれないが、昨日書いたGeのPPP ARはエポックメイキングな論文である。技術は誰かがブレークスルーを果たすと、それをきっかけに新しい成果がどんどん生まれるので、今後PPPの利用範囲が拡大していくかもしれない。

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2007/11/02

ここのところ、PPPの地球科学的応用に関連してある研究者の方とメールをやり取りしているのだが、その方面もまだやっぱり面白いことが残っているなあと再認識している。もう少ししたらまたそっちに戻るかもしれない。でも全部何でも出来る訳ではないので、今やるべきことを一つ一つこなして行かねば。

M.Ge et al., Resolution of GPS carrier-phase ambiguities in Precise Point Positioing (PPP) with daily observations, Journal of Geodesy, 2007
Journal of Geodesyの最新号から。$30也。グローバルネットワーク観測値を使ってUPD (uncalibrated phase delay、初期位相とほぼ同義) を推定し、PPPで整数Ambiguityを解く解析手法。普通のPPPに比較し27%のrepeatability、30%のIGS解比較精度が改善したとしている。UPDの安定性も評価し時間的にはかなり安定だとしている。UPDはDCBと似ているのだが搬送波位相とコード位相の位相差であるところが違う。ただまだ定義自体結構微妙な点を含んでいる (補足: 曖昧な書き方をしてしまった。GPSの搬送波はRHCPなので偏波面を決めないと衛星送信時位相が定義できないと言うこと。これは普通気にする必要ないのだが位相差を決める際は厳密に定義しないといけない。18:19追記)。今後、この手法が確立しIGSがプロダクトとして提供するようになると原理的にPPPでARが可能になる 。でも結局単独局では電離層や対流圏推定の問題があるから最も有効性の高いキネマティックや短セッション解析で実用的なFIX率が得られるかは良く分からない。ましてリアルタイムPPPでのARまで行き着くにはまだ随分試行錯誤が必要ではないかとは思う。
(補足: 結構画期的な研究だろうと思ったのだが、よくよく考えてみると基準局観測値が必要なくなるだけで、長基線相対測位と条件はそれほど変わらないから、ARが可能にはなってもその困難さが解消される訳ではない。ということで最終的な目標であるAR可能なリアルタイムPPP、これはグローバルネットワークRTKとほぼ同義だが、にはまだまだ解決しなければいけない課題が沢山残っている。21:42追記)

備考録を調べてみると、Zumberge et al.のPPP論文が1997、Cargary大PPP-AR論文が2003 (2005/5/25参照) なので、技術の進展は早いようで時間がかかる。出来てしまえばなんてことはないのだけど。

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2007/11/01

GPS/GNSSシンポジウム2007, 東京海洋大学越中島会館, November 20-22, 2007
GPS/GNSSや測位技術にご興味の有る方はぜひご来場下さい。私は２本発表します。もしここを読まれている方があれば会場で一声かけて頂くと有り難いです。

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〜2007/10/31