※GNSSとは。

まず、一般的には、GNSSという言葉になじみがないと思います。衛星を使った測量システムとして、GPSとした方がイメージしやすいでしょう。

測量の世界でGPS測量というと、アメリカのGPS衛星だけで測量することを意味します。近年では、アメリカ以外にもロシア・ヨーロッパ・インド・中国・日本が独自の測位衛星を打ち上げていて、その総称としてGNSSという言葉を使います。


※各国の測位衛星システム

 米 国:GPS
 ロシア:グロナス
 日 本:準天頂衛星
 欧 州:ガリレオ
 中 国:北斗
 インド:ナビック

各国の衛星測位システムには、それぞれの特徴を持ち、さまざまな思惑の中、運用されていくと思います。例えば、日本の準天頂衛星の場合、日本を主としてアジア・オセアニア地域でしか電波を受信できない制約があります。また、古くから使われているGPS・グロナスも、近代化に向けてバージョンアップが行われています。

日本のGNSS測量で主として使われているのは、GPS+グロナス+準天頂衛星(GPS補完)となります。現状の衛星測位精度計算なら、この衛星システムだけで十分な精度を求めることができると言えると思います。将来の受信できる衛星の数が増える最大のメリットは、現状だと劣悪な受信環境が劣悪で無くなるところです。


※衛星測位だけの精度は、±数m程度。

「近年の衛星測位精度は格段に向上した」と聞いたことがあるかもしれません。そもそも測位衛星からの電波だけを使った位置決めの場合、安定した精度は±数m程度が限界と言えるでしょう。そのため±数mを1m以下の高精度にするため、さまざまな補正方法があります。

わかりやすいところで話をするなら、カーナビの位置決め(付近の道路に強引に重ねてしまう)マップマッチング方式やスマートフォン(携帯電話)の高精度な位置決めを行うA-GPS方式(アシストGPS方式)が有名です。

下記に詳しい説明があるので、お時間のあるときに読んでみて下さい。

 ケータイWATCH 第456回:A-GPS とは
 https://k-tai.watch.impress.co.jp/docs/column/keyword/350721.html

測量の場合は、電子基準点を使って高精度(数cm~数mm)の位置を計算します。(単純ではなく、いくつかの複雑な補正計算を行っています)


※GNSS測量とTS測量の違い

GNSS測量とTS測量は、2点間の位置関係をベクトルか角度距離かのどちらかで測るかの違いであり、大局的に位置を求めるプロセスに大きな違いはないと言えるでしょう。ただし、局地的に直接的な視野(狭小エリアの測量)に立つと大きな違いがあります。


          GNSS測量      TS測量
  使用機材    GNSS測量機     トータルステーション
  位置基準    準拠楕円体       平面直角座標系
  測量基準    緯度経度(楕円体高)  XYZ(標高)
  既知点     電子基準点を使える   埋設点のみ
  地殻変動補正  ありの場合が多い    なしの場合が多い
  測量元期    考慮する場合が多い   考慮しない場合が多い

  ※GNSS測量は長時間スタティック式による。


上記の考え方は測量方式によって違うなど、ケースバイケースなのでひとくくりにはできませんが、一般的にはそういう感覚になると思います。

GNSS測量技術者には、地球規模での測量感覚が求められるので、測量目的に合わせたさまざまな補正条件について理解していないといけません。

近年の公共基準点測量の考え方は、大局的にはGNSS測量(電子基準点を既知点とした長時間スタティック方式)、局地的にはTS測量(GNSS測量で求めた点を既知点として)で求める測量方式になっていくと思われます。ただし、高さについては、さまざまな問題を抱えていて、将来的に大きく変わる可能性があります。


※リアルタイム測位(リアルタイムRTK方式)

GNSS測量は長時間の観測と後処理計算で位置を求めるスタティック式と、その場で位置を求めるリアルタイムRTK方式があります。感覚的にTS測量に近いのは、その場で座標値を求めることができるリアルタイムRTK方式(単点観測法)と言えるでしょう。

リアルタイムRTK方式は、現在VRS(仮想基準点方式)が主流ですが、GNSS測量技術の革新的な技術発達によって、近々、別の方式が主流になる可能性があります。また、マルチGNSS化によって、たくさんの測位衛星が同時解析できる近未来は、今まで不可能だと思われた場所でも、衛星測位による高精度な位置決めができるようになっていくと期待されています。

リアルタイムRTK方式(単点観測法)の大きな欠点は、別プロセスからの精度確認ができず、求められた座標値が正しい(高精度)とは限らないという点です。また、測位環境によっては、座標値を計算できず(一度もFIXできず)に撤収する場合も少なからずあります。

実測の経験が実際の測量精度に影響してしまう、簡単にできそうに見えるけど簡単にできず、さまざまな経験値が必要な測位方式と言えるでしょう。


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