SPACセミナーFY2020

プライベートシステムとしてのCLARCSの未来（CLARCS:CLAS-based RTK Correction System)

20217年3月3日
一般財団法人 衛星測位利用推進センター（SPAC） 専務理事
博士（工学）
三神 泉

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QBICアウトリーチ活動推進WGの紹介
QBIC第2期活動目的

アウトリーチ推進WGの活動方針①アプリ、OS、ボート、サービス等の新しい業界・団体から参加を啓蒙し、みちびきのを利活用する業界種類の増加・活動範囲の地方への拡大を志向する。
②連携団体の協力を得て、主に地方における「みちびき」の知名度向上とり社会実装の拡大を啓蒙すべく、潜在ユーザ・事業者にみちびきサービスの利便性を実体験を無償ベースで提供する。
③結果として、地方にみちびきを利用する事業化の継続的な検討活動を行う新たな活動が根付くことがWGの目標とする。

CLARCSを利用

衛星測位・みちびき入門講座
最新の受信機、新事業紹介

最新の受信機紹介と社会実装のイメージデモ
受信機お試し受信体験

Bizマッチング・
何でも相談コーナ

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CLAS補強情報の利用信方法（PPP-RTK)
基準局とサービス提供者の存在を意識しないRTK！?
① 電子基準点が配信する測位衛星の観測データ(搬送波受信）を用
い、CLASデータセンターが衛星の誤差と電離層・対流圏誤差の補正値を計算し、みちびきから放送。
② CLAS専用受信機で、コード単独測位を行い、ユーザ近傍に仮想点座標を取得。
③ 仮想点上のRTK補正値（測位衛星からの観測データ）を、CLASと測位衛星の軌道情報から計算。
④ 専用受信機の搬送波受信結果と仮想点のRTK補正値を用いてRTK測位し、仮想点座標基準で3.4cmRMSの精度を実現。精度達成までの時間は1分以内。
3

ＣＬＡＲＣＳ発想の思考過程

ＣＬＡＳ専用受信機はまだ高価である。

RTK受信機はCLASを使った測位できない。

変換受信機だって数が出ないと安くならない。

RTK受信機で1台数万円のものがある！！

①②

CLASからRTK補正値に変換する変換受信機を作れば測位可能！

CLASからRTK補正値を作る変換機1台で、ネットワーク経由でＲＴＫ補正値を配信すれば、1人あたりの変換受信機コストは下ほぼゼロ！

4

CLARCSの目的と動作原理
開発時の目的1. みちびきのcmサービスの利便性を多くの人に実感してもらうため、CLASからRTK補正情報を生成し、NW経由配信することで、廉価版の汎用RTK受信機が使えるように！
2. 連携団体、地方の潜在ユーザに対し、低価格RTK受信機によるCLASの利用・測位体験を持ってもらう活動（QBICのアウトリーチ活動を含む）を行う支援ツールとして使用する。
動作原理
CLAS専用受信機の動作原理①受信機がCLASを受信し、CLASから近隣仮想点のRTK補正値を計算②近隣仮想点のRTK補正値を用いて、受信機内でRTK測位

CLARCS動作原理①1か所に設置するL6デコーダ受信機がCLASを受信し、任意に設定可能な仮想点位置のRTK補正値をPC内でCLASから計算し、NW経由で配信②ユーザは仮想点周り（~10km半径）にて、無限数のRTK受信機でcm級測位を享受
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5

CLARCS(17機対応）の概要
みちびき(日本）
みちびき(日本）

GNSS
（L1）

ガリレオ（欧州）

GPS（アメリカ）
周波数/GNSS（L1/L2/E5）

CLAS
(L6)

GNSS
アンテナ

一体型
RTK受信機

GNSS
アンテナ

Bluetooth/Wi-Fi

RTK受信機

RTK補正値

測位結果
L6/L1受信機

RTK補正値
生成(NTRIP)/スマートホンPC

インタネットSPAC配信センタ
機械振興会館: CLAS信号

地図描画/
通信制御PC: 測距信号: RTK補正値: 測位結果COMPANY PROPRIETARY NOT TO BE REPROCUCED OR DISCLOSED WITHOUT SPECIFIC WRITTEN PERMMISION OF SPAC

6cm級測位サービスと受信機価格

配信方式3Dポートフォリオ

5~30万円

3~7万円

CLARCS：CLAS-based RTK Correction System
HAPS：SoftBank開発中の成層圏を飛行する携帯基地局で海外にもRTK補正値の配信を計画中
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7CLAS補強対象11機→17機対応のCLARCS性能変化
2019年11月7日 24時間
11機対応CLARCS

2021年2月18日 24時間
17機対応CLARCS（CLARCS改修は2020年9月に実施）

8現在のCLARCS利用における長所・欠点
受信機CLARCS+SCR-F9C

CLAS＋専用受信機

測位精度CLAS性能よりやや劣る①現廉価版RTK受信機がQZSS測距信号に対応していない②CLASから作るRTK補正値に最適なチュー
ニングではない

CLAS性能TTFF

数秒～30秒程度（CLAS受信機より短い）（2周波、3周波受信機によって変化？）

1分以内

fix率
（オープンスカイ）

やや悪い（98％以上はありそう）

ほぼ100％に近い

連続性

数ヶ月に1回チョコ停が発生（フリーウエア、NWの問題）

仕様通り

マルチパス対策

軽減対策が付いた受信機の使用が可能無し？＊

妨害波対策

妨害を受けた事実をユーザに通知する機能がある受信機の使用が可能無し？＊＊：SPACが経験した受信機の限りにおけるコメント
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CLARCS17機対応の補強衛星数とRTK測位利用数
受信した測位衛星

CLAS補強対象

GPS

Galileo

QZSS

CLAS-based RTK補正値の衛星群ごとの数

可視域の衛星配置とSCR-F9CがRTK側に使用した衛星の種類と数

・2020年12月4日、17:33では、可視域内の19機の内衛星16機がCLASの補強対象数。
・受信レベルが低い衛星（ ）を受信機内で省き、測位計算に使える衛星数は13機。
・SCR-F9Cは、QZSSをRTK測位に使用できない（ ）。
・よって、GPS5機（観測データ1重差4つ）、Galileo4機（同1重差数3つ）となり、7機に対応する連立方程式を解いてｆｉｘ解を得たものと推定。
・CLARCSを用いるRTK受信機が利用可能な衛星群と受信周波数の理解が必要。
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10汎用RTK受信機＋CLARCSの測位実態と今後の取組
GPS

測位衛星

Galileo

測距信号

L1C/A

L1C

L2P

L2C

L5E1B

E5aE5b

CLAS補強対象〇〇〇〇〇〇〇ー

SCR-F9C〇ーー〇ー〇ー〇CM-1〇ーー〇〇〇〇〇

１．従来は、u-blox製F9Pチップ搭載のSCR-F9Cで実証し、17機体制のCLAS対応での実用性を検証
２．F9Pは、L1とL2（≒GalileoのEb1,E5b）の2周波対応
３．コア社製の新製品CM-1 は、更にＬ５（≒GalileoのE5a）を測位に使用可能

CLARCSとの親和性とTTFF等の改善度等を評価する計画

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CLARCSとRTK測位の活用のケース

複数仮想点の固定設置（支店、工場周りの資材管理、従業員・作業者動線管理）

仮想点の時分割移動設置（複数圃場の農機運転、移動する工事現場・セキュリティエリア等の支援）

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CLARCS仮想点による実証実験支援箇所
9か所で社会実装にむけた実証実
験を指向中

関連分野

新潟東京
港区

千葉北松戸

相模原
静岡
沼津
横浜
大分1・土木建設
・農業・建造物安全管理・競技・ボート自動着岸・見守り安心安全（作業者、非健常者）

広島市
大分2

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CLARCSシステム構成イメージ
30仮想点
品質

実証グレード（現RTKモジュール利用）

100仮想点
サーバグレード（S/W化＋単構成）

サーバグレード（S/W化＋冗長構成）

主要構成

SNIP
キャスタ

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CLARCSの未来
1. CLARCSは、最低1台の受信機（CLASデコーダ）とPCで構築可能なシステムであり、安価に設置できる。
2. 仮想点数が少なければフリーウエアの利用でNW経由、仮想点設置が可能。
3. 同時設置仮想点数が30以下なら市販キャスターで対応可能（30点で3700ドル規模）。
4. 無料のみちびきCLASを利用するため、基本的にランニングコストはゼロ。

日本全国に拠点やサービス地域を持つ組織や、時間ごとに仮想点位置を変えたいユーザが、手軽なプライベートシステムとして利用するのに適したのがCLARCS！！

IoT社会をけん引するスマホへのCLASの利用・スマホ応用範囲の拡大はSPACの長年の夢。CLARCSが先駆けとなり、未来を開拓したい。

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合併の目的等
１．主旨
宇宙利用の更なる拡大、並びに宇宙関連技術開発の更なる促進と産業活性化に資する新財団を、宇宙システム開発利用推進機構（JSS）及び衛星測位利用推進センター（SPAC）を母体として立ち上げる。
これを契機に、拡大した新財団の機能に相応しい理事長・理事構成に見直すと共に、財団の人材拡充を図り、従前以上にみちびきによる高精度測位利用の推進、Ｇ空間情報産業の活性化、衛星観測データ利用の活用促進を図るとともに、高精度測位・衛星観測情報の融合ソリューション事業創出に向けた活動を強化する。
２．新財団の概要① 新財団名称： 一般財団法人 宇宙システム開発利用推進機構② 発足予定時期： 2021年4月1日③ 賛助会社： 約60社を予定、 職員数： 約40名を予定（分野）（現在の財団）
ＪＳＳ

衛星観測データ• 宇宙技術利用促進（衛星リモートセンシング及び宇宙環境利用）

ＳＰＡＣ
測位・Ｇ空間情報

宇宙利用拡大/宇宙産業基盤拡大• みちびき利活用促進• G空間情報産業活性化• 次世代衛星測位利用技術研究（合体後の拡充）新財団• 衛星画像利用の推進と、測位との融合ソリューション創出• みちびきによる高精度測位利用の推進• Ｇ空間情報産業の活性化、QBIC活動の推進• New Space等新たな事業者への支援強化• 宇宙知財情報提供、標準化、コンサル活動強化による産業基盤拡充• 安全保障分野等、新たな領域への宇宙利用調査・政策提言

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衛星観測情報と衛星測位情報融合の切り口

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CLARCSとカメラ画像の融合による身近な事業例：衛星測位アンテナ：周辺移動体：カメラ

目的：自己移動体と周辺移動体のシームレス相互干渉回避（2021年度上期末完成予定）①自己移動体周りのジオフェンス自動生成⇒生成アルゴリズム②衛星測位によるそれぞれの位置監視⇒絶対位置による干渉判定（屋外、全天候・昼夜連続対応）③搭載カメラによる周辺移動体位置監視⇒相対位置算出アルゴリズム⇒自己基準相対位置による干渉判定（屋内、屋外は天候依存）⇒相対位置から絶対位置への変換アルゴリズム④自己移動体運転者への相対位置表示、干渉自動警報⑤リモートでの地図上表示
CLARCSによる高精度測位が絶対座標化をサポート
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都会環境のマルチパス回避策への応用

https://insidegnss.com/3d-mapping-aided-correctionsin-android-address-last-great-unsolved-gps-problem/＋

都会環境におけるマルチパス回避対策は、衛星測位技術の大きな課題。３D電子マップによる上空視界情報と同時刻の衛星配置の組合せによるAndroidスマホナビの支援シス
テムを米で開発中。
ただし、使用者はローカルな場合が殆どであることから、前頁のシステムの延長線上で、画像情報と測位情報の融合で解決策を独自検討中。同じような検討を実施中の方、興味のある方は、是非、SPACにご連絡ください。
一緒に、“Locate Precisely, Act Locally”に向けた新しいサービスを開拓しましょう。

水平距
離L

＝

直接可視（LOS)衛星のみを用いた高精度測位

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おわりにSPACは、4月1日に、一般財団法人 宇宙システム開発利用推進機構（Japan Space Systems)と合併し、当機構内の衛星測位事業本部（Satellite Positioning Application＆Research Center：SPAC ）として、事業を発展的に推進します。
皆様へのサービスを更に拡充させて参りますので、変わらぬご指導とご鞭撻をよろしくお願い申しげます。

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